許 標(biāo)

(湖南食品藥品職業(yè)學(xué)院，湖南 長沙 410208)

3-(α-甲氧基)甲烯基苯并呋喃-2(3H)-酮的合成工藝中主要副產(chǎn)物分析

許 標(biāo)

(湖南食品藥品職業(yè)學(xué)院，湖南 長沙 410208)

本文對(duì)3-(α-甲氧基)甲烯基苯并呋喃-2(3H)-酮的合成工藝中的主要副產(chǎn)物進(jìn)行了研究。先將副產(chǎn)物分離，再經(jīng)過LC-MS和1HNMR譜圖分析，證實(shí)反應(yīng)中主要副產(chǎn)物為(E)-2-(2-羥苯基)-3-甲氧基丙烯酸甲酯。

合成工藝；副產(chǎn)物；甲氧基丙烯酸酯

3-(α-甲氧基)甲烯基苯并呋喃-2(3H)-酮的合成是整個(gè)嘧菌酯合成工藝中最關(guān)鍵的一步。我們以鄰羥基苯乙酸為原料，采用一鍋法合成3-(α-甲氧基)甲烯基苯并呋喃-2(3H)-酮，縮短了反應(yīng)時(shí)間，與文獻(xiàn)相比，反應(yīng)收率提高了三十多個(gè)百分點(diǎn)，純度達(dá)到95.5%。為了弄清反應(yīng)過程中產(chǎn)生的主要副產(chǎn)物，這些副產(chǎn)物是否會(huì)對(duì)后續(xù)反應(yīng)產(chǎn)生影響，我們進(jìn)行了較深入的研究。我們?cè)趯?shí)驗(yàn)中用液相色譜跟蹤反應(yīng)時(shí)發(fā)現(xiàn)，反應(yīng)過程中有少量副產(chǎn)物生成，而且隨著反應(yīng)時(shí)間的延長含量不斷增加，另外提純的3-(α-甲氧基)甲烯基苯并呋喃-2(3H)-酮在甲醇溶液中放置時(shí)間過長，會(huì)產(chǎn)生副產(chǎn)物，使純度下降，而在粗品用甲醇重結(jié)晶過程中也出現(xiàn)相同的情況。液相色譜的樣品流出時(shí)間及光譜數(shù)據(jù)表明，這些副產(chǎn)物應(yīng)為同一物質(zhì)。因此我們?cè)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，將反應(yīng)得到的副產(chǎn)物分離出來，分析它的結(jié)構(gòu)和反應(yīng)機(jī)理。

1 實(shí)驗(yàn)部分

在500mL四口瓶中加入30.4g(0.2mol)鄰羥基苯乙酸及100mL乙酸酐，加熱至90℃使鄰羥基苯乙酸溶解。然后加入53.2g (0.5mol)原甲酸三甲酯，在102℃下反應(yīng)7h，并用分水器分離反應(yīng)中產(chǎn)生的水。冷卻后減壓脫溶，用70mL溶劑溶解殘?jiān)?，再?0mL水洗滌，將有機(jī)相減壓脫溶得到灰黑色固體，在40℃下恒溫干燥5h。最后用30mL甲醇重結(jié)晶，烘干，得到產(chǎn)品28.1g，純度95.5%，收率78.2%。

將10.0 g上述95.5%的3-(α-甲氧基)甲烯基苯并呋喃-2(3H)-酮經(jīng)減壓柱層析(硅膠200～300目，石油醚：乙酸乙酯(體積比)=3：1～1：1梯度淋洗)，分離出主要成分，其余成分再經(jīng)減壓柱層析(硅膠200～300目，石油醚：乙酸乙酯(體積比)=3：1～1：3梯度淋洗)得到白色晶體。

2 結(jié)果與討論

2.1 氣相色譜——質(zhì)譜聯(lián)用分析

為了分析得到的副產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)，我們作了LC-MS譜圖分析，結(jié)果如圖1所示。

圖1 副產(chǎn)物的LC-MS譜圖Fig.1 The LC-MS spectrogram of by-product

由圖1可知，得到的副產(chǎn)物純度較高，它的分子離子峰為209，且該分子離子為陽離子，可確定它的分子量為208。結(jié)合反應(yīng)機(jī)理，我們推測該副產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)為：

