[发明专利]使用烷基乙酸铵制备5-乙酰氧基甲基糠醛的新方法

说明书

技术领域

本发明涉及制备5-乙酰氧基甲基糠醛的方法，更具体而言，涉及使用烷基乙酸铵制备5-乙酰氧基甲基糠醛的方法，所述方法经济且具有高反应效率。

背景技术

由于传统能源的枯竭以及全球范围内能源需求的增加，替代能源的发展目前受到了许多关注。在替代能源中，生物质作为可再生的量化生物资源吸引了相当多的关注，如美国能源部(DOE)进行的替代能源发展项目“由生物质生产燃料”所示。5-羟基甲基糠醛(HMF)是源自生物质的材料，HMF可替代已建立其生产和使用的石油系化合物，并且到目前为止，已进行了对该5-羟基甲基糠醛的研究。

据报道，HMF通常是在金属催化剂存在的情况下，通过己糖的脱水反应而合成。然而，由于使用特定反应溶剂造成的分离困难、使用金属催化剂造成的无水条件、产率下降等，该合成方法难以商业化。作为用于解决上述问题的方法，提出了合成5-氯代甲基糠醛(CMF)(HMF及其衍生物的前体)的方法。由此合成的产物具有相对高的稳定性，并且以高的产率获得(Chem.Sus.Chem.2009,2,859；Angew.Chem.Int.Ed.2008,47,7924)。

5-乙酰氧基甲基糠醛(AcHMF)是在使用CMF作为原料的HMF衍生反应中的主要目标材料。由于AcHMF在结构上与HMF类似，并具有高反应性、高的多功能性和高亲脂性，而且相当稳定，因此，在合成呋喃基单体时，可用AcHMF替代HMF。

同时，在专利文献(US 2008/221205A1)中报道了使用乙酸和无机碱由5-氯代甲基糠醛(CMF)合成AcHMF的方法。然而，该方法的问题在于，由于该方法的产率低，使其具有低的实用性。

因此，如果开发出有效的AcHMF制备方法，可基于该方法准备大规模生产工艺，并可充分供应低价的原料，由此将扩大对作为工业产品的AcHMF的需求。

发明内容

技术问题

因此，提出本发明以解决上述问题，本发明的第一目的是提供制备可用作平台化合物(platform compound)的5-乙酰氧基甲基糠醛的方法。

本发明的第二目的是提供制备5-乙酰氧基甲基糠醛的方法，所述方法通过简单工艺施行并具有高的反应产率。

本发明的第三目的是提供制备5-乙酰氧基甲基糠醛的方法，其中，可将源自生物质的材料用作反应物。

技术方案

为实现上述目的，本发明的一个方面提供了制备5-乙酰氧基甲基糠醛的方法，所述方法包括将由下述化学式1表示的5-卤代甲基糠醛与烷基乙酸铵反应，从而合成由下述化学式2表示的5-乙酰氧基甲基糠醛的步骤：

[化学式1]

[化学式2]

在化学式1中，X为选自氟原子、氯原子、溴原子和碘原子中的任一种，以及

在化学式2中，AcO为

在该方法中，烷基乙酸铵可为选自于由乙酸伯铵、乙酸仲铵、乙酸叔铵和乙酸季铵所组成的组中的至少一种。

进一步而言，烷基乙酸铵为选自于由下述化学式3和化学式4表示的烷基乙酸铵中的至少一种：

[化学式3]

[化学式4]

在化学式3和化学式4中，R¹至R⁶各自独立地为C1-C10直链烷基基团、C3-C10支链烷基基团或C3-C14环烷基基团，以及

AcO为

在该方法中，合成5-乙酰氧基甲基糠醛的步骤可在第一有机溶剂中进行。

第一有机溶剂可为腈化合物、醚化合物、氯代烷烃化合物、酮化合物和酯化合物。例如，第一有机溶剂为选自于由以下溶剂所组成的组中的至少一种：乙腈、丙腈、己二腈、苯甲腈、二甲醚、二乙醚、二丙醚、二氯乙醚、二异丙醚、正丁基乙基醚、二异戊醚、甲基苯基醚、四氢呋喃、一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷、二氯乙烷、三氯乙烷、四氯乙烷、二氯乙烯、三氯乙烯、四氯乙烯、二氯丙烷、三氯丙烷、丙酮、甲基乙基酮、乙基乙基酮、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯和乙酸叔丁酯。

在合成5-乙酰氧基甲基糠醛的步骤之后，该方法进一步包括，通过使用第二有机溶剂和水进行萃取来分离化学式2的5-乙酰氧基甲基糠醛的步骤。