CN101817713B

CN101817713B - 一种2,2’-联苯二酚及其衍生物的制备方法

Info

Publication number: CN101817713B
Application number: CN 201010164715
Authority: CN
Inventors: 许峰; 高源�
Original assignee: BEIJING OKEANOS TECH Co Ltd
Current assignee: HEFEI HUANA BIOMEDICAL TECHNOLOGY Co.,Ltd.
Priority date: 2010-04-30
Filing date: 2010-04-30
Publication date: 2013-06-12
Anticipated expiration: 2030-04-30
Also published as: CN101817713A

Abstract

本发明提供一种制备2，2’-联苯二酚衍生物的方法，包括：在邻位具有氢原子的酚类化合物A借助过氧化物在0-100℃温度下进行氧化偶联反应从而生成2，2’-联苯二酚类化合物B；本发明方法更为简单和经济，后处理简单易行、普适性好，可以提供一系列2，2’-邻苯二酚衍生物。

Description

一种2,2’-联苯二酚及其衍生物的制备方法

技术领域

本发明涉及化学合成领域，特别是涉及一种制备2，2’-联苯二酚及其衍生物的方法。

背景技术

2，2’-联苯二酚及其衍生物是一类非常重要的有机化工产品。它可以用做液晶聚合物的中间体原料。在合成高聚物方面，由于其耐热性能极佳，故可以用做聚酯、聚氨酯、聚碳酸酯、聚砜及环氧树脂等高分子材料的改性单体，用来制造优良的工程塑料和复合材料。它还可以用做橡胶防老剂、塑料抗氧剂以及染料中间体或石油制品的稳定剂。最近，人们利用2，2’-联苯二酚及其衍生物分子结构中的氧原子的螯合功能制备双齿配体，将其用做乙烯聚合或共聚合的催化剂促进剂。这在石油化学工业中得到了广泛应用。在植物中发现的2，2’-联苯二酚的衍生物具有一定的生理活性。例如从木兰科落叶乔木厚朴中分离得到的5，5’-二烯丙基-2，2’-联苯二酚具有抗炎、抗菌、抗氧化、抗肿瘤、抑制吗啡戒断反应等药理作用，在中医上厚朴被用来消除胸腹满闷、止痛、健胃、下气降逆、止咳、祛除水毒和活血化瘀等。

由于2，2’-联苯二酚及其衍生物的广泛用途，其合成和工业化生产一直是人们研究的热点。因此，发现、发展新型的2，2’-联苯二酚及其衍生物的制备新法对于它们在药物化学、材料科学等领域中的应用研究将产生积极的意义。

目前人们已经知道2，2’-邻苯二酚及其衍生物可以通过借助过氧化物在水存在下在0-100℃温度下氧化偶联在邻位具有氢原子的酚类化合物而制备。例如，US6077979描述了通过借助过硫酸盐和催化量的铁或铁化合物在水存在下在0-100℃温度下氧化偶联两分子的2，4- 二甲基苯酚制备3，3’，5，5’-四甲基-2，2’-联苯二酚的方法。此外，还有人研究了在超声辐射的条件下，借助过氧化氢和无机碱以及催化量的有机酸在0-100℃的温度下氧化偶联两分子的2，4-二叔丁基苯酚制备3，3’，5，5’-四叔丁基-2，2’-联苯二酚的方法。该方法反应速度较快、产率较高。

然而，US6077979所发展的合成3，3’，5，5’-四甲基-2，2’-联苯二酚的方法的问题是在反应过程中会形成橡胶状的粘稠物质，这将导致反应器和搅拌器的污染。特别是进行工业生产时，热交换和所有原料的充分混合几乎不可能做到，原料不能实现完全转化。另外橡胶状的粘稠物质导致后处理异常复杂。

而利用超声辐射方法合成2，2’-联苯二酚及其衍生物的方法的问题是将会产生严重的噪声污染，同时这个方法无法实现工业化生产。

因此，发展技术上简单且经济的合成2，2’-联苯二酚及其衍生物的方法具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种制备2，2’-联苯二酚及其衍生物的方法，以克服现有技术存在的上述缺陷。

本发明提供一种制备2，2’-联苯二酚衍生物的方法，包括：在邻位具有氢原子的酚类化合物A借助过氧化物在0-100℃温度下进行氧化偶联反应从而生成2，2’-联苯二酚类化合物B。

