普林斯(prins)缩合反应一步制备3-甲基-3-丁烯-1-醇

报道了3-甲基-3-丁烯-1-醇的合成,它是3-甲基-2-丁烯-1-醇的异构体,而3-甲基-2-丁烯-1-醇是拟除虫菊酯类化合物的中间体二氯菊酯的重要前驱体.实验表明,普林斯缩合反应一步制备3-甲基-3-丁烯-1-醇,采用异丁烯和甲醛为原料效果最佳,以叔丁醇为溶剂比较好.加入溶剂量为90 mL,反应温度200℃,以多聚甲醛直接进行反应4 h,搅拌强度在条件许可范围内越高越好.实验方法简单,原料价廉易得,有利于工业化.

烯醛缩合Prins反应催化剂技术专利分析

为掌握烯醛缩合Prins反应催化技术的发展现状,厘清相关专利技术的发展脉络、研发热点,进一步促进精细化工中间体制备绿色清洁工艺的开发。采用IncoPat专利检索与分析平台,在全球范围检索与分析了烯醛缩合Prins中间体合成反应技术相关专利的申请趋势、生命周期、申请布局、申请人情况及专利技术分支;在此基础上,对该反应用催化剂专利进行分析,归纳了该反应的催化剂类别,展示了催化剂技术演进路线,同时对该反应用催化剂技术专利的重点申请人进行了分析。分析结果表明;全球烯醛缩合PRINS反应技术在近五年出现高峰期;专利申请主要来源于中国、日本、美国和英国;该反应专利的技术分支主要包括合成化工中间体、药物中间体和香料;该反应用催化剂主要包括液体酸催化剂、固体酸催化剂、固体碱催化剂等;该反应催化剂技术专利的主要申请人中,国内的中科院和中石化上海石化研究院具有较强的技术实力。通过分析,为我国相关技术企业提供信息支持,为国内相关技术领域制定专利战略提供参考。

水相体系中磷钨酸催化Prins缩合反应合成4-苯基-1,3-二氧六环

比较了浓硫酸、HZSM-5分子筛、磺酸型CT-252树脂、磷钨酸铵和磷钨酸催化剂对甲醛水溶液与苯乙烯的Prins缩合反应的催化效果。实验结果表明,磷钨酸的催化性能最佳。以磷钨酸为催化剂,优化了甲醛水溶液与苯乙烯通过Prins缩合反应合成4-苯基-1,3-二氧六环的实验条件。实验结果表明,适宜的反应条件为:磷钨酸用量(基于反应体系的质量)12.0%,苯乙烯20 mmol,n(甲醛)∶n(苯乙烯)=4.0∶1,90℃下反应3.0 h。在此条件下,苯乙烯转化率达到87.3%,4-苯基-1,3-二氧六环的选择性为98.9%。使用后的磷钨酸催化剂经萃取蒸馏处理后,可循环使用3次,催化活性基本不变。该反应具有效率高且成本低的特点。

NH3处理的HY分子筛催化甲醛异丁烯Prins缩合反应

对HY分子筛进行高温NH3处理,制备了一系列含氮样品。利用XRD、元素分析、29Si MAS NMR、NH3-TPD、CO2-TPD和TG等技术对NH3处理后样品的结构、酸碱性和反应后积碳量进行了深入表征。考察了其催化甲醛与异丁烯经Prins缩合制3-甲基-3-丁烯-1-醇(MBO)的催化性能,评价了反应条件及不同气氛氮化催化剂对反应性能的影响。结果表明,在230℃、4 h条件下,以含水体积分数为5%的氨气为氮源制备的催化剂(用量5%,以多聚甲醛的质量为基准,下同)对MBO的选择性达到89%,产率达到82%。并且反应后积碳量从未氮化HY催化剂上的27.0%显著下降到氮化催化剂上的4.3%。样品的酸性和碱性表征结果表明,NH3处理后的Y分子筛酸量减少而中等强度的碱量增加,从而抑制了副反应进行,提高了MBO的选择性,降低了积碳量。

