[發明專利]一種利用二氧化碳生產脫氫乙酸和廣藿香酮及其類似物的工藝方法

有效

• 申請號: 201910431980.3
• 申請日: 2019-05-23
• 公開（公告）號: CN110028470B
• 公開（公告）日: 2021-11-19
• 發明（設計）人: 馬建功;王志強;程鵬
• 申請（專利權）人: 南開大學
• 主分類號: C07D309/36
• 分類號: C07D309/36
• 代理公司: 天津耀達律師事務所 12223
• 代理人: 侯力

一種利用二氧化碳生產脫氫乙酸和廣藿香酮及其類似物的工藝方法，包括：將4?羥基?2?吡喃酮類底物、一價銅鹽和碳酸銫于Schleck瓶中，脫氣，持續通入二氧化碳。加入溶劑，在油浴中反應，經后處理，得到化合物2。將得到的化合物2、(1?(3?二甲氨基丙基)?3?乙基碳二亞胺鹽酸鹽)和2?甲氨基吡啶以及異丙醇進行酯化反應，柱層析分離得到化合物3。將化合物3加入到含有氫化鈉的無水四氫呋喃中，向其中滴加甲基溴化鎂(或異戊基溴化鎂)，常溫反應，經分離得到脫氫乙酸及其類似化合物4(或廣藿香酮及其類似化合物5)。本發明原料來源廣泛，毒性低，價格便宜；制備工藝簡單，對設備要求較低，易于工業化放大生產。

技術領域

本發明屬于二氧化碳的利用以及脫氫乙酸和廣藿香酮及其類似物的制備技術領域，涉及一種利用二氧化碳生產脫氫乙酸和廣藿香酮及其類似物的制備工藝，具體涉及一種在 N,N-二甲基甲酰胺溶液中，4-羥基-2-吡喃酮類化合物與二氧化碳發生加成反應生成3-羧基 -4-羥基-2-吡喃酮的工藝方法。并利用所得到的酸進一步合成一類具有廣泛應用的脫氫乙酸和廣藿香酮的工藝方法。

背景技術

二氧化碳是工業上排放廢棄物中的一種副產物，目前，大量二氧化碳的排放，造成了環境問題的加劇，使全球溫度上升，這是一種不可忽視的危害，地球表面的溫度一直處于一種相對穩定的狀態，由于二氧化碳造成的溫度上升，使得大量儲存了億萬年的冰川加速融化，后果不堪設想。同時，二氧化碳也有自己的天然優勢，可再生，適量的二氧化碳沒有毒副作用，且已經被人證實是一種優質的C1資源，可以用來延展碳鏈，因此，大量的科研工作者投入到二氧化碳的轉化利用中，在保證工業發展的前提之下，使得二氧化碳不會造成威脅。

脫氫乙酸和廣藿香酮的作用由來已久，脫氫乙酸早在1947年就作為防腐劑使用，而廣藿香酮則是廣藿香的主要成分，廣藿香的使用在中國已有非常長的使用時間，作為一種非常著名的中藥材，家喻戶曉，也有非常多的中成藥使用廣藿香作為主要成分，例如藿香正氣水等。然而，目前關于脫氫乙酸的合成方法雖然比較多，但是，使用二氧化碳作為脫氫乙酸的羰基的報道卻是沒有，廣藿香酮本身的合成在工業和常規路徑都比較繁瑣，很多都以鈀碳做催化劑，且用到氫氣，因此，對于如何能更加高效，清潔環保且低成本的生產脫氫乙酸和廣藿香酮已成為廣大科研工作者的重點攻堅項目。

發明內容

本發明的目的是解決環境能源的再利用及其改良現有目標化合物脫氫乙酸和廣藿香酮合成復雜，高成本等問題，以擴充二氧化碳可以發生的化學反應類型，進行二氧化碳的資源化再利用，更為經濟合理多途徑的合成工業產品，提供一種在常壓條件下利用二氧化碳生產脫氫乙酸和廣藿香酮化合物4(a-e)和5(a-e)的方法。本發明利用二氧化碳增加4-羥基-2-吡喃酮類化合物的碳鏈和增加一個羰基源，作為一個良好的切入點，即在利用二氧化碳，實現減排，又可以改良這些傳統中有廣泛用途的化學品的合成路徑。

本發明的技術方案是：

一種利用二氧化碳生產脫氫乙酸4(a-e)和廣藿香酮5(a-e)及其類似物的工藝方法，制備工藝參見附圖1，包括以下步驟：

1)稱取4-羥基-2-吡喃酮類底物1(a-e)、一價銅鹽催化劑(碘化亞銅)和碳酸銫于Schleck 瓶中；將Schleck瓶抽真空并通入二氧化碳，使Schleck瓶充滿二氧化碳氣體；然后注入溶劑無水N,N-二甲基甲酰胺到Schleck瓶，并放置于50-60℃油浴中，反應36-48h；其中， 4-羥基-2-吡喃酮類底物、碳酸銫、一價銅鹽催化劑和溶劑的用量比為1mmol：1.5mmol：0.1mmol：5mL；4-羥基-2-吡喃酮類底物1(a-e)結構式如下：

R₁分別為氫、甲基、氫、氫、氫，R₂分別為甲基、甲基、乙基、丙基、異丙基，具體結構式如1a-1e：

2)反應完成后，加入鹽酸酸化，萃取，然后過硅膠柱，得到純的中間體3-羧基-4-羥基-2-吡喃酮類化合物2(a-e)，結構式如下：