CN101270039A - 一种合成对甲氧基苯乙酮的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种利用苯酚合成对甲氧基苯乙酮的方法，其方法包括如下步骤：在催化剂存在下，用酰化剂与苯酚反应生成乙酸苯酯；乙酸苯酯通过重排作用并且通过分离得到对乙酰基苯酚；对乙酰基苯酚通过甲氧基化反应生成对甲氧基苯乙酮。与传统的对甲氧基苯乙酮的合成方法相比，本发明具有生产原料价格较低，实验条件温和，实验中产生的副产物较少，并且产品得率较高的特点。

Description

一种合成对甲氧基苯乙酮的方法

技术领域

本发明涉及化工领域，具体涉及合成对甲氧基苯乙酮的方法，更具体涉及以苯酚为原料合成对甲氧基苯乙酮的方法。

背景技术

对甲氧基苯乙酮主要用于香精香料、医药、化妆品中间体的产生。例如，可用对甲氧基苯乙酮制备对甲氧基苯乙酸，用作葛根素的中间体。葛根素是一种重要的医用原料，目前国内尚无人工合成的葛根素。对甲氧基苯乙酮和可用于液晶单体的生产。在高档的炔类液晶合成中，有一种工艺用到对甲氧基苯乙酮作为初始的合成原料，目前国内尚处于研究开发阶段)是比较有市场前景的精细化工产品，尤其是在防晒剂中间体方面，国内外的需求量都将会增长。国内的生产厂家虽有近10家，但能稳定生产且产品有竞争力的尚不多，造成总体开工率不高，需要改进工艺。

以下是已有的几种生产对甲氧基苯乙酮的方法：

1.传统方法

传统的方法采用芳香族化合物和羧酸衍生物在催化剂的作用下经过酰化反应制得，常用的酰化剂为ALCL₃。

2杂多酸催化合成对甲氧基苯乙酮

辽宁石油化工大学石油化工学院徐美等人以杂多酸为催化剂，由苯甲醚与乙酸酐进行酰基化反应合成对甲氧基苯乙酮，考察了催化剂预处理温度、反应物摩尔比、催化剂用量、反应温度及反应时间对产物收率的影响，确定了最佳反应条件为：苯甲醚与乙酸酐的摩尔比为1∶1.5，苯甲醚与催化剂的最佳质量比为11，反应时间为4h，反应温度100℃，产品收率达到52·9％。在最佳条件下，考察了不同杂多酸及负载杂多酸对苯甲醚与乙酸酐的酰基化反应的催化效果。作为杂多酸中的最强酸，磷钨酸催化活性最好，负载磷钨酸不如本体磷钨酸的催化效果理想。该工艺需要对催化剂进行预处理，而且催化剂难以回收。

3.用HZSM-5分子筛催化合成对-甲氧基苯乙酮

用HZSM-5分子筛取代传统催化剂合成对甲氧基苯乙酮，由苯甲醚与乙酸酐进行酰化反应合成对-甲氧基苯乙酮。该方法采用0.030g/mmol苯甲醚为催化剂，反应物苯甲醚与乙酸酐之摩尔比为1∶1、反应温度100℃、反应时间2小时，对-甲氧基苯乙酮收率为23％左右。此方法使用的HZSM-5分子筛再生温度高，且回收率低，实验成本高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用苯酚合成对甲氧基苯乙酮的方法。

本发明的合成对甲氧基苯乙酮的方法包括如下步骤：

(1)乙腈与苯酚在质子酸催化下、于95～110℃进行酰化反应，生成乙酸苯酯；

(2)乙酸苯酯在烷基磺酸催化下、于85～90℃进行重排反应；

(3)将步骤(2)产物分离得到对乙酰基苯酚；

(4)步骤(3)的产物通过甲氧基化反应生成对甲氧基苯乙酮。

本发明方法的反应机理如下：

乙腈在质子酸的作用下，先生成一个被称为pinner盐的中间产物，并与酚反应。

上述产物水解后生成乙酸苯酯和铵盐：

乙酸苯酯在烷基磺酸盐作用下发生重排：

分离重排产物，提纯的对位产品与硫酸二甲酯反应，生成本发明的产品。

1.乙酸苯酯的制备

以乙腈(规格为分析纯)作为酰化剂在95～110℃左右和苯酚(规格为分析纯)反应，生成乙酸苯酯，同时生成副产物铵盐(如NH₄CL、NH₄NO₃、(NH₄)₂SO₄等)。该反应在质子酸催化下进行，质子酸可以采用HCL、HNO₃、H₂SO₄等，酸溶液中的水作为反应剂。由于体系中存在水，对反应平衡会稍有影响，可通过调节酸溶液的浓度来调节平衡，实验研究表明，酸溶液浓度为30～60％时可消除对反应平衡的影响。反应时间为1.5～2h。将溶液冷却至30～35℃，析出结晶，过滤、干燥得乙酸苯酯。经液相色谱分析，乙酸苯酯的纯度为98～99％，产品得率为85～90％。

2.重排

重排反应温度为85～90℃左右，在烷基磺酸(规格为分析纯)的催化下进行，生成邻酰基苯酚和对酰基苯酚两种产物。反应2～3h至终点后，冷却至25～20℃，析出结晶，过滤和干燥得粗晶体，滤液循环使用。烷基磺酸对乙酰基苯酚有较高的转化率，并对对位产物有较高的选择性。经液相色谱分析对乙酰基苯酚的纯度为86～91％，对乙酰基苯酚和邻乙酰基苯酚总得率为80～85％。