反应式如下所示：

其中，所述的过氧化物为分子式为(叔丁基)-O-O-R的化合物，所述R为氢或叔丁基；优选氢。

具体而言，本发明方法包括：将邻位具有氢原子的酚类化合物A、金属催化剂和1毫升/毫摩尔酚类化合物A的低极性溶剂加入到反应容器中；然后在室温下向反应体系中加入过氧化物；加入完毕后，将反应体系升温至75-85℃反应4-6小时；最后经过后处理得到2，2’-联苯二酚类化合物B；其中，所述邻位具有氢原子的酚类化合物A、金属催化剂和过氧化物的摩尔比为1∶0.125-0.5∶0.5-1.2。

所述的金属催化剂为铁盐、铜盐、锰盐、钴盐、钯盐或银盐化合物。

优选地，所述的金属催化剂为铁盐或铜盐化合物。

所述的低极性溶剂选自乙酸乙酯、四氯化碳、二氧六环或甲苯。

所述的邻位具有氢原子的酚类化合物A的R¹和R²均为氢原子。

所述的邻位具有氢原子的酚类化合物A的R¹和R²均为(C1-C9)烷基、(C1-C9)烷氧基、全氟代(C1-C3)烷基或全氟代(C1-C3)烷氧基。

所述的邻位具有氢原子的酚类化合物A的R¹和R²中一个为氢原子，另一个为(C1-C9)烷基、(C1-C9)烷氧基、全氟代(C1-C3)烷基、全氟代(C1-C3)烷氧基或(C6-C10)芳基。

更具体地，本发明提供的2，2’-联苯二酚的制备方法如反应通式(I)所示：在邻位具有氢原子的酚类化合物A借助过氧化物在0-100℃温度下进行氧化偶联反应从而生成2，2’-联苯二酚类化合物B。

通式(I)

具体的反应条件是将1当量邻位具有氢原子的酚类化合物A、0.125-0.5当量的金属催化剂和适量的低极性溶剂(1毫升/毫摩尔酚类化合物A)加入到反应容器中。室温下向反应体系中滴加1当量过氧化物。滴加完毕后，将反应体系加热升温至75-85℃反应4-6小时。待反应体系自然降至室温后，减压除去低极性溶剂后，将浓缩物柱层析或重结晶得到2，2’-联苯二酚类化合物B。

所述的金属催化剂为铁、铜、锰、钴、钯或银等金属盐类化合物。优选铁盐和铜盐化合物，更优选的是铁盐。

所述的低极性溶剂为乙酸乙酯、四氯化碳、二氧六环或甲苯等。

所述的过氧化物为分子式为(叔丁基)-O-O-R的化合物。R优选为氢。

所述的邻位具有氢原子的酚类化合物A的R¹和R²可以均为氢原子，此时A为苯酚。

所述的邻位具有氢原子的酚类化合物A的R¹和R²可以一个为氢原子，另一个为(C1-C9)烷基、(C1-C9)烷氧基、全氟代(C1-C3)烷基、全氟代(C1-C3)烷氧基或(C6-C10)芳基。

此时A为2-取代苯酚、3-取代苯酚或4-取代苯酚。优选的为2-甲基苯酚、2-乙基苯酚、2-正丙基苯酚、2-异丙基苯酚、2-正丁基苯酚、2-叔丁基苯酚、2-异丁基苯酚、2-环己基苯酚、2-苯基苯酚、2-甲氧基苯酚、2-乙氧基苯酚、3-甲基苯酚、3-乙基苯酚、3-正丙基苯酚、3-异丙基苯酚、3-正丁基苯酚、3-叔丁基苯酚、3-异丁基苯酚、3-甲氧基苯酚、3-乙氧基苯酚、3-环己基苯酚、3-苯基苯酚、4-甲基苯酚、4-乙基苯酚、4-正丙基苯酚、4-异丙基苯酚、4-正丁基苯酚、4-叔丁基苯酚、4-异丁基苯酚、4-环己基苯酚、4-苯基苯酚、4-甲氧基苯酚、4-乙氧基苯酚。

