一种2,5-双-(2-呋喃基)吡嗪的制备方法

本发明涉及有机合成，尤其涉及一种2,5-双-(2-呋喃基)吡嗪的制备方法。

背景技术：

1、糖和氨基酸的非酶褐变(美拉德反应)所产生的挥发物质在食品和饮料中的化学和感官特性进行了广泛的研究(ledl,f.and schleicher,e.(1990).new aspects ofthemaillard reaction in foods and in the human body.angcvt'.chem,lnt.ed.eng.,29,565-594.)。其中吡嗪类衍生物因其独特的风味和较低的气味阈值而备受关注(wagner,r.,czemy,m.,bielohradsky,j.andgrosch,w.(1999).structure-odor activityrelationships of alkylpyrazines.z.lebensm.unters.forsh.a:food res.technol.,208,308-316.)。麦芽糖、壳聚糖、葡萄糖胺、高温咖啡处理以及香烟燃烧等过程会产生一系列包括2,5-双-(2-呋喃基)吡嗪在内的吡嗪类物质，在香烟燃烧、食品和饮料的加工过程中因为烟丝和食品材料受到高温也会产生该类物质。吡嗪类物质在糖类中的产生过程为：两个分子的α-氨基羰基化合物相互反应生成多羟基二氢吡嗪，再氧化后得到多羟基吡嗪，多羟基吡嗪经成环脱水后得到2,5-双-(2-呋喃基)吡嗪，反应过程如图1所示(chen,jianhong；ho,chi-tang(1998).volatile compounds formed from thermal degradationofglucosamine in a dry system.journal of agricultural andfood chemistry,46(5),1971-1974.)。由于在食品、香烟、工业糖类化合物加工过程中都会产生此类物质，而且吡嗪类物质具有低气味阈值，其味道会影响食品的制备，因此，检测食品中吡嗪类物质的含量至关重要。众所周知，样品的含量检测需要高纯度的标准样品，但由于食品制备过程中，2,5-双-(2-呋喃基)吡嗪生成的含量较低，无法依靠提取分离获得该物质的标准品再对其他样品进行准确的检测，只能通过合成2,5-双-(2-呋喃基)吡嗪做为标准品，进而对糖类等食材制备食品的过程中产生的吡嗪类物质进行检测。

2、现有合成2,5-双-(2-呋喃基)吡嗪的方法为：2-羟基乙酰呋喃和醋酸铵在甲醇中80℃反应1h，产物为两种双-(呋喃基)吡嗪的异构体，且2,5-双-(2-呋喃基)吡嗪与2,6-双-(2-呋喃基)吡嗪含量比为1：2.8(ito,k,&mori,m(2004).formation of pyrazines inaqueous altose/glucose/fructose-glutamine model systems upon heating at below100℃.food science and technology research 10(2),199-204)。可见，现有路线虽然可以合成2,5-双-(2-呋喃基)吡嗪，但产物中大部分为该物质的异构体，得到的混合物作为标准品测定较为复杂的食品成分中吡嗪类物质的含量就具有相当程度的困难，特别是异构体本身在液相或者气相中就较难分离，异构体的分离度对检测结果的影响很大，给检测过程带来很多的麻烦；尤其是在不同条件下测定吡嗪类物质的含量时，检测方法也会不同。因此，当异构体存在的情况中，还需要先准确确定异构体的比例，然后才能对样品中含有的2,5-双-(2-呋喃基)吡嗪进行测定，这无疑增加了检测的难度。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种2,5-双-(2-呋喃基)吡嗪的制备方法，解决现有合成路线存在的2,5-双-(2-呋喃基)吡嗪纯度低、异构体含量过多，进而增加将其作为标准品的检测难度的问题。

2、为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

3、本发明提供了一种2,5-双-(2-呋喃基)吡嗪的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

4、(1)将α-(硝基甲基)-2-呋喃甲醇、第一醇溶剂、氢气与第一pd/c催化剂混合，进行硝基加氢还原反应，得到α-(氨基甲基)-2-呋喃甲醇；

5、(2)在保护气氛下，将α-(氨基甲基)-2-呋喃甲醇、第二醇溶剂与第二pd/c催化剂混合，进行脱氢环合反应，得到2,5-双-(2-呋喃基)吡嗪；

6、其中，步骤(1)所述α-(硝基甲基)-2-呋喃甲醇的结构如式ⅰ所示：

7、

8、优选的，在所述一种2,5-双-(2-呋喃基)吡嗪的制备方法中，步骤(1)中，所述第一醇溶剂为甲醇、乙醇或正丙醇。

9、优选的，在所述一种2,5-双-(2-呋喃基)吡嗪的制备方法中，步骤(1)中，所述α-(硝基甲基)-2-呋喃甲醇与所述第一醇溶剂的质量体积比为1g：4～10ml，所述α-(硝基甲基)-2-呋喃甲醇与所述第一pd/c催化剂的摩尔比为1：0.1～0.2。

