CN102093189A - 一种邻羟基苯乙酮和对羟基苯乙酮的制备方法 - Google Patents

一种邻羟基苯乙酮和对羟基苯乙酮的制备方法 Download PDF

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本发明公开了一种邻羟基苯乙酮和对羟基苯乙酮的制备方法，它包括如下步骤：将苯酚和醋酸酐反应得到的乙酸苯酚酯，再将乙酸苯酚酯加入Lewis酸，得到的产物采用冰盐酸进行水解，静置法分离出有机层，将有机层冷冻、过滤后，得到的滤饼用水重结晶、活性炭脱色得到对羟基苯乙酮，将有机层冷冻、过滤后所得到的滤液经水蒸汽蒸馏，经过减压精馏得邻羟基苯乙酮。本发明采用原料价格较低，实验条件温和，实验收率高，邻/对位产物比例可达到1.4∶1，有很好的推广应用价值。

Description

一种邻羟基苯乙酮和对羟基苯乙酮的制备方法
技术领域
本发明涉及一种邻羟基苯乙酮和对羟基苯乙酮的制备方法。
背景技术
邻羟基苯乙酮和对羟基苯乙酮是重要的医药和精细化工中间体，如邻羟基苯乙酮可用于Ia类抗心律失常药物盐酸普罗帕酮的合成，对羟基苯乙酮可用于扑热息痛及盐酸莱克多巴胺的合成等。
酯化反应及Fries重排反应是有机合成中的经典反应。以苯酚和醋酸酐为主要原料，通过酯化反应可方便的制备乙酸苯酚酯。在Lewis酸催化下，乙酸苯酚酯发生Fries重排反应生成邻羟基苯乙酮和对羟基苯乙酮。
以下是已有的几种制备对羟基苯乙酮和邻羟基苯乙酮的方法：
(1)传统方法
对羟基苯乙酮和邻羟基苯乙酮传统的制备方法采用两步法，即首先由苯酚酯化形成乙酸苯酚酯，然后在AlCl3催化下发生Fries重排反应而得。如郑州大学化学系卢会杰用苯酚和乙酸酐混合加热至回流分出乙酸，然后再蒸馏出乙酸苯酚酯，收率98％；氯苯为溶剂、无水三氯化铝为Lewis酸，60℃以下滴加乙酸苯酚酯，60～65℃反应2小时，经处理得对羟基苯乙酮和邻羟基苯乙酮，收率分别为69％和23％(参见《化学试剂》1993，15(4)：254)。该方法酯化反应需要加热，且重排产物邻位产物收率较低。
安阳大学化学工程系的王国喜以浓硫酸催化苯酚和乙酸酐的酯化反应，收率96％；以复合催化剂NaCl-AlCl3于240～250℃催化乙酸苯酚酯的Fries重排反应，反应时间10分钟，经处理得对羟基苯乙酮和邻羟基苯乙酮，收率分别为29％和42％(参见《郑州大学学报》2000，32(2)：89～90)。该法酯化反应条件温和，复合催化剂催化的反应时间短，重排产物邻位收率虽有所提高，但总收率较低。
(2)一步法制备
苯酚和乙酰氯在AlCl3催化下经一步反应得到31.5％的对羟基苯乙酮和68.5％的邻羟基苯乙酮，总产率为89％(参见DE 3108076)，该法所使用溶剂为氯苯，反应温度低，邻位产率较低，且总收率有待提高。
南京大学的黄良保、胡炜等以苯酚和乙酸酐为原料，以3～4摩尔的AlCl3为催化剂一步法制得对羟基苯乙酮和邻羟基苯乙酮，总收率90.2％，邻羟基苯乙酮的比例为80.5％(CN 1119639A)。该方法以氯苯或1，2-二氯乙烷为溶剂，反应温度60～90℃，但使用了大大过量的AlCl3，后处理复杂，环境污染严重。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种邻羟基苯乙酮和对羟基苯乙酮的制备方法。
本发明的技术方案是：一种邻羟基苯乙酮和对羟基苯乙酮的制备方法，它包括如下步骤：
(1)将苯酚和醋酸酐的物质的量之比为1∶1～1.1进行反应，采用蒸馏法分离产物，得到的乙酸苯酚酯；
(2)将步骤(1)中的乙酸苯酚酯加入Lewis酸，乙酸苯酚酯和Lewis酸的物质的量之比为1∶2～3，反应温度为160～170℃，得到的产物采用冰盐酸进行水解，静置法分离出有机层；
(3)将步骤(2)中有机层冷冻、过滤后，得到的滤饼用以水重结晶、活性炭脱色得到对羟基苯乙酮。
(4)将步骤(3)中有机层冷冻、过滤后所得到的滤液经水蒸汽蒸馏，经过减压精馏得邻羟基苯乙酮。
