Способ получения 2-пропионил-5-метилфурана

Изобретение относится к способу получения 2-пропионил-5-метилфурана ацилированием 2-метилфурана пропионовым ангидридом при нагревании в присутствии в качестве катализатора безводной ортофосфорной кислоты при мольном соотношении 2-метилфурана:пропионового ангидрида 1:1,1-1,2 и температуре 130-135°С с последующим охлаждением реакционной массы, обработкой ее 10-25%-ным водным раствором аммиака и выделением целевого продукта. Катализатор используют в количестве 3-5 мас.%. Технический результат - упрощение процесса. 1 з.п. ф-лы.

 

Изобретение относится к способу получения 2-пропионил-5-метилфурана, являющегося полупродуктом для синтеза широко известных антиоксидантов, применяющихся в технике, медицине и в сельском хозяйстве.

Получение 2-пропионил-5-метилфурана основано на реакции ацилирования фурана в присутствии катализаторов. В лабораторных условиях при ацилировании фурана в качестве катализатора используют комплексы трифторида бора [Levine R., Heid J.V. and Farrar M.J. J.Am.Chem.Soc., 71:1207, 1949, EP 268820 А 2, 01.06.1988]. Однако для промышленного применения эти катализаторы токсичны и слишком дороги.

Использование ряда других катализаторов (йодистоводородная кислота, хлорид цинка, хлорид олова, хлорид железа, хлорид алюминия) при ацилировании фурана и его производных [Hartough H.D. and Kosak A.J. Am.Chem.Soc., 69: 1012, 1947, патент США 2515123,1950] не позволяет получить продукт с приемлемым выходом.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ получения 2-пропионил-5-метилфурана ацилированием 2-метилфурана пропионовым ангидридом, взятым в двукратном избытке, при температуре 40-60°С в присутствии водной фосфорной кислоты в качестве катализатора. Органический слой отделяют и обрабатывают насыщенным раствором карбоната натрия для удаления фосфорной и пропионовой кислот, затем экстрагируют хлороформом и перегоняют под вакуумом (заявка РСТ 92/19597, 12.11.1992).

Недостатком способа является длительность процесса, многостадийность выделения целевого продукта, медленная (из-за вспенивания) нейтрализация карбонатом натрия. Последующая перегонка под сравнительно глубоким вакуумом снижает экономическую эффективность процесса.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является упрощение технологии, сокращение времени процесса и повышение выхода целевого продукта.

Поставленная задача решается способом получения 2-пропионил-5-метилфурана ацилированием 2-метилфурана пропионовым ангидридом при нагревании в присутствии катализатора, в качестве которого используют безводную ортофосфорную кислоту, реакцию проводят при мольном соотношении 2-метилфуран:пропионовый ангидрид 1:1,1-1,2 и температуре 130-135°С с последующим охлаждением реакционной массы, обработкой ее 10-25%-ным водным раствором аммиака и выделением целевого продукта.

Предпочтительно катализатор используют в количестве 3-5 мас.% от реакционной массы.

В предлагаемом способе за счет использования безводной ортофосфорной кислоты и более высокой температуры процесса снижается избыток пропионового ангидрида и общее время процесса. Замена карбонатов на раствор аммиака исключает вспенивание реакционной массы, при этом не выделяется углекислый газ, вследствие чего отсутствует унос продукта с потоком углекислого газа и сокращается загрязнение окружающей среды парами сильно пахнущего и токсичного 2-пропионил-5-метилфурана. Исключение экстракции хлороформом также способствует сокращению длительности процесса, исключается необходимость перегонки.

Изобретение иллюстрируется нижеследующими примерами.

Пример 1

Смесь 53,8 г безводной ортофосфорной кислоты, полученной из фосфорной кислоты и фосфорного ангидрида, и 700 г пропионового ангидрида (5,38 моль) нагревают при перемешивании до 115°С и приливают 400 г 2-метилфурана (4,88 моль) в течение 30 мин, поддерживая температуру реакционной массы в пределах 130-135°С. Затем смесь перемешивают при температуре 130°С еще 40 мин. Реакционную массу охлаждают примерно до 100°С, добавляют 50 мл воды и продолжают охлаждать с перемешиванием до 55°С. При этой температуре приливают 25%-ный водный раствор аммиака до рН=8, после чего прекращают перемешивание и разделяют слои.

Органический слой дополнительно промывают водой и после разделения получают 592 г 2-пропионил-5-метилфурана с содержанием основного вещества 92%, n²⁰ _D=1,5060. Выход 2-пропионил-5-метилфурана составляет 80,9% от теор.

Пример 2

Смесь 53,8 г безводной ортофосфорной кислоты, полученной из фосфорной кислоты и фосфорного ангидрида, и 765 г пропионового ангидрида (5,86 моль) нагревают при перемешивании до 115°С и приливают 400 г 2-метилфурана (4,88 моль) в течение 40 мин, поддерживая температуру реакционной массы в пределах 130-135°С. Затем смесь перемешивают при температуре 130°С еще 60 мин. Реакционную массу охлаждают примерно до 100°С, добавляют 50 мл воды и продолжают охлаждать с перемешиванием до 55°С. При этой температуре приливают 10%-ный водный раствор аммиака до рН=8, после чего прекращают перемешивание и разделяют слои.

Органический слой дополнительно промывают водой и после разделения получают 589,9 г 2-пропионил-5-метилфурана с содержанием основного вещества 89%, n²⁰ _D=1,5035. Выход 2-пропионил-5-метилфурана составляет 78% от теор.

Заявленное изобретение позволяет сократить длительность процесса, упростить аппаратурное оформление, снизить расход реагентов, улучшить условия труда и получить продукт с повышенным выходом достаточно высокого качества для его дальнейшего использования.

1. Способ получения 2-пропионил-5-метилфурана ацилированием 2-метилфурана пропионовым ангидридом при нагревании в присутствии катализатора с выделением целевого продукта, отличающийся тем, что в качестве катализатора используют безводную ортофосфорную кислоту, реакцию проводят при мольном соотношении 2-метилфуран:пропионовый ангидрид 1:1,1-1,2 и температуре 130-135°С с последующим охлаждением реакционной массы, обработкой ее 10-25%-ным водным раствором аммиака и выделением целевого продукта.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что катализатор используют в количестве 3-5 мас.%.