双金属改性MCM-41催化甲醛与异丁烯Prins缩合反应

通过研磨法制备了一系列不同金属负载的MCM-41催化剂,考察了单一金属及双金属负载催化剂对甲醛与异丁烯Prins缩合制备3-甲基-3-丁烯-1-醇(MBO)反应性能的影响,筛选出最佳的双金属Cu-Al负载催化剂.利用XRD、 NH3-TPD、 N2吸附、 UV-vis等表征手段对双金属改性前后催化剂的结构和酸性进行了深入分析,探究了其物质的量比例和协同作用对Prins反应性能的影响.结果表明,在温度200℃, n(异丁烯)/n(甲醛)=7,反应4 h的适宜条件下, Cu-Al(1∶1)/MCM-41对甲醛的转化率为100%, MBO产率高达98%,高于单一金属负载的催化剂. NH3-TPD表征发现Cu-Al双金属负载催化剂具有适当的酸量和适宜的酸强度,可以提高MBO的产率.Cu-Al(1∶1)/MCM-41催化剂具有一定的再生性能,连续3次再生后催化剂的比表面积和孔容明显降低,催化剂活性中心聚集导致酸量尤其是中强酸和强酸量减少是反应活性下降的主要原因.

Prins反应的研究和应用现状

结合Prins反应的发展历史,概述了近年来Prins反应的最新研究及应用现状。目前Prins反应有直接热缩合反应和催化合成反应两大类,本文分析了这两大类反应的优势和不足,指出了未来催化合成反应是Prins反应研究的重点。Prins反应的催化剂包括液体酸催化剂、固体酸催化剂和固体碱催化剂等,而离子液体催化剂、杂多酸催化剂、竹炭磺酸催化剂等高效且环境友好型催化剂是今后研究发展的重点。同时概述了Prins反应在化工、农药、香料、医药、天然大分子合成等方面的应用,最后提出了Prins反应未来在新型催化剂、相关合成方法学、石油化工和天然产物全合成等相关领域发展方向的展望。

功能化酸性离子液体催化甲醛与烯烃的Prins缩合反应

研究了以功能化酸性离子液体为催化剂,甲醛与烯烃Prins缩合反应生成1,3-二噁烷及其衍生物,水解得到1,3-二元醇.对不同结构的离子液体、催化剂用量和反应条件进行了考察.结果表明,该体系具有良好的催化性能,反应可在较温和的条件下进行,实现了高活性和高选择性的目标.产物易分离,催化剂重复使用6次,其催化活性基本不变.

杂多酸催化Prins反应研究

本文研究了以杂多酸（钨锗酸）为催化剂的辛烯－１与甲醛溶液的Ｐｒｉｎｓ反应。考察了催化剂用量、物料配比、反应时间及反应温度的影响。得到了该反应的适宜条件。在此条件下，辛烯－１的转化率可达６３．５％，提出了杂多酸催化Ｐｒｉｎｓ反应机理。

固载化SnCl_4催化合成3-甲基-3-丁烯-1-醇

采用两步气相法制备了固载化SnCl_4催化剂,并将其用于异丁烯与甲醛Prins缩合合成3-甲基-3-丁烯-1-醇(MBOH)。考察了载体和溶剂种类对Prins缩合反应的影响。实验结果表明,以SiO_2为载体制备的SnCl_4/SiO_2催化剂有利于提高MBOH的收率和选择性;同时强极性的非质子性溶剂二氧六环能够促进聚甲醛的解聚,提高反应体系中甲醛的溶解度,有利于碳正离子的形成,促进Prins缩合反应的进行。在SnCl_4/SiO_2催化剂用量0.24mmol(以催化剂中SnCl_4的物质的量计)、异丁烯用量8.4g、聚甲醛用量1.5g、二氧六环用量15mL、100℃、2.2MPa条件下反应3h,MBOH的选择性为81%,MBOH的收率达到55%。当SnCl_4/SiO_2催化剂循环使用4次时,MBOH的收率降为45%,表明该催化剂具有一定的重复使用性。

3-甲基-2-丁烯-1-醇的合成方法

二氯菊酯是拟除虫菊酯杀虫剂的重要中间体。依据不同原料,介绍了其前驱体3-甲基-2-丁烯-1-醇三种合成方法,阐述了不同的合成方法得到的不同结果,比较了各种方法的可行性。重点介绍了以异丁烯应用普林斯反应的合成方法,其原料价廉易得,反应两步完成,副产物少,是主要的工业化生产方法。

1,3-丁二醇的应用与合成研究进展

介绍了1,3-丁二醇在化工、医药和化妆品行业的应用,综述了两种化学法生产1,3-丁二醇的工艺,包括乙醛经羟醛缩合加氢,甲醛丙烯经Prins反应缩合水解,并探讨了两种工艺今后的研究发展方向。