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RCH2CH2℃HR’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.
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