CN101792380A - 一种由茴香油合成对-甲氧基苯基丙酮的新方法 - Google Patents

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雷福厚
连锦花
孙果宋
马昊
王秋萍
李鹏飞
刘祖广
姚兴东
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Abstract

本发明公开了一种由天然茴香油制备对-甲氧基苯基丙酮的方法,以茴香油为原料,以脱氢枞胺Schiff碱-铜(II)或脱氢枞胺Schiff碱-镍(II)配合物为催化剂,以双氧水为氧化剂,以乙醇(或1,4-二氧六环)为溶剂,经过催化氧化反应合成对-甲氧基苯基丙酮。本发明具有操作简单,环境友好,收率高等特点。

Description

一种由茴香油合成对-甲氧基苯基丙酮的新方法
技术领域
本发明涉及有机合成领域,特别涉及一种由天然茴香油制备对-甲氧基苯基丙酮的方法。
背景技术
对-甲氧基苯基丙酮在农药、医药上有广泛的应用,特别是合成降血压药、抗抑郁药物等的重要合成中间体,例如以其为中间体制备的现在在欧洲广范使用的4-氧基-N-甲基-安非他命,在治疗发作性睡病和精神抑郁时可用作中枢神经系统兴奋剂(Electrochimica Acta,1991(07)11:13)。因此对-甲氧基苯基丙酮是一种附加值很高的精细化工产品,其合成列入了2002年度国家科技兴贸行动计划项目。
目前对-甲氧基苯基丙酮制备方法主要有以下几种:(1)英国专利No.1119612使用过氧乙酸氧化1-(4-甲氧基苯基)丙烯,氧化产物用酸性物质如ZnCl2反应后得到对-甲氧基苯基丙酮,缺点是酸处理过程产率低,而且原料过氧化物容易爆炸,操作必须格外小心。(2)美国Stein G A使用4-甲氧基苯基己腈在乙酸乙脂中和乙醇钠反应,得到含有乙酰基的前提化合物,然后水解步骤产率较低,制备步骤还得加上合成原料对-甲氧基苯基乙腈的过程,因此合成路线长,操作步骤过多。(3)美国专利NO.4638094利用3-(4-甲氧基苯基)丙烯和烷基亚硝酸脂反应,同时在反应体系中加入醇、钯催化剂以及胺或铜的化合物,然后对上述产物进行水解反应得到最终产物,产率较高,但是体系组成复杂,而且还使用了昂贵的催化剂。(4)法国专利NO.1,450,200使用4-甲氧基苯甲醛和α-氯丙酸脂在强碱的条件下反应,然后产物在强酸条件下处理得到对-甲氧基苯基丙酮,缺点是原料4-甲氧基苯甲醛和α-氯丙酸脂昂贵而难以得到。(5)美国专利NO.4,967,009利用2-(4-甲氧基苯基)丙烯和二乙酸亚碘酰苯在冰醋酸中反应得到对-甲氧基苯基丙酮,缺点是产率底。
发明内容
为了克服现有技术存在的缺点本发明提供一种原料易得、环境友好、生产成本低、工艺简单、收率高的制备对-甲氧基苯基丙酮的方法。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下:
一种由天然茴香油制备对-甲氧基苯基丙酮的方法,是以脱氢枞胺Schiff碱-铜(II)或脱氢枞胺Schiff碱-镍(II)配合物为催化剂,以双氧水为氧化剂,以乙醇或1,4-二氧六环作为溶剂,催化氧化天然茴香油得到对-甲氧基苯基丙酮,具体按以下步骤操作:
1)脱氢枞胺Schiff碱-铜(II)或脱氢枞胺Schiff碱-镍(II)配合物的合成:
A.脱氢枞胺Schiff碱的合成:
脱氢枞胺Schiff碱的合成如下:
将脱氢枞胺溶于无水乙醇中,加入水杨醛,有少量黄色晶体析出,当晶体逐渐增多时,加热回流沸腾,使晶体完全溶解,回流30min,静置自然冷却,析出大量黄色晶体,抽滤,并用冷无水乙醇洗涤三次,置于烘箱中干燥,得到脱氢枞胺Schiff碱,合成原理如下反应式;
B.脱氢枞胺Schiff碱金属配合物的合成:
a.脱氢枞胺Schiff碱-铜(II)配合物[Cu(L)2]的合成:
