为了解决传统合成方法的缺陷,一种基于呋喃类化合物的新型制备方法应运而生.该方法以呋喃类化合物为唯一反应原料,以乙酸为溶剂,以路易斯酸为催化剂,在温和的反应温度(80~160℃)下,通过一步反应直接得到苯并呋喃类化合物.这种方法的原料组分简单,工艺操作方便,且选择性高达99%,具有显著的工业化应用前景.
在反应过程中,呋喃类化合物的结构和官能团决定了最终生成的苯并呋喃类化合物的结构和官能团.例如,当呋喃类化合物为呋喃时,生成的苯并呋喃类化合物的选择性可高达99%.此外,呋喃类化合物可以从生物质中获取,如生物质催化水解得到五碳糖,再由五碳糖脱水生成的糠醛脱羰制备呋喃.这使得呋喃类化合物成为可再生资源,进一步降低了生产成本.
在新型合成方法中,反应条件和催化剂的选择至关重要.反应温度通常控制在80~160℃,反应时间为0.5~24小时.催化剂优选为路易斯酸,如氯化铝,三氟化硼,氯化铁或五氟化锑中的一种或几种.催化剂的质量浓度控制在1~8%,既可实现高效的催化作用,又能降低催化剂的使用成本.
为了进一步提高反应效率和选择性,可以在反应前加入适量的水,形成乙酸水溶液.乙酸与水的体积比为1:0~1:5,适量的水能够提高路易斯酸催化剂在反应体系中的溶解度,从而使反应更加均匀,促进反应顺利进行.呋喃类化合物在乙酸水溶液中的质量浓度通常控制在1~100g/L,更为优选的浓度为10g/L.