乙酰乙酸乙酯合成新方法

乙酰乙酸乙酯合成新方法摘要：報道了用KF-2A12O3作催化劑，用DMF為溶劑，合成乙酰乙酸乙酯的新型方法,考察了諸因素對產(chǎn)率的影響，找出了最佳的反應(yīng)條件：催化劑與反應(yīng)物二者摩爾比為1：1、反應(yīng)溫度為18?25°C。利用以往方法合成乙酰乙酸乙酯產(chǎn)率只有45%，但用該方法可將產(chǎn)物收率提高到82%。關(guān)鍵詞：KF-2A12O3;催化劑；乙酰乙酸乙酯；合成自從Ando和Yamawaki發(fā)現(xiàn)KF-2A12O3催化劑以來，該催化劑在有機合成及藥物合成中得到了廣泛的應(yīng)用。Ando和Yamawakf報道了氧-烷基化反應(yīng)、氮-烷基化反應(yīng)以及碳-烷基化反應(yīng)；Clark將KF-2Al2O3催化劑用于Michael加成反應(yīng)中;Alloum、Villemin將KF-2Al2O3催化劑用于Kno-eVenagel縮合反應(yīng)中；日本學(xué)者中本泰正將KF-2Al2O3用于冠狀血管擴張劑硫氮酮中間體的氮烷基化；作者曾將該催化劑用于Claisen-Schmidt縮合反應(yīng)中，也得到了成功。對這類反應(yīng)還有一些報道，這類反應(yīng)共同的特點是反應(yīng)條件溫和（多數(shù)在室溫條件下進行），副反應(yīng)少，后處理簡單，立體選擇性高且產(chǎn)率較高。乙酰乙酸乙酯傳統(tǒng)的制備方法是用新制備的乙醇鈉作催化劑經(jīng)Claisen酯縮合來制備，乙醇鈉的制備比較煩雜且較危險，用該方法制備收率只有45%。作者用KF-2Al2O3作催化劑經(jīng)Claisen酯縮合將收率提高到82%。乙酰乙酸乙酯是一種重要的有機合成及藥物合成中間體，在有機合成、藥物合成、食品工業(yè)及化妝品工業(yè)中有著極其廣泛的應(yīng)用。迄今為止用KF-2Al2O3作催化劑合成乙酰乙酸乙酯尚鮮見報道。合成路線如下： 23Y KF-A1心”V2CH3—C—OCzH? CHlC—CH￡—OCnHfDMF筌溫1實驗部分1.1儀器與試劑核磁共振譜用Bruker-AM-500超導(dǎo)核磁共振波譜儀測定（溶劑為CDCl3）,由華東理工大學(xué)分析測試中心提供測試。AlQ、DMF、HAc及乙酸乙酯為分析純，上海五四化學(xué)試劑廠產(chǎn)品；KF-H2O為分析純，上海試劑三廠產(chǎn)品。1.2合成方法1.2.1KF-2Al2O3催化劑的制備將物質(zhì)的量之比KF:Al2O3:H2O=1：1：6的3種物質(zhì)（AlQ為層析用，100?200目）混合后于65?70°C下加熱回流1h，減壓蒸干溶劑，固體物在115?120°C下烘干3h，即得KF-2Al2O3催化劑。1.2.2乙酰乙酸乙酯的合成在250mL圓底燒瓶中加入50g（0.66mol）乙酸乙酯、105g（0.66mol）KF-2Al2O3催化劑、10mLN，N-二甲基甲酰胺（DMF）電磁攪拌，溫度控制在18?25°C（室溫），硅膠板薄層層析（TLC）跟蹤反應(yīng)基本完成，用200?300目硅膠過濾，將混合物中的固體KF-2Al2O3濾去并回收。濾液中加入50%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的醋酸直至溶液呈弱酸性為止。將反應(yīng)液移入液漏斗中，加入等體積的飽和食鹽水，用力振蕩后放置分層，分出酯層用無水硫酸鈉干燥，將干燥過的酯層轉(zhuǎn)入蒸餾燒瓶中在95°C熱水浴上蒸去未反應(yīng)的乙酸乙酯。再將瓶內(nèi)的剩余液體轉(zhuǎn)入克氏燒瓶中進行減壓蒸餾，收集82°C(2.66kPa)餾分。得到52.1g產(chǎn)物，產(chǎn)率82.1%。bp:179.歲C(文獻(xiàn)值180.4°C),折光率\:1.4190文獻(xiàn)值：1.4192)。2結(jié)果與討論2.1對產(chǎn)物結(jié)構(gòu)表征用KF-2Al2O3作催化劑，由乙酸乙酯合成乙酰乙酸乙酯的核磁共振波譜圖及數(shù)據(jù)如下：1HNMR:4.1(m,2H,-CH2,J=3.62),3.37(s,2H,-CH「CO),2.18(s,3H,-CO-CH3),1.18(m,3H,-CH3,J=3.64)。圖1乙酰乙酸乙酯的核磁共振波譜圖由以上1HNMR波譜圖及數(shù)據(jù)不難看出與乙酰乙酸乙酯相應(yīng)的結(jié)構(gòu)相符。2.2催化劑用量對產(chǎn)物收率的影響其它條件不變，只改變催化劑KF-2A12O3的用量，實驗結(jié)果如表1所示。表I催化劑用扇對產(chǎn)率的影響 "JUO4收率/S91)尚2957Q31(158211J5楠4由表1可知，催化劑用量為105g時產(chǎn)物收率最高。這可能是催化劑用量太低達(dá)不到催化量要求導(dǎo)致收率低；另一方面催化劑用量太高，超過催化量時由于催化劑的吸附作用而導(dǎo)致收率降低。2.3反應(yīng)溫度對產(chǎn)率的影響反應(yīng)時間均為4h時，其它條件不變，只改變反應(yīng)溫度，實驗結(jié)果如表2所示。

曷反應(yīng)溫度耐收率的地響反應(yīng)祝度/t產(chǎn)物收率由]y-is理2Jfr-25821普r30SL3g搏網(wǎng)6W-50725由表2可知反應(yīng)溫度對產(chǎn)率確實有影響，溫度越高收率越低，這可能是隨著溫度的升高副產(chǎn)物增多的緣故，以18?25°C時收率最高。2.4溶劑對反應(yīng)收率的影響其它條件不變，只改變?nèi)軇┑姆N類，實驗結(jié)果如表3所示。浪3辨劑用收潮的蟾響溶劑神類產(chǎn)物收率史DMF8A1CHCIj3?6CCI-j443由表3可知溶劑對產(chǎn)率確實有影響，使用極性溶劑有利于產(chǎn)率的提高，這可能是溶劑極性越大越有利于氟離子生成的緣故°CHCl3雖然比CC14極性大，但CHC13的C上有較活潑H,被氟離子取代，從而使堿性載體KF-2A13O的活性降低，產(chǎn)率也隨之下降。2.5對反應(yīng)機理的討論作者認(rèn)為可能的機理為分散在固體A12O3表面上的KF電離出氟離子F-,該F-與A12O3協(xié)同作用奪取a-H產(chǎn)生碳負(fù)離子，該碳負(fù)離子再進攻另一個分子的羰基而得到產(chǎn)物。表示如下：曾哄一時C) OII 曾哄一時C) OII IIQ OIIKF-AipLIICI[^-Ut\IUpMj>頃衣一OLg另外，濾液中加入50%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）醋酸直至溶液呈弱酸性的原因是乙酰乙酸乙酯中亞甲基上的氫活性很強，在F-的作用下轉(zhuǎn)化成鉀鹽，加入50%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)