将脱氢枞胺Schiff碱溶于无水乙醇,加热搅拌回流至溶液沸腾,配体全溶后,滴加一水合醋酸铜和乙醇的混合溶液,混合溶液中一水合醋酸铜占无水乙醇质量的1%~3%,滴加完毕后,在78℃加热回流30min,冷却,抽滤,用无水乙醇重结晶2次,干燥,得脱氢枞胺Schiff碱-铜(II)配合物,合成原理如下反应式。
Figure GSA00000054984400032
b.脱氢枞胺Schiff碱-镍(II)配合物[Ni(L)2]的合成:
将脱氢枞胺Schiff碱和氢氧化钾溶于无水乙醇,加热搅拌回流至沸腾,配体全溶后,滴加六水合氯化镍和乙醇的混合溶液,混合溶液中六水合氯化镍占无水乙醇质量的1%~3%,滴加完毕后,温度在50℃回流3h,冷却,抽滤,洗涤,用无水乙醇重结晶2次,干燥,得脱氢枞胺Schiff碱-镍(II)配合物[Ni(L)2],合成原理如下反应式。
2)以步骤1)B.制备的脱氢枞胺Schiff碱-铜(II)或脱氢枞胺Schiff碱-镍(II)配合物为催化剂,以双氧水为氧化剂,以乙醇或1,4-二氧六环作为溶剂,催化氧化天然茴香油得到产物-对-甲氧基苯基丙酮,产物用质谱、红外和紫外分析确认。所述溶剂乙醇或1,4-二氧六环与天然茴香油的质量比为0.5~6∶1,优选为:1∶1;所述催化剂与天然茴香油的质量比为0.006~0.01∶1,优选为0.0065∶1;所述表面活性剂OP-10与天然茴香油的质量比为0.0001~0.07∶1,优选为0.065∶1;所述双氧水与天然茴香油的质量比为2.5~6∶1,优选为3∶1;氧化反应的温度为60~90℃,优选为70℃;氧化反应时间为6.5~24h,优选为24h。
天然茴香油合成对-甲氧基苯基丙酮的反应式为:
Figure GSA00000054984400042
上述催化剂脱氢枞胺Schiff碱-铜(II)或脱氢枞胺Schiff碱-镍(II)配合物的结构式为:
脱氢枞胺Schiff碱-铜(II)配合物的结构式为:
Figure GSA00000054984400051
脱氢枞胺Schiff碱-镍(II)配合物的结构式为:
Figure GSA00000054984400052
将天然茴香油氧化产物进行质谱分析,其总离子流图和质谱图分别见附图1、图2、图3和图4。
将天然茴香油氧化得到的产物对-甲氧基苯基丙酮纯化后进行红外、紫外分析,结果见附图5、图6。
本发明与现有技术相比较具有以下优点:
1.本发明所用催化剂是以天然资源松香为原料,合成脱氢枞胺Schiff碱铜配合物(或脱氢枞胺Schiff碱镍配合物)。
2.本发明所用反应原料为天然产物茴香油。
3.反应条件简单,操作简便,转化率高。
4.成本低,对环境无污染,有利于工业化生产。
附图说明
图1是茴香油氧化反应的GC/MS总离子流图。
图2是对甲氧基苯基丙酮的MS图。
图3是茴香油的MS图。
图4是对甲氧基苯甲醛的MS图。
图5是对甲氧基苯基丙酮的红外图。
图6是对甲氧基苯基丙酮的紫外图。
具体实施方式
本发明制备方法用仪器、设备、名称、型号、产地如表1所示:
表1
  序号   仪器、设备、名称、型号   产地
  1   电子恒速搅拌机JHS-1   杭州仪表电机厂
  序号   仪器、设备、名称、型号   产地
  2   集热式磁力加热搅拌器DF-101S   金坛市医疗仪器厂
  3   电热鼓风干燥箱101A-3   上海试验仪器厂有限公司
  4   精密电子天平JJ型   美国双杰兄弟有限公司
  5   数控超声波清洗器KQ3200DB型   昆山市超声仪器有限公司
  6   冷藏冷冻箱BCD-216E/D   青岛海尔股份有限公司
  7   微型空气压缩机KY-III型   绍兴市卫星医疗设备制造有限公司
  8   气相色谱仪GC9800   上海科创色谱仪器有限公司
  9   铂金挨尔默气质联用仪clarus500   美国perkinelmer公司
本发明制备方法用原材料名称规格产地,如表2所示:
表2
  序号   原材料名称   规格   产地
  1   歧化松香胺   纯度87.66%   广西桂林松脂厂
  2   水杨醛   化学纯   国药集团化学试剂有限公司
  3   Cu(CH3COO)2.H2O   化学纯   上海振兴试剂厂