10、优选的，在所述一种2,5-双-(2-呋喃基)吡嗪的制备方法中，步骤(1)中，所述硝基加氢还原反应的温度为40～70℃，所述硝基加氢还原反应的时间为12～60h，所述硝基加氢还原反应的压力为1～2mpa。

11、优选的，在所述一种2,5-双-(2-呋喃基)吡嗪的制备方法中，步骤(2)中，所述保护气氛为氮气、氦气或氩气，所述第二醇溶剂为甲醇、乙醇、正丙醇或叔丁醇。

12、优选的，在所述一种2,5-双-(2-呋喃基)吡嗪的制备方法中，步骤(2)中，所述α-(氨基甲基)-2-呋喃甲醇与所述第二醇溶剂的质量体积比为1g：10～20ml，所述α-(氨基甲基)-2-呋喃甲醇与所述第二pd/c催化剂的摩尔比为1：0.1～0.2。

13、优选的，在所述一种2,5-双-(2-呋喃基)吡嗪的制备方法中，步骤(2)中，所述脱氢环合反应的温度为70～90℃，所述脱氢环合反应的时间为8～30h。

14、经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

15、本发明提出了一种2,5-双-(2-呋喃基)吡嗪的全新合成方法：式ⅰ所示化合物在pd/c催化下的硝基加氢还原反应得到式ⅱ所示化合物后，式ⅱ所示化合物在pd/c催化下羟基发生脱氢环合反应生成式ⅲ所示羰基化合物，两分子式ⅲ所示化合物发生羰基与氨基的schiff碱缩合反应构建吡嗪环，因此本发明的合成路线反应单一，只生成了2,5-双-(2-呋喃基)吡嗪这一种结构的化合物，不存在异构体。

16、

17、因此，采用本发明的方案制备的2,5-双-(2-呋喃基)吡嗪不用考虑其他异构体结构对检测性质的影响，很大程度上消除了在使用2,5-双-(2-呋喃基)吡嗪作为标准品检测糖类、咖啡等其他物质所产生吡嗪类物质的含量时异构体对标准品的不良影响，使检测数据更加准确。

技术特征：

1.一种2,5-双-(2-呋喃基)吡嗪的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的一种2,5-双-(2-呋喃基)吡嗪的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述第一醇溶剂为甲醇、乙醇或正丙醇。

3.如权利要求1或2所述的一种2,5-双-(2-呋喃基)吡嗪的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述α-(硝基甲基)-2-呋喃甲醇与所述第一醇溶剂的质量体积比为1g：4～10ml，所述α-(硝基甲基)-2-呋喃甲醇与所述第一pd/c催化剂的摩尔比为1：0.1～0.2。

4.如权利要求3所述的一种2,5-双-(2-呋喃基)吡嗪的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述硝基加氢还原反应的温度为40～70℃，所述硝基加氢还原反应的时间为12～60h，所述硝基加氢还原反应的压力为1～2mpa。

5.如权利要求1所述的一种2,5-双-(2-呋喃基)吡嗪的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述保护气氛为氮气、氦气或氩气，所述第二醇溶剂为甲醇、乙醇、正丙醇或叔丁醇。

6.如权利要求1或5所述的一种2,5-双-(2-呋喃基)吡嗪的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述α-(氨基甲基)-2-呋喃甲醇与所述第二醇溶剂的质量体积比为1g：10～20ml，所述α-(氨基甲基)-2-呋喃甲醇与所述第二pd/c催化剂的摩尔比为1：0.1～0.2。

7.如权利要求6所述的一种2,5-双-(2-呋喃基)吡嗪的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述脱氢环合反应的温度为70～90℃，所述脱氢环合反应的时间为8～30h。

技术总结本发明属于有机合成技术领域，公开了一种2,5‑双‑(2‑呋喃基)吡嗪的制备方法。所述制备方法，包括以下步骤：将α‑(硝基甲基)‑2‑呋喃甲醇、第一醇溶剂、氢气与第一Pd/C催化剂混合，进行硝基加氢还原反应，得到α‑(氨基甲基)‑2‑呋喃甲醇；在保护气氛下，将α‑(氨基甲基)‑2‑呋喃甲醇、第二醇溶剂与第二Pd/C催化剂混合，进行脱氢环合反应，得到2,5‑双‑(2‑呋喃基)吡嗪。本发明只合成出一种结构，不用考虑其他异构体结构对检测性质的影响，消除了在使用2,5‑双‑(2‑呋喃基)吡嗪作为标准品检测糖类、咖啡等其他物质所产生吡嗪类物质的含量时异构体对标准品的不良影响，使检测数据更加准确。技术研发人员：王一诺,康佳乐,杜曼,吕海军,张越受保护的技术使用者：河北科技大学技术研发日：技术公布日：2024/8/1