所述的邻位具有氢原子的酚类化合物A的R¹和R²可以均为(C1-C9)烷基、(C1-C9)烷氧基、全氟代(C1-C3)烷基或全氟代(C1-C3)烷氧基。

此时A为2，3-二取代苯酚、2，4-二取代苯酚、3，4-二取代苯酚、2，5-二取代苯酚或3，5-二取代苯酚。优选的R¹和R²可以各自独立地为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、叔丁基、异丁基、甲氧基或乙氧基。例如2，3-二甲基苯酚、2-甲基-3-乙基苯酚、2-甲基-3-正丙基苯酚、2-甲基-3-异丙基苯酚、2-甲基-3-正丁基苯酚、2-甲基-3-异丁基苯酚、2-乙基-3-甲基苯酚、2，3-二乙基苯酚、2-乙基-3-正丙基苯酚、2-乙基-3-正丁基苯酚、2-正丙基-3-甲基苯酚、2-正丙基-3-乙基苯酚、2，3-二正丙基苯酚、2-正丙基-3-正丁基苯酚、2-异丙基-3-甲基苯酚、2，3-二甲氧基苯酚、2，3-二乙氧基苯酚、2，4-二甲基苯酚、2-甲基-4-乙基苯酚、2-甲基-4-正丙基苯酚、2-甲基-4-异丙基苯酚、2-甲基-4-正丁基苯酚、2-甲基-4-叔丁基苯酚、2-甲基-4-异丁基苯酚、2-乙基-4-甲基苯酚、2，4-二乙基苯酚、2-乙基-4-正丙基苯酚、2-乙基-4-异丙基苯酚、2-乙基-4-正丁基苯酚、2-乙基-4-叔丁基苯酚、2-乙基-4-异丁基苯酚、2-正丙基-4-甲基苯酚、2-正丙基-4-乙基苯酚、2，4-二正丙基苯酚、2-正丙基-4-异丙基苯酚、2-正丙基-4-正丁基苯酚、2-正丙基-4-叔丁基苯酚、2-正丙基-4-异丁基苯酚、2-异丙基-4-甲基苯酚、2-异丙基-4-乙基苯酚、2，4-二异丙基苯酚、2-异丙基-4-异丙基苯酚、2-异丙基-4-正丁基苯酚、2-异丙基-4-叔丁基苯酚、2-异丙基-4-异丁基苯酚、2-正丁基-4-甲基苯酚、2-正丁基-4-乙基苯酚、2，4-二正丁基苯酚、2-正丁基-4-异丙基苯酚、2-正丁基-4-正丁基苯酚、2-正丁基-4-叔丁基苯酚、2-正丁基-4-异丁基苯酚、2-叔丁基-4-甲基苯酚、2-叔丁基-4-乙基苯酚、2，4-二叔丁基苯酚、2-叔丁基-4-异丙基苯酚、2-叔丁基-4-正丁基苯酚、2-叔丁基-4-异丁基苯酚、2，4-二异丁基苯酚、2，4-二甲氧基苯酚、2，4-二乙氧基苯酚、3，4-二甲基苯酚、3-甲基-4-乙基苯酚、3-甲基-4-正丙基苯酚、3-甲基-4-异丙基苯酚、3-甲基-4-正丁基苯酚、3-甲基-4-异丁基苯酚、3-乙基-4-甲基苯酚、3，4-二乙基苯酚、3-乙基-4-正丙基苯酚、3-乙基-4-正丁基苯酚、3-正丙基-4-甲基苯酚、3-正丙基-4-乙基苯酚、3，4-二正丙基苯酚、3-正丙基-4-正丁基苯酚、3-异丙基-4-甲基苯酚、3，4-二甲氧基苯酚、3，4-二乙氧基苯酚、2，5-二甲基苯酚、2-甲基-5-乙基苯酚、2-甲基-5-正丙基苯酚、2-甲基-5-异丙基苯酚、2-甲基-5-正丁基苯酚、2-甲基-5-叔丁基苯酚、2-甲基-5-异丁基苯酚、2-乙基-5-甲基苯酚、2，5-二乙基苯酚、2-乙基-5-正丙基苯酚、2-乙基-5-异丙基苯酚、2-乙基-5-正丁基苯酚、2-乙基-5-叔丁基苯酚、2-乙基-5-异丁基苯酚、2-正丙基-5-甲基苯酚、2-正丙基-5-乙基苯酚、2，5-二正丙基苯酚、2-正丙基-5-异丙基苯酚、2-正丙基-5-正丁基苯酚、2-正丙基-5-叔丁基苯酚、2-正丙基-5-异丁基苯酚、2-异丙基-5-甲基苯酚、2-异丙基-5-乙基苯酚、2，5-二异丙基苯酚、2-异丙基-5-异丙基苯酚、2-异丙基-5-正丁基苯酚、2-异丙基-5-叔丁基苯酚、2-异丙基-5-异丁基苯酚、2-正丁基-5-甲基苯酚、2-正丁基-5-乙基苯酚、2，5-二正丁基苯酚、2-正丁基-5-异丙基苯酚、2-正丁基-5-正丁基苯酚、2-正丁基-5-叔丁基苯酚、2-正丁基-5-异丁基苯酚、2-叔丁基-5-甲基苯酚、2-叔丁基-5-乙基苯酚、2，5-二叔丁基苯酚、2-叔丁基-5-异丙基苯酚、2-叔丁基-5-正丁基苯酚、2-叔丁基-5-异丁基苯酚、2，5-二异丁基苯酚、2，5-二甲氧基苯酚、2，5-二乙氧基苯酚、3，5-二甲基苯酚、3-甲基-5-乙基苯酚、3-甲基-5-正丙基苯酚、3-甲基-5-异丙基苯酚、3-甲基-5-正丁基苯酚、3-甲基-5-叔丁基苯酚、3-甲基-5-异丁基苯酚、3-乙基-5-甲基苯酚、3，5-二乙基苯酚、3-乙基-5-正丙基苯酚、3-乙基-5-异丙基苯酚、3-乙基-5-正丁基苯酚、3-乙基-5-叔丁基苯酚、3-乙基-5-异丁基苯酚、3-正丙基-5-甲基苯酚、3-正丙基-5-乙基苯酚、3，5-二正丙基苯酚、3-正丙基-5-异丙基苯酚、3-正丙基-5-正丁基苯酚、3-正丙基-5-叔丁基苯酚、3-正丙基-5-异丁基苯酚、3-异丙基-5-甲基苯酚、3-异丙基-5-乙基苯酚、3，5-二异丙基苯酚、3-异丙基-5-异丙基苯酚、3-异丙基-5-正丁基苯酚、3-异丙基-5-叔丁基苯酚、3-异丙基-5-异丁基苯酚、3-正丁基-5-甲基苯酚、3-正丁基-5-乙基苯酚、3，5-二正丁基苯酚、3-正丁基-5-异丙基苯酚、3-正丁基-5-正丁基苯酚、3-正丁基-5-叔丁基苯酚、3-正丁基-5-异丁基苯酚、3-叔丁基-5-甲基苯酚、3-叔丁基-5-乙基苯酚、3，5-二叔丁基苯酚、3-叔丁基-5- 异丙基苯酚、3-叔丁基-5-正丁基苯酚、3-叔丁基-5-异丁基苯酚、3，5-二异丁基苯酚、3，5-二甲氧基苯酚、3，5-二乙氧基苯酚。