  4   NiCl2.6H2O   分析纯   洛阳市化学试剂厂
  5   KOH   分析纯   广东光华化学厂有限公司
  6   茴香油   纯度91.4%   广西南宁百会药业有限公司
  7   环己烷   分析纯   汕头市西陇化工厂有限公司
  8   乙醇   分析纯   北京化工厂
  9   1,4-二氧六环   分析纯   汕头市西陇化工厂有限公司
  10   正丁醇   分析纯   汕头市西陇化工厂有限公司
  序号   原材料名称   规格   产地
  11   甲醇   分析纯   汕头市西陇化工厂有限公司
  12   30%H2O2   分析纯   汕头市西陇化工厂有限公司
  13   OP-10   化学纯   汕头市西陇化工厂有限公司
  14   萘   分析纯   广州新港化工厂
  15   脱氢枞胺   纯度98%   自制
下面结合实施例对本发明做进一步详细的描述。
实施例1
脱氢枞胺Schiff碱的制备:称取8.20g脱氢枞胺溶于160g无水乙醇中,加入4.0g水杨醛,有少量黄色晶体析出,当晶体逐渐增多时,加热回流至溶剂沸腾,反应器中尚有少许晶体不溶,继续加热使晶体完全溶解,78℃回流30分钟后,静置自然冷却,析出大量黄色晶体,抽滤,并用冷无水乙醇洗涤三次,置于烘箱中干燥,得9.60g脱氢枞胺Schiff碱产品,产率为85.7%。
脱氢枞胺Schiff碱-铜(II)配合物[Cu(L)2]的制备:称取3.90g脱氢枞胺Schiff碱,溶于85g无水乙醇中,加入到配有磁力搅拌、滴液漏斗、回流冷凝管、温度计的250ml四颈烧瓶中,加热搅拌回流至溶液沸腾,待配体全溶后,将溶有1.10g Cu(CH3COO)2·H2O的65g无水乙醇缓慢地滴入烧瓶内,滴加完毕后,78℃加热回流30分钟,冷却,抽滤,并分别用70g无水乙醇重结晶2次,干燥,得棕绿色固体脱氢枞胺Schiff碱-铜(II)配合物[Cu(L)2]2.97g,产率为70.6%。
准确移取5.000g茴香油置于250mL的三颈烧瓶中,加入20g 1,4-二氧六环,加入0.05g脱氢枞胺Schiff碱-铜(II)配合物[Cu(L)2],表面活性剂OP-10为0.01g,再滴加17.8g 30%的H2O2,开动磁力搅拌器均匀搅拌,将反应温度控制在80℃,反应时间6.5小时,后静置冷却,取反应液进行气相色谱分析,茴香油的转化率为86.30%,对-甲氧基苯基丙酮的选择性为36.09%,产率为31.15%。
实施例2
脱氢枞胺Schiff碱-铜(II)配合物[Cu(L)2]的制备同实施例1。
准确移取5.000g茴香油置于250mL的三颈烧瓶中,加入24g乙醇,加入0.04g脱氢枞胺Schiff碱-铜(II)配合物[Cu(L)2],表面活性剂OP-10为0.03g,再滴加20g 30%的H2O2,开动磁力搅拌器均匀搅拌,将反应温度控制在60℃,反应时间7.5小时,后静置冷却,取反应液进行气相色谱分析,茴香油的转化率为78.40%,对-甲氧基苯基丙酮的选择性为33.12%,产率为25.97%。
实施例3
脱氢枞胺Schiff碱-铜(II)配合物[Cu(L)2]的制备同实施例1。
准确移取5.000g茴香油置于250mL的三颈烧瓶中,加入18g 1,4-二氧六环,加入0.035g脱氢枞胺Schiff碱-铜(II)配合物[Cu(L)2],表面活性剂OP-10为0.008g,再滴加22.2g 30%的H2O2,开动磁力搅拌器均匀搅拌,将反应温度控制在90℃,反应时间8小时,后静置冷却,取反应液进行气相色谱分析,茴香油的转化率为94.25%,对-甲氧基苯基丙酮的选择性为36.66%,产率为34.55%。
实施例4
脱氢枞胺Schiff碱-铜(II)配合物[Cu(L)2]的制备同实施例1。
准确移取5.000g茴香油置于250mL的三颈烧瓶中,加入30g 1,4-二氧六环,加入0.045g脱氢枞胺Schiff碱-铜(II)配合物[Cu(L)2],表面活性剂OP-10为0.02g,再滴加15.5g 30%的H2O2,开动磁力搅拌器均匀搅拌,将反应温度控制在75℃,反应时间8.5小时,后静置冷却,取反应液进行气相色谱分析,茴香油的转化率为83.26%,对-甲氧基苯基丙酮的选择性为30.11%,产率为25.07%。