2.2 核磁共振分析

為了進(jìn)一步分析得到的副產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)，我們作了1HNMR譜圖分析，結(jié)果如圖2所示。

1H NMR譜圖解析如下：

圖2 副產(chǎn)物的1HNMR譜圖

Fig.2 The1HNMR spectrogram of by-product

由圖2可知，該化合物1H NMR(300 MHz，CDCl3)：7.64(1H，s)，7.26～7.14(2 H，m)，7.00～6.91(2 H，m)，6.21(1 H，s)，3.89(3 H，s)，3.77(3 H，s)。

1H NMR譜圖解析如下：從低場到高場進(jìn)行分析，δ= 7.64 ppm對(duì)應(yīng)一個(gè)氫，可以歸屬于羥基上的氫，δ= 7.26～7.14 ppm對(duì)應(yīng)兩個(gè)氫，可以歸屬于苯環(huán)中羥基兩個(gè)對(duì)位上的氫，δ= 7.00～6.91 ppm對(duì)應(yīng)兩個(gè)氫，可以歸屬于苯環(huán)中羥基鄰位和對(duì)位上的氫，δ= 6.21 ppm為一單峰，對(duì)應(yīng)一個(gè)氫，可以歸屬于碳碳雙鍵上的氫，δ=3.89 ppm對(duì)應(yīng)三個(gè)氫，可以歸屬于甲酯上的氫，δ= 3.77 ppm對(duì)應(yīng)三個(gè)氫，可以歸屬于甲氧基上的氫。

2.3 副產(chǎn)物的產(chǎn)生機(jī)理分析

3-(α-甲氧基)甲烯基苯并呋喃-2(3H)-酮從結(jié)構(gòu)上看，可認(rèn)為是一種內(nèi)酯，酯在催化劑作用下可發(fā)生水解、醇解、氨解等反應(yīng)，無催化劑時(shí)反應(yīng)很慢。我們?cè)趯?shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)3-(α-甲氧基)甲烯基苯并呋喃-2(3H)-酮溶解在甲醇中，過幾天后其純度會(huì)降低，另外用甲醇重結(jié)晶提純時(shí)這種現(xiàn)象更嚴(yán)重。這說明3-(α-甲氧基)甲烯基苯并呋喃-2(3H)-酮在常溫下可與甲醇緩慢反應(yīng)，溫度較高時(shí)反應(yīng)加快，這與酯的醇解現(xiàn)象相符。

實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)在碳酸鉀、氫氧化鈉等堿存在時(shí)該副產(chǎn)物的生成速度更快，這也間接說明副產(chǎn)物是由3-(α-甲氧基)甲烯基苯并呋喃-2(3H)-酮發(fā)生醇解而得來。我們還做了副產(chǎn)物的溶解度試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)它在水中的溶解度比3-(α-甲氧基)甲烯基苯并呋喃-2(3H)-酮大，說明分子中存在羥基一類的親水性基團(tuán)。

3 結(jié)論

綜合實(shí)驗(yàn)結(jié)果與波譜圖，我們判斷該副產(chǎn)物為(E)-2-(2-羥苯基)-3-甲氧基丙烯酸甲酯，且該副產(chǎn)物是由3-(α-甲氧基)甲烯基苯并呋喃-2(3H)-酮與甲醇發(fā)生醇解而生成的。反應(yīng)方程式為：

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(本文文獻(xiàn)格式：許標(biāo).3-(α-甲氧基)甲烯基苯并呋喃-2(3H)-酮的合成工藝中主要副產(chǎn)物分析[J].山東化工，2017，46(20)：82-84.)

AnalysisoftheMainby-ProductintheSynthesisof3-(α-Methoxy)Methylenebezofuran-2(3H)-Ketone

XuBiao

(Hunan food and Drug Vocational College,Changsha 410208,china)

In this paper, the main by-product in the synthesis of 3-(α-methoxy) methylenebezofuran-2(3H)-ketone is analysed. After separated the by-product ,and then analysed their LC-MS and 1HNMR ,It is authenticated that the main by-product in the reaction is (E) -2- (2- hydroxymethyl) -3- methoxy methyl acrylate.

synthesis technology; by-product；methoxy acrylic acid methyl ester

2017-08-15

許標(biāo)(1974—)，講師，碩士。

TQ533.6

A

1008-021X(2017)20-0082-03