[发明专利]α-(硝基甲基)-2-呋喃甲醇的改进合成方法和保持该方法中催化剂活性的方法

说明书

本申请涉及α‑(硝基甲基)‑2‑呋喃甲醇的改进合成方法，使用有机溶剂和水的混合溶剂体系，以含水氢氧化钡为催化剂，通过如下反应合成。本申请还涉及一种保持该方法中催化剂活性的方法，往该反应所用有机溶剂中加入水，所述催化剂为含水氢氧化钡。

技术领域

本申请涉及除草剂安全剂解草噁唑中间体α-(硝基甲基)-2-呋喃甲醇的改进合成方法、以及保持该方法中催化活性的方法。

背景技术

现有技术中，作为解草噁唑的合成方法之一，公开了如下反应路线(参见例如美国专利文献US5428172)：

上述反应的第一步是以糠醛、硝基甲烷为原料、以八水合氢氧化钡为催化剂、以THF为溶剂，制备α-(硝基甲基)-2-呋喃甲醇。

该步反应的副产物较多，反应后体系中除了产物α-(硝基甲基)-2-呋喃甲醇之外，还含有未反应的原料糠醛和硝基甲烷、以及副产物等杂质。

在美国专利US5428172中，中间体α-(硝基甲基)-2-呋喃甲醇未经任何提纯处理直接用于下一步反应，对下一步反应投料的准确性和反应活性都有影响。

在非专利文献1和2中，作为该步所获中间体α-(硝基甲基)-2-呋喃甲醇的纯化方法，报道了进行减压蒸馏除去溶剂(其反应中使用的溶剂包括乙醇、二氯甲烷、乙酸乙酯等)和未反应的原料硝基甲烷以及糠醛，然后通过柱层析进一步提纯。柱层析提纯虽然可以获得更高纯度的中间体，但其不适用于工业化生产。

进一步地，目前的生产中，作为催化剂的氢氧化钡在使用后是通过水洗直接除去，环境负担大，成本高。

非专利文献1：A new series of bipyridine based chiral organocatalystsfor enantioselective Henry reaction.New Journal Of Chemistry.2016,40(8):7148-7156

非专利文献2：Cu(II)-L-prolinamide:First catalytic application ofmetal-amidoamine complex in enantioselective Henry reaction.CatalysisCommunications.2019,129。

发明内容

目前使用八水合氢氧化钡催化糠醛和硝基甲烷制备α-(硝基甲基)-2-呋喃甲醇的反应可以通过以下两种方式完成。

方式1：糠醛和硝基甲烷按摩尔比1:(8～10)投料，硝基甲烷兼作反应物和溶剂，以八水合氢氧化钡为催化剂，在不加入其它溶剂的条件下反应。反应结束滤出固体催化剂后，体系包含大量未反应的硝基甲烷和少许糠醛、产物α-(硝基甲基)-2-呋喃甲醇、主要杂质2-(2-硝基乙烯基)-呋喃，以及其他未知杂质。

方式2：糠醛和硝基甲烷按摩尔比1:1投料，加入四氢呋喃等溶剂作为反应介质，搅拌状态下加入八水合氢氧化钡反应，反应结束滤出固体催化剂后，体系包含四氢呋喃溶剂和少许未反应的糠醛和硝基甲烷，以及产物α-(硝基甲基)-2-呋喃甲醇、主要杂质2-(2-硝基乙烯基)-呋喃和其他未知杂质。

本申请发明人根据以上方式实施上述反应，并尝试回收催化剂氢氧化钡循环利用，但发现使用回收的氢氧化钡按照以上两种方式进行反应时，回收的催化剂没有催化活性，反应完全不进行。

本申请发明人研究发现催化剂在使用前后存在性质变化，并尝试解决催化剂失活的多种措施，结果发现，往反应体系中加入少量水，将单一的有机溶剂体系变为有机溶剂/水的混合体系后，滤出的催化剂氢氧化钡可以继续循环利用。

因此，本发明一方面提供一种改进的α-(硝基甲基)-2-呋喃甲醇制备方法，使用有机溶剂和水的混合溶剂体系，以含水氢氧化钡为催化剂，通过如下反应合成：