[發明專利]一種用于制造δ-戊內酯的方法

有效

• 申請號: 201711378670.7
• 申請日: 2017-12-19
• 公開（公告）號: CN107987044B
• 公開（公告）日: 2020-08-28
• 發明（設計）人: 劉運海;胡江林;宋延方;楊洋;陳永;曾偉;楊恒東;丁可;王坤;陳長生;曹善建;黎源;華衛琦
• 申請（專利權）人: 萬華化學集團股份有限公司
• 主分類號: C07D309/30
• 分類號: C07D309/30
• 代理公司: 北京信諾創成知識產權代理有限公司 11728
• 代理人: 陳悅軍

本發明提供了一種用于制造δ?戊內酯的新方法。該方法包括：1)式(I)的乙酸烷基酯與環氧氯丙烷發生親核取代反應，生成式(III)的4,5?環氧基戊酸烷基酯；2)步驟1)所得式(III)的4,5?環氧基戊酸烷基酯進行加氫反應生成式(IV)的5?羥基戊酸烷基酯；3)步驟2)所得式(IV)的5?羥基戊酸烷基酯發生環化反應生成δ?戊內酯。本發明的方法反應總收率達95％以上。該方法原料廉價易得，對環境污染小，反應條件溫和、成本低，產率高且產品易提純，適合工業化生產。

技術領域

本發明屬于有機合成的領域，具體涉及一種用于制造δ-戊內酯的方法。

背景技術

δ-戊內酯，又名1,5-戊內酯、delta-戊內酯、四氫-2H-2-吡喃酮、四氫鄰吡喃酮、四氫香豆靈，英文名稱為δ-Valerolactone，縮寫名稱一般為DVL，是類似于己內酯的一種環內酯類化合物，分子量為100.12，沸點為230℃，分子式為C₅H₈O₂，室溫下為無色透明液體。具體結構式如下：

δ-戊內酯是一種多用途的化工中間體，并應用于不同的領域，主要用于在油墨、涂料添加劑上面代替己內酯。以戊內酯代替己內酯應用于油墨、涂料添加劑中，生產的油墨和涂料比只用己內酯生產的產品具有降粘性好，低溫不凝固的優點。

另外戊內酯還可以用于合成5-溴戊酸及寡聚肽等；在醫藥行業，戊內酯可用于合成吡喃嘧啶、環烯醚、西洛他唑、witting試劑和Epothifone抗癌藥；此外，戊內酯還可用于均聚酯和聚交酯等可以降解的高分子材料，以及香料如茉莉內酯和電池行業中的電解液等。

δ-戊內酯在工業上主要由環戊酮發生Baeyer-Villiger氧化反應或者1,5-戊二醇發生脫氫反應得到。其中Baeyer-Villiger氧化反應中環戊酮受限于石化產品，原來來源窄；并且反應中使用過氧化物如過氧苯甲酸、無水過氧乙酸、乙醛單過醋酸酯等對環戊酮進行氧化，由于有機過氧化酸價格昂貴且反應過后產生的副產物有機酸污染環境，后處理需要大量的碳酸鈉等堿性試劑，無疑增加生產成本。此外由于過氧化物的存在，在反應工序中若發生誤操作，很可能會導致災難性后果，因此使用Baeyer-Villiger法制備戊內酯并沒有在工業上得到廣泛應用。以1,5-戊二醇為原料脫氫生成δ-戊內酯的方法需要在高溫條件下(300℃)完成，并且在反應產物中的副產物正戊酸對反應器有腐蝕，增加反應設備的投入成本，且產物分離困難。

可見，現有的方法不能對滿足工業量產高品質δ-戊內酯的需求。因此需要尋求一種適于工業化生產的δ-戊內酯的制備方法，用于解決現有技術中產品收率低、原料來源受限不易獲取且價格昂貴以及反應條件敏感難于控制、安全系數低等問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種用于制造δ-戊內酯的方法，整條工藝原料廉價易得，對環境污染小、成本低，且工藝中不涉及易造成安全隱患的原料。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

本發明提供一種用于制造δ-戊內酯的方法，包括如下步驟：

1)式(I)所示的乙酸烷基酯與環氧氯丙烷發生親核取代反應，生成式(III)所示的4,5-環氧基戊酸烷基酯

其中R為烷基基團；

2)步驟1)所得式(III)的4,5-環氧基戊酸烷基酯通過加氫反應生成式(IV)所示的5-羥基戊酸烷基酯；

3)步驟2)所得式(IV)的5-羥基戊酸烷基酯發生環化反應生成δ-戊內酯

其中R為烷基基團。