二氢吡喃的应用
背景及概述[1][2]
二氢吡喃是六元环的含氧杂环化合物，一种重要的化工中间体，用途广泛，可用做化学反应的溶剂以及反应中的羟基保护剂。其主要的合成路线是，高温下在氧化铝的催化作用下，由四氢糠醇扩环脱水而制得。在反应过程中，会产生一定量的副产物四氢吡喃(3‑8％)，由于二者的沸点相差很小(常压下，3，4‑二氢吡喃沸点：86.5℃；四氢吡喃沸点：88℃)在普通精馏塔中难以将四氢吡喃和3，4‑二氢吡喃进行彻底地分离，经过一次精馏很难得到高纯度的合格产品，多次精馏则带来能耗的损失和收率的降低，所以需要开发新的分离方法，在提高产品纯度的同时，不降低产品收率。
应用[3]
二氢吡喃是一种重要的化工中间体，用做化学反应的溶剂以及反应中的羟基保护剂。二氢吡喃可与醇、酚羟基催化加成得到四氢吡喃醚。由于其缩醛结构对强碱、格氏试剂、氢化铝锂、烷基化和酰基化试剂都很稳定，且易于在温和条件下脱除，并由于二氢吡喃价廉易得、处理方便，这使得羟基有了一个最广泛应用的保护试剂。该试剂曾广泛地用于炔醇类、甾体类和核苷酸，以及用于糖、甘油酯、环多醇和肽类中羟基的保护。在早期的研究和应用中，一般采用磷酰氯、氯化氢(包括浓盐酸)和对甲苯磺酸为催化剂，但由于这类催化剂酸性较强，不适用于多羟基化合物的选择性保护，也不适用于带有对酸敏感基团底物中羟基的保护。如何使该类羟基保护的条件更加缓和、选择性更高、操作更简便、应用更广泛，一直是人们不断追寻的目标。现在，许多较为理想的反应条件已被找到，特别是脱保护时该保护基直接被另一保护基替代反应的发现又为这一方法开辟了新的应用领域。
1）异相催化条件下保护基的引入
Envirocate EPZG是一种由无机物材料为载体的无机物固体催化剂。在其催化下，各类醇及酚的羟基均可高效地引入二氢吡喃保护基，且产品纯度好，催化剂亦安全无毒可回收使用；
磷酸铝催化下，二氢吡喃可高效地使各类醇、酚醚化。反应在二氢吡喃中进行，不需另加溶剂，产物分离只需滤掉催化剂、除去过量二氢吡喃即可。对于不同的酚，随着邻位取代基的增多，醚化产率下降。
2）均相催化条件下保护基的引入
在过渡金属络合物Ru (Ⅱ)催化下，各类醇、酚均与二氢吡喃反应引入四氢吡喃基。反应在中性条件下进行，底物上酸敏基团不受破坏，且产率较高。
值得一提的是2-氨基乙醇及苯基缩水甘油在该条件下不能顺利醚化，可能是由于底物中强配位原子所致。在催化量硫酸二(三甲基硅烷)酯存在下，各类醇均可在短时间内定量四氢吡喃化伯、仲醇也可在催化量无水氯化铜存在下以较高的产率与二氢吡喃反应醚化( 72% ～ 92% ) ，反应在二氯甲烷中进行，条件温和，不会引起多重键底物的异构化，通常1～ 2h 完成。叔醇可在TPHB(三苯膦氢溴酸盐)催化下以较高的产率( 77%～ 96% )与二氢吡喃反应形成四氢吡喃醚。
制备 [2，4]
一种通过萃取精馏提高3，4‑二氢吡喃纯度的方法，步骤如下：以3，4‑二氢吡喃粗品为原料(85‑91％3，4‑二氢吡喃、2‑5％四氢吡喃)，以醇类水溶液为萃取剂，二者按照一定比例加入混合釜101，充分搅拌混合1小时，然后加入萃取精馏塔102，进行萃取精馏；经过精馏塔102分离，塔顶得到3，4二氢吡喃产品(纯度≥98.0％)，塔釜为萃取剂溶液，其中溶解的一定量的轻组分(四氢吡喃等)，萃取精馏塔为不锈钢丝网波纹填料塔，理论塔板数为：40，塔顶操作压力为常压，塔顶操作温度86‑88.5℃，塔釜操作温度115‑130 ℃。塔釜为萃取剂溶液进入再生塔104脱除轻组分，去除轻组分后，塔釜为再生后萃取剂溶液，可循环使用。再生塔为不锈钢丝网波纹填料塔，理论塔板数为：20，塔顶操作压力为常压，塔顶操作温度88‑92℃，塔釜操作温度120‑140℃，回流比：2‑6。经过再生的萃取剂溶液可以送回萃取塔循环使用。所述的萃取剂与原料的的质量比为：1/2‑1/6，其中最佳比为1/3。所述的醇类萃取剂为：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种混合物，水溶液的浓度为10‑90％其中最佳为70％的1，4‑丁烯二醇水溶液。
主要参考资料
[1] 简明精细化工大辞典
[2] CN201210162447.X 一种通过萃取精馏提高3，4-二氢吡喃纯度的方法
[3] 二氢吡喃—— 一种有效的保护羟基试剂
[4] 2， 3- 二氢吡喃自动控制工艺的初步设计研究