本发明的合成方法具有以下有益效果：

1)与现有技术相比，本发明最大的优点在于本发明的普适性。例如在US6077979中，底物只局限于2，4-二甲基苯酚，因此得到一种2，2’-联苯二酚：即3，3’，5，5’-四甲基-2，2’-联苯二酚。而本发明没有底物的限制，可以得到多种类型的2，2’-联苯二酚衍生物。

2)因为US6077979采用的过氧化物为过硫酸根阴离子，为水溶性，因此其只能用水做溶剂；而本发明采用叔丁基过氧化氢或过氧化二叔丁基，因而采用低级性溶剂，使得后处理简单易行，从而提供了一种更为简单和经济的合成方法。3)本发明得到的目标产物经分离提纯后的产率为70-90％。所得化合物经过核磁共振谱图(¹H NMR)、质谱(MS)分析确定，结构无误。

4)由于此类反应适合于多种底物，经过对反应底物的优化和调节，可以合成出多取代的、结构多样的2，2’-邻苯二酚类化合物组合库，这些化合物有可能在药物化学和材料科学等领域中得到广泛应用。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1

在250mL二氧六环中分别加入50g(300mmol，1eq)4-甲基-2-叔丁基苯酚和8.11g(150mmol，0.5eq)三氯化铁，然后在室温下滴加入31mL(27.4g，300mmol，1eq)叔丁基过氧化氢，40分钟滴完。滴加完毕后体系开始加热至80℃反应4小时。反应结束后，减压蒸馏除去二氧六环，残余物使用石油醚重结晶得44.0克2，2’-二叔丁基-4，4’-二甲基联苯二酚，产率90％。核磁共振氢谱(¹H NMR，300MHz，CDCl₃)δ7.14-7.12(d，J_m＝1.25Hz，2H)；7.00-6.88(d，J_m＝1.25Hz，2H)；5.18(s，2H)；2.30(s，6H)；1.242(s，18H).MS：m/z 326(M+)；311；255。

