二氫吡喃的應用
背景及概述[1][2]
二氫吡喃是六元環的含氧雜環化合物，一種重要的化工中間體，用途廣泛，可用做化學反應的溶劑以及反應中的羥基保護劑。其主要的合成路線是，高溫下在氧化鋁的催化作用下，由四氫糠醇擴環脫水而制得。在反應過程中，會產生一定量的副產物四氫吡喃(3‑8％)，由于二者的沸點相差很小(常壓下，3，4‑二氫吡喃沸點：86.5℃；四氫吡喃沸點：88℃)在普通精餾塔中難以將四氫吡喃和3，4‑二氫吡喃進行徹底地分離，經過一次精餾很難得到高純度的合格產品，多次精餾則帶來能耗的損失和收率的降低，所以需要開發新的分離方法，在提高產品純度的同時，不降低產品收率。
應用[3]
二氫吡喃是一種重要的化工中間體，用做化學反應的溶劑以及反應中的羥基保護劑。二氫吡喃可與醇、酚羥基催化加成得到四氫吡喃醚。由于其縮醛結構對強堿、格氏試劑、氫化鋁鋰、烷基化和酰基化試劑都很穩定，且易于在溫和條件下脫除，并由于二氫吡喃價廉易得、處理方便，這使得羥基有了一個最廣泛應用的保護試劑。該試劑曾廣泛地用于炔醇類、甾體類和核苷酸，以及用于糖、甘油酯、環多醇和肽類中羥基的保護。在早期的研究和應用中，一般采用磷酰氯、氯化氫(包括濃鹽酸)和對甲苯磺酸為催化劑，但由于這類催化劑酸性較強，不適用于多羥基化合物的選擇性保護，也不適用于帶有對酸敏感基團底物中羥基的保護。如何使該類羥基保護的條件更加緩和、選擇性更高、操作更簡便、應用更廣泛，一直是人們不斷追尋的目標。現在，許多較為理想的反應條件已被找到，特別是脫保護時該保護基直接被另一保護基替代反應的發現又為這一方法開辟了新的應用領域。
1）異相催化條件下保護基的引入
Envirocate EPZG是一種由無機物材料為載體的無機物固體催化劑。在其催化下，各類醇及酚的羥基均可高效地引入二氫吡喃保護基，且產品純度好，催化劑亦安全無毒可回收使用；
磷酸鋁催化下，二氫吡喃可高效地使各類醇、酚醚化。反應在二氫吡喃中進行，不需另加溶劑，產物分離只需濾掉催化劑、除去過量二氫吡喃即可。對于不同的酚，隨著鄰位取代基的增多，醚化產率下降。
2）均相催化條件下保護基的引入
在過渡金屬絡合物Ru (Ⅱ)催化下，各類醇、酚均與二氫吡喃反應引入四氫吡喃基。反應在中性條件下進行，底物上酸敏基團不受破壞，且產率較高。
值得一提的是2-氨基乙醇及苯基縮水甘油在該條件下不能順利醚化，可能是由于底物中強配位原子所致。在催化量硫酸二(三甲基硅烷)酯存在下，各類醇均可在短時間內定量四氫吡喃化伯、仲醇也可在催化量無水氯化銅存在下以較高的產率與二氫吡喃反應醚化( 72% ～ 92% ) ，反應在二氯甲烷中進行，條件溫和，不會引起多重鍵底物的異構化，通常1～ 2h 完成。叔醇可在TPHB(三苯膦氫溴酸鹽)催化下以較高的產率( 77%～ 96% )與二氫吡喃反應形成四氫吡喃醚。
制備 [2，4]
一種通過萃取精餾提高3，4‑二氫吡喃純度的方法，步驟如下：以3，4‑二氫吡喃粗品為原料(85‑91％3，4‑二氫吡喃、2‑5％四氫吡喃)，以醇類水溶液為萃取劑，二者按照一定比例加入混合釜101，充分攪拌混合1小時，然后加入萃取精餾塔102，進行萃取精餾；經過精餾塔102分離，塔頂得到3，4二氫吡喃產品(純度≥98.0％)，塔釜為萃取劑溶液，其中溶解的一定量的輕組分(四氫吡喃等)，萃取精餾塔為不銹鋼絲網波紋填料塔，理論塔板數為：40，塔頂操作壓力為常壓，塔頂操作溫度86‑88.5℃，塔釜操作溫度115‑130 ℃。塔釜為萃取劑溶液進入再生塔104脫除輕組分，去除輕組分后，塔釜為再生后萃取劑溶液，可循環使用。再生塔為不銹鋼絲網波紋填料塔，理論塔板數為：20，塔頂操作壓力為常壓，塔頂操作溫度88‑92℃，塔釜操作溫度120‑140℃，回流比：2‑6。經過再生的萃取劑溶液可以送回萃取塔循環使用。所述的萃取劑與原料的的質量比為：1/2‑1/6，其中最佳比為1/3。所述的醇類萃取劑為：丁醇，乙二醇，1，4‑丁二醇，1，4‑丁烯二醇或其水溶液。或其中2種混合物，水溶液的濃度為10‑90％其中最佳為70％的1，4‑丁烯二醇水溶液。
主要參考資料
[1] 簡明精細化工大辭典
[2] CN201210162447.X 一種通過萃取精餾提高3，4-二氫吡喃純度的方法
[3] 二氫吡喃—— 一種有效的保護羥基試劑
[4] 2， 3- 二氫吡喃自動控制工藝的初步設計研究