2-甲基四氢呋喃的制备方法

背景及概述^[1]

2-甲基四氢呋喃是一种重要的有机合成中间体和溶剂，属新材料及应用领域中的精细化工材料。在有机合成中，主要用于磷酸氯喹、磷酸伯氨喹和硫胺素等的合成。在溶剂应用方面，2-甲基四氢呋喃主要用作树脂、天然橡胶、乙基纤维素和氯乙酸——醋酸乙烯共聚物等的有机合成。

2-甲基四氢呋喃作为一种环醚，也是一种路易斯碱，更是一种环境友好、性能优良的独特的溶剂。近几年来，由于2-甲基四氢呋喃优良的性能和环境友好的特点，使其在溶剂替代应用领域得以迅速的的发展：①用于替代安全隐患大的四氢呋喃、乙醚等，用作格氏反应溶剂；②用于替代高毒性的卤代烃类、苯类等作为有机合成的反应溶剂或萃取溶剂；③应用于有机金属反应和两相反应的溶剂。

制备^[1]

现有方法中，合成2-甲基四氢呋喃的方法很多，根据起始原料和选择催化剂的不同，主要归结为以下几种：

1.糠醛为原料

以糠醛为起始原料合成2-甲基四氢呋喃的方法主要是指糠醛经催化加氢还原得到2-甲基呋喃(以下简称MeF)，然后再将MeF催化氢化得到2-甲基四氢呋喃的方法。其中将MeF催化氢化得到2-甲基四氢呋喃的催化剂主要有以下几种：

(1)工业生产中通常用镍作催化剂。文献报道以美国专利US6479677、US6852868和US7064222反应的收率为，MeF加氢温度为100～130℃时，该步得到2-甲基四氢呋喃的收率约为90％。

(2)1959年，等用RaneyPd(用NaOH处理5％的Pd-Al合金，去掉其中40％～50％的Al)还原2-甲基呋喃，温度控制在150℃，可得100％的2-甲基四氢呋喃(DokladyAkadNaukSSSR，1959，125：3345～3347)。若在275℃反应，则得到80％的2-甲基四氢呋喃。同时他们还用5％Pt-C以及Ni-ZnO作催化剂，对该反应的反应机理进行了研究(DokladyAkadNaukSSSR，1958，122：625～628.)。

(3)糠醛进行Cannizzaro反应或加氢反还原反应，得到糠醇，再将糠醇催化加氢合成2-甲基四氢呋喃。将糠醇加氢还原得到2-甲基四氢呋喃，在220℃、18.0MPa条件下反应可以得到38.5％的2-甲基四氢呋喃；在160℃、18.0MPa可得到11.5％的产物；在220℃、16.0MPa，用1∶1的RaneyNi-Cu铬铁矿作催化剂，可得到42％的产物(Trudy Leningrad TekhnolInstIm Lensoveta，1958，44：3～5)。该合成工艺的优点：利用该反应进行理论研究具一定的价值，特别是研究温度和压力对该反应的影响很有意义。

2.糠醛衍生物为原料

1980年，Baikova等利用5-甲基糠醛为原料制备2-甲基四氢呋喃。以Pd-K2CO3作催化剂，温度控制在200～300℃，5-甲基糠醛主要发生脱羟反应和氢化反应转化为2-甲基四氢呋喃。

3.二醇为原料

2-甲基四氢呋喃作为一种环醚，可以在催化剂作用下通过二醇分子内脱水得到。比较有代表性的方法主要有：

(1)1981年GeorgeA报道了一种快速、有效的脱水反应，用Nafion-H(一种固体超强酸全氟磺酸树脂催化剂)作催化剂，在135℃下反应5h，产率可高达90％，并且副产物易于分离，催化剂容易再生，反应不需溶剂(Synthesis，1981，6：474～476.)。

(2)Kuramoto等使2-甲基-1，4-丁二醇在脂肪族叔胺存在的情况下脱水制备2-甲基四氢呋喃。这样2-甲基-1，4-丁二醇、Bu3N和盐酸在130℃加热搅拌6h得到99％的产物(JP：02167274)。

(3)1980年，Gojkovic等利用邻羟基参与形成了分子内环醚。该反应是使一些非环状烯醇在羟汞化-脱汞化反应中，发生分子内Markovikov反应生成环醚(GlasHemDrusBeograd，1980，45(11)：497～506.)。

4.内酯、酸酐或二酯为原料

2-甲基四氢呋喃还可以通过内酯、酸酐或二酯的还原反应来制备。如在SiHCl3存在下，用γ-rays或紫外光或者用60Co在3×105r/h所产生的γ-rays照射内酯，制得产率为82.3％的2-甲基四氢呋喃。该合成方法优点是：一步反应流程短，反应速度快。

5.采用其他的原料制备2-甲基四氢呋喃

(1)14KPa下，以MeCO(CH2)nCH2Cl为原料与Bu3SnH反应得到环醚，且产率与环的大小有关。当n＝2时，所得2-甲基四氢呋喃的产率为98％(JOrganometChem，1985，287(1)：49～56.)。

(2)Ismailova将RCH2CH2OCHR’CH2R(R＝Br，Cl；R’＝H，Me)在极性溶剂中用锌粉、钾汞齐或锂汞齐的作用下发生分子内偶联反应得2-甲基四氢呋喃。

(3)利用水溶液Cu(II)碱金属氯化物催化氧化1，3-戊二烯得到2-甲基四氢呋喃。

参考文献

[1][中国发明,中国发明授权]CN200910095661.6一种2-甲基四氢呋喃的绿色合成方法