实施例2

在400mL甲苯中分别加入77g(500mmol，1eq)3，4-二甲氧基苯酚和17.4g(62.5mmol，0.125eq)七水合硫酸亚铁，然后在室温下滴加入26mL(22.9g，250mmol，0.5eq)叔丁基过氧化氢，30分钟滴完。滴加完毕后体系开始加热至85℃反应5小时。反应结束后，减压蒸馏除去二氧六环，残余物使用石油醚柱层析得到62.0克3，3’，4，4’-四甲氧基联苯二酚，产率81％。核磁共振氢谱(¹H NMR，300MHz，CDCl₃)δ7.08(s，2H)；6.49(s，2H)；5.35(s，2H)；3.88(s，6H)；3.75(s，6H).MS：m/z 306(M+)。

实施例3

在850mL乙酸乙酯中分别加入170g(1mol，1eq)4-苯基苯酚和40.5g(0.25mol，0.25eq)三氯化铁，然后在室温下滴加入220mL(175.2g，1.2mol，1.2eq)过氧化二叔丁基，150分钟滴完。滴加完毕后体系开始加热至75℃反应6小时。反应结束后，减压蒸馏除去乙酸乙酯，残余物使用石油醚柱层析得到118.3克4，4′-二苯基联苯二酚，产率70％。核磁共振氢谱(¹H NMR，300MHz，CDCl₃)δ7.58-7.41(m，14H)；7.07(d，J_o＝6.2Hz，2H)；5.12(s，2H).MS：m/z 338(M+)。

实施例4

在200mL四氯化碳中分别加入47g(500mmol，1eq)苯酚和20.18g(150mmol，0.3eq)氯化亚铜，然后在室温下滴加入31mL(27.4g，300mmol，0.6eq)叔丁基过氧化氢，40分钟滴完。滴加完毕后体系开始加热至80℃反应4小时。反应结束后，减压蒸馏除去四氯化碳，残余物使用正己烷柱层析得32.5克2，2’-联苯二酚，产率70％。核磁共振氢谱(¹H NMR，300MHz，CDCl₃)δ7.62(d，J_o＝6.2Hz，2H)；7.24-6.98(m，6H)；5.35(s，2H).MS：m/z 186(M+)。

实施例5

在150mL二氧六环中分别加入48.6g(300mmol，1eq)2-三氟甲基苯酚和6.38g(37.5mmol，0.125eq)硝酸银，然后在室温下滴加入24.8mL(21.9g，240mmol，0.8eq)叔丁基过氧化氢，30分钟滴完。滴加完毕后体系开始加热至80℃反应4小时。反应结束后，减压蒸馏除去二氧六环，残余物使用石油醚重结晶得36.2克2，2’-三氟甲基联苯二酚，产率75％。核磁共振氢谱(¹H NMR，300MHz，CDCl₃)δ7.88(d，J_o＝6.2Hz，2H)；7.48(d，J_o＝6.4Hz，2H)；7.01(m，2H)；5.45(s，2H).MS：m/z322(M+)。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims

1.一种制备2,2’-联苯二酚衍生物的方法，包括下述步骤：将邻位具有氢原子的酚类化合物A、金属催化剂和低极性溶剂混合；然后在室温下加入过氧化物；加入完毕后，将反应体系升温至75-85℃反应4-6小时；最后经过后处理得到2,2’-联苯二酚类化合物B；其中，所述邻位具有氢原子的酚类化合物A、金属催化剂和过氧化物的摩尔比为1：0.125-0.5：0.5-1.2；所述的金属催化剂为铁盐，所述的低极性溶剂为二氧六环或甲苯；

反应式如下所示：

所述的邻位具有氢原子的酚类化合物A的R¹和R²均为氢原子；

或者，所述的邻位具有氢原子的酚类化合物A的R¹和R²均为(C1-C9)烷基、(C1-C9)烷氧基、全氟代(C1-C3)烷基或全氟代(C1-C3)烷氧基；

或者，所述的邻位具有氢原子的酚类化合物A的R¹和R²中一个为氢原子，另一个为(C1-C9)烷基、(C1-C9)烷氧基、全氟代(C1-C3)烷基、全氟代(C1-C3)烷氧基或(C6-C10)芳基。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的过氧化物为(叔丁基)-O-O-R，所述R为氢或叔丁基。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的金属催化剂为三氯化铁或七水合硫酸亚铁。