实施例5
脱氢枞胺Schiff碱的制备同实施例1。
脱氢枞胺Schiff碱-镍(II)配合物[Ni(L)2]的制备:称取3.12g脱氢枞胺Schiff碱、0.448g KOH溶于86.8g无水乙醇,加入到配有磁力搅拌、滴液漏斗、回流冷凝管、温度计的250ml四颈烧瓶中,加热搅拌回流至配体全溶后,缓慢滴加含有0.96g NiCl2·6H2O的63g无水乙醇溶液,滴加完毕后,温度控制在50℃继续回流3小时,冷却,静置过夜后,抽滤,洗涤,以60g无水乙醇重结晶2次,得2.28g脱氢枞胺Schiff碱-镍(II)配合物[Ni(L)2]黄绿色固体,产率为67.3%。
准确移取5.00g茴香油置于三颈烧瓶中,加入11.2g乙醇,加入0.038g催化剂脱氢枞胺Schiff碱-镍(II)配合物[Ni(L)2],表面活性剂OP-10为0.04g,再滴加27.8g 30%的H2O2,开动搅拌器均匀搅拌,控温70℃,反应时间9h,反应后静置冷却,取反应液进行气相色谱分析,茴香油的转化率为88.32%,对-甲氧基苯基丙酮的选择性为34.94%,产率为30.86%。
实施例6
脱氢枞胺Schiff碱-镍(II)配合物[Ni(L)2]的制备同实施例5。
准确移取5.00g茴香油置于三颈烧瓶中,加入25g 1,4-二氧六环,加入0.043g催化剂脱氢枞胺Schiff碱-镍(II)配合物[Ni(L)2],表面活性剂OP-10为0.009g,再滴加16.6g 30%的H2O2,开动搅拌器均匀搅拌,控温65℃,反应时间10小时,反应后静置冷却,取反应液进行气相色谱分析,茴香油的转化率为77.33%,对-甲氧基苯基丙酮的选择性为30.11%,产率为23.28%。
实施例7
脱氢枞胺Schiff碱-铜(II)配合物[Cu(L)2]的制备同实施例1。
准确移取50g茴香油置于500mL的三颈烧瓶中,加入79g乙醇,加入0.3g催化剂脱氢枞胺Schiff碱-铜(II)配合物[Cu(L)2],表面活性剂OP-10为0.045g,再滴加200g 30%的H2O2,开动磁力搅拌器均匀搅拌,温度控制在80℃,反应10h,静置冷却,取反应液进行气相色谱分析,茴香油的转化率可达95.67%,对-甲氧基苯基丙酮的选择性为48.99%,产率为46.87%。
实施例8
脱氢枞胺Schiff碱-铜(II)配合物[Cu(L)2]的制备同实施例1。
准确移取50g茴香油置于500mL的三颈烧瓶中,加入50g 1,4-二氧六环,加入0.33g催化剂脱氢枞胺Schiff碱-铜(II)配合物[Cu(L)2],表面活性剂OP-10为0.05g,再滴加144.3g 30%的H2O2,开动磁力搅拌器均匀搅拌,反应温度70℃,反应7h,后静置冷却,取反应液进行气相色谱分析,茴香油的转化率可达68.93%,对-甲氧基苯基丙酮的选择性为25.92%,产率为17.87%。
实施例9
脱氢枞胺Schiff碱-铜(II)配合物[Cu(L)2]的制备同实施例1。
准确称取200g茴香油置于2000ml三颈烧瓶中,加入158g乙醇,加入1.3g催化剂脱氢枞胺Schiff碱-铜(II)配合物[Cu(L)2],1.3g表面活性剂OP-10,再滴加665g的H2O2,开动搅拌器均匀搅拌,控温80℃,反应20h,静置冷却。取反应液进行气相色谱分析,茴香油的转化率为84.91%,对-甲氧基苯基丙酮的选择性为55.87%,产率为47.44%。
实施例10
脱氢枞胺Schiff碱-铜(II)配合物[Cu(L)2]的制备同实施例1。
准确称取2000g茴香油置于20L反应釜中,加入1580g乙醇,加入13g催化剂脱氢枞胺Schiff碱-铜(II)配合物[Cu(L)2],14g表面活性剂OP-10,再滴加6660g的H2O2,开动搅拌器均匀搅拌,控温80℃,反应23h,静置冷却。取反应液进行气相色谱分析,茴香油的转化率为86.00%,对-甲氧基苯基丙酮的选择性为58.93%,产率为50.70%。