3.分离

分离可采用结晶和减压精馏两种方法。由于对乙酰基苯酚的熔点为107℃，比邻乙酰基苯酚的熔点(28℃)和乙酸苯酯的熔点(-6.1℃)高很多，所以优先采用结晶及重结晶工艺，冷却结晶温度为98～102℃。经液相色谱分析，对乙酰基苯酚的纯度为98～99％。实验产品得率为85～90％。

4.甲氧基化

将对乙酰基苯酚溶于氢氧化钠水溶液中，调节pH至9～11左右，温度45～50℃。以硫酸二甲酯(规格为分析纯)进行甲氧基化反应，反应时间为2.5～3h。溶液在37～40℃下冷却结晶，经液相色谱分析，产品纯度为98.1～99.4％。

本发明和现有技术相比具有如下优点：

1.传统的方法采用芳香族化合物和羧酸衍生物在催化剂的作用下经过酰化反应制得，常用的酰化剂为ALCL₃，由于与酰基络合，催化剂往往要过量一倍，催化剂过量导致工业后处理中产生大量的铝泥，造成环境的污染，并且酰化剂价格昂贵。本方法采用乙腈为酰化剂，价格低廉，以盐酸为催化剂，对环境几乎无污染。

2.杂多酸催化法需要对催化剂进行预处理，预处理要求条件高，操作难度大，稍不注意就会造成催化剂失活，实验失败。实验结束后催化剂再生温度高，流程长，并且催化剂回收率非常低，并且还需进一步处理。实验采用苯甲醚和乙酸酐反应，实验成本高。

3.HZSM-5分子筛催化合成法催化剂活化温度高，温度为500℃；活化时间长，为3h。反应后催化剂再生温度为540℃，并且再生流程长。实验的产率最高为24％，实验采用苯甲醚和乙酸酐反应，实验成本高。

本发明采用原料为价格低的原料，并且实验条件温和，实验中产生的副产物少，并且实验得率相对较高，为50％左右，有很好的推广价值。

具体实施方式

以下用实施例和附图对本发明作更详细的描述。这些实施例仅仅是对本发明最佳实施方式的描述，并不对本发明的范围有任何限制。通过以下实施例进一步理解本发明的实质。

实施例1

在250ml四口烧瓶中投入47.05g苯酚、100g乙腈和80g 35％的盐酸，加热至100℃，观察反应物和产物的变化情况。反应2h至终点后中和，冷却结晶，过滤，干燥。

在250ml四口烧瓶中投入50g上述晶体、150g甲苯和20g甲基磺酸，加热至90℃，反应2.5h。冷却至20℃，结晶，过滤，干燥得粗晶体，滤液循环使用。

对粗晶体进行重结晶，重结晶温度为108℃，过滤，干燥，得纯度为98.6％的对乙酰基苯酚。

取30g对乙酰基苯酚，溶于氢氧化钠水溶液中，调节pH在10左右，温度45℃，缓慢加入硫酸二甲酯32g，反应2.5h后，得到无色具有浓郁香味的晶体28.8g，熔点37.4-38.6℃。

所得产品的熔点与文献值(38-39℃)相吻合，说明产品纯度较好，经气相色谱分析纯度为99.1％。产品得率为52％左右。

实施例2

在250ml四口烧瓶中投入45g苯酚，95g乙腈和75g 40％的硫酸，加热至96℃，观察反应物和产物的变化情况。反应1.5h。中和，冷却结晶，过滤，干燥。

在250ml四口烧瓶中投入46g上述晶体、150g甲苯和20g甲基磺酸，加热至88℃，反应2h。冷却至20℃，结晶，过滤，干燥得粗晶体，滤液循环使用。

对粗晶体进行重结晶，重结晶温度为109℃，过滤，干燥，得纯度为99.2％的对乙酰基苯酚。

取28g对乙酰基苯酚，溶于氢氧化钠水溶液中，调节pH在11左右、温度为42℃，缓慢加入硫酸二甲酯31g。反应3h后，得到无色具有浓郁香味的晶体27.6g，熔点37.7-38.6℃。

得产品的熔点为37.7-38.6℃和文献值38-39℃相吻合，说明产品纯度较好，经气相色谱分析纯度为98.9％。产品得率为49％左右。

Claims (9)

1. 一种合成对甲氧基苯乙酮的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)乙腈与苯酚在质子酸催化下、于95～110℃进行酰化反应，生成乙酸苯酯；

(2)乙酸苯酯在烷基磺酸催化下、于85～90℃进行重排反应；

(3)将步骤(2)产物分离得到对乙酰基苯酚；

(4)步骤(3)的产物通过甲氧基化反应生成对甲氧基苯乙酮。

2. 按权利要求1所述的方法，其中所述质子酸选自HCl、HNO₃和H₂SO₄或其组合。

3. 按权利要求1所述的方法，其中所述质子酸的浓度为30～60％。

4. 按权利要求1所述的方法，其中所述烷基磺酸为甲基磺酸。

5. 按权利要求1所述的方法，其中步骤(3)所述的分离采用结晶和/或减压精馏的方法。

6. 按权利要求4所述的方法，其中所述的分离采用结晶法。

7. 按权利要求1所述的方法，其中所述甲氧基化反应为步骤(3)的产物与硫酸二甲酯的反应。

8. 按权利要求1所述的方法，其中所述去甲氧基化反应在NaOH溶液中进行。

9. 按权利要求8所述的方法，其中所述NaOH溶液的pH值为9～11。