Claims (3)

1..一种由天然茴香油制备对-甲氧基苯基丙酮的方法,其特征在于,以脱氢枞胺Schiff碱-铜(II)或脱氢枞胺Schiff碱-镍(II)配合物为催化剂,以双氧水为氧化剂,以乙醇或1,4-二氧六环作为溶剂,催化氧化天然茴香油得到对-甲氧基苯基丙酮,具体按以下步骤操作:
1)脱氢枞胺Schiff碱-铜(II)或脱氢枞胺Schiff碱-镍(II)配合物的合成:
A.脱氢枞胺Schiff碱的合成:
将脱氢枞胺溶于无水乙醇中,加入水杨醛,有少量黄色晶体析出,当晶体逐渐增多时,加热回流沸腾,使晶体完全溶解,回流30min,静置自然冷却,析出大量黄色晶体,抽滤,并用冷无水乙醇洗涤三次,置于烘箱中干燥,得到脱氢枞胺Schiff碱,合成原理如下反应式;
Figure FSA00000054984300011
B.脱氢枞胺Schiff碱金属配合物的合成:
a.脱氢枞胺Schiff碱-铜(II)配合物[Cu(L)2]的合成:
将脱氢枞胺Schiff碱溶于无水乙醇,加热搅拌回流至溶液沸腾,配体全溶后,滴加一水合醋酸铜和乙醇的混合溶液,混合溶液中一水合醋酸铜占无水乙醇质量的1%~3%,滴加完毕后,在78℃加热回流30min,冷却,抽滤,用无水乙醇重结晶2次,干燥,得脱氢枞胺Schiff碱-铜(II)配合物,合成原理如下反应式;
Figure FSA00000054984300021
b.脱氢枞胺Schiff碱-镍(II)配合物[Ni(L)2]的合成:
将脱氢枞胺Schiff碱和氢氧化钾溶于无水乙醇,加热搅拌回流至沸腾,配体全溶后,滴加六水合氯化镍和乙醇的混合溶液,混合溶液中六水合氯化镍占无水乙醇质量的1%~3%,滴加完毕后,温度在50℃回流3h,冷却,抽滤,洗涤,用无水乙醇重结晶2次,干燥,得脱氢枞胺Schiff碱-镍(II)配合物[Ni(L)2],合成原理如下反应式:
Figure FSA00000054984300022
2)以步骤1)B.制备的脱氢枞胺Schiff碱-铜(II)或脱氢枞胺Schiff碱-镍(II)配合物为催化剂,以双氧水为氧化剂,以乙醇或1,4-二氧六环作为溶剂,催化氧化天然茴香油得到产物-对-甲氧基苯基丙酮,产物用质谱、红外和紫外分析确认,所述溶剂乙醇或1,4-二氧六环与天然茴香油的质量比为0.5~6∶1;所述催化剂与天然茴香油的质量比为0.006~0.01∶1;所述表面活性剂OP-10与天然茴香油的质量比为0.0001~0.07∶1;所述双氧水与天然茴香油的质量比为2.5~6∶1;氧化反应的温度为60~90℃;氧化反应时间为6.5~24h。
天然茴香油合成对-甲氧基苯基丙酮的反应式为:
Figure FSA00000054984300031
2.根据权利要求1所述的一种由天然茴香油制备对-甲氧基苯基丙酮的方法,其特征在于,所述步骤2)以步骤1)B.制备的脱氢枞胺Schiff碱-铜(II)或脱氢枞胺Schiff碱-镍(II)配合物为催化剂,以双氧水为氧化剂,以乙醇或1,4-二氧六环作为溶剂,催化氧化天然茴香油得到产物-对-甲氧基苯基丙酮,所述溶剂乙醇或1,4-二氧六环与天然茴香油的质量比为1∶1;所述催化剂与天然茴香油的质量比为0.0065∶1;所述表面活性剂OP-10与天然茴香油的质量比为0.065∶1;所述双氧水与天然茴香油的质量比为3∶1;氧化反应的温度为70℃;氧化反应时间为24h。
3.根据权利要求1所述的一种由天然茴香油制备对-甲氧基苯基丙酮的方法,其特征在于,所述催化剂脱氢枞胺Schiff碱-铜(II)或脱氢枞胺Schiff碱-镍(II)配合物的结构式为:
脱氢枞胺Schiff碱-铜(II)配合物的结构式为:
Figure FSA00000054984300041
脱氢枞胺Schiff碱-镍(II)配合物的结构式为:
Figure FSA00000054984300042
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