(5)将步骤(3)中有机层冷冻、过滤后所得到的滤液经水蒸汽蒸馏，水相冷却后，再以水重结晶、活性炭脱色得到对羟基苯乙酮。
所述步骤(1)中也可用催化剂浓硫酸。
所述步骤(2)中Lewis酸为无水三氯化铝或二氯化锌中的任意一种。
本发明的有益效果是：以浓硫酸催化苯酚和醋酸酐的酯化反应，不需额外提供热源，收率高，且可定量回收副产乙酸；采用无溶剂的Fries重排，无溶剂污染；采用冷冻法并辅以水蒸汽蒸馏法分离邻/对位产物；对羟基苯乙酮粗品的精制以水为溶剂，活性炭脱色；邻羟基苯乙酮粗品的精制采用减压精馏法；以水吸收Fries重排反应过程中产生的氯化氢气体；水解Fries重排产物产生的酸性废水经酸度调节可制得液体聚合氯化铝；本发明采用原料价格较低，实验条件温和，实验收率高，邻/对位产物比例可达到1.4∶1，有很好的推广应用价值。
具体实施方式
实施例1
(1)乙酚苯酚酯的制备
将9.1g苯酚和107g醋酸酐于烧瓶中混合均匀，置冷浴中，滴加1滴浓硫酸。振摇，降至室温后，常压下分馏出乙酸，再收集194～196℃馏份，得乙酚苯酚酯，收率98％(以苯酚计)。
(2)对羟基苯乙酮和邻羟基苯乙酮的制备
将74.8g三氯化铝和30.5g乙酸苯酚酯混合，以油浴缓慢加热至160℃，并保温反应2小时。冷至40～50℃时，加入冰盐酸溶液(220mL，3.2mol/L)水解，分出有机相，冷冻，过滤，得对羟基苯乙酮粗品。
滤液水蒸汽蒸馏，馏出液中分出的有机相经减压蒸馏得淡黄色油状液体邻羟基苯乙酮(16.3g，54％)。水蒸汽蒸馏剩余物冷却析出对羟基苯乙酮粗品。合并对羟基苯乙酮粗品，以水重结晶得白色针状结晶对羟基苯乙酮(11.3g，37％)(收率均以乙酸苯酚酯计)。
实施例2
(1)乙酚苯酚酯的制备
将94g苯酚与110g醋酐混台，加热回流30分钟后，分馏除去乙酸，收集194～196℃馏分，得乙酸苯酚酯，收率95％(以苯酚计)。
(2)对羟基苯乙酮和邻羟基苯乙酮的制备
将74.8g三氯化铝于80mL二硫化碳中，搅拌下控制滴加乙酸苯酚酯(68g)的速度，使体系保持微沸状态。滴加结束后水浴加热回流反应2小时，然后蒸除溶剂，以油浴加热，于175℃搅拌反应3小时。冷至室温后加入盐酸溶液(220mL，3.2mol/L)水解，分出有机相经水蒸汽蒸馏得邻羟基苯乙酮(24.5g，36％)。残余物室温下以乙醚萃取，萃取液冷至5℃后析出副产物，以水重结晶得对羟基苯乙酮(37.4g，55％)(收率均以乙酸苯酚酯计)。
实施例3
(1)乙酚苯酚酯的制备
将94g苯酚与110g醋酐混台，加热回流30分钟后，分馏除去乙酸，收集194～196℃馏分，得乙酸苯酚酯，收率95％(以苯酚计)。
(2)对羟基苯乙酮和邻羟基苯乙酮的制备
将60g氯化钠和136g粉状三氯化铝于瓶中混合均匀，加热至230℃，保持1小时。于200℃左右在30分钟内滴加100g乙酸苯酚酯，滴加完毕后于240℃反应10分钟。冷却至室温，加入盐酸溶液(300mL，10％)水解，水蒸汽蒸馏，馏出物用乙醚莘取，萃取液干燥回收乙醚后减压蒸馏，收集101～105℃/2KPa馏分，得邻羟基苯乙酮(42g，42％)。水蒸汽蒸馏残余物用沸水提取，除去溚状物，活性炭脱色，得对羟基苯乙酮(29g，29％)(收率均以乙酸苯酚酯计)。
实施例4
(1)乙酚苯酚酯的制备
将94g苯酚与110g醋酐混台，加热回流30分钟后，分馏除去乙酸，收集194～196℃馏分，得乙酸苯酚酯，收率95％(以苯酚计)。
(2)对羟基苯乙酮和邻羟基苯乙酮的制备
将60g氯化钠和136g粉状三氯化铝于瓶中混合均匀，加热至250℃，保持1小时。于200℃左右在30分钟内滴加100g乙酸苯酚酯，滴加完毕后于250℃反应10分钟。冷却至室温，加入盐酸溶液(300mL，10％)水解，水蒸汽蒸馏，馏出物用乙醚莘取，萃取液干燥回收乙醚后减压蒸馏，收集101～105℃/2KPa馏分，得邻羟基苯乙酮(42g，42％)。水蒸汽蒸馏残余物用沸水提取，除去溚状物，活性炭脱色，得对羟基苯乙酮(29g，29％)(收率均以乙酸苯酚酯计)。
实施例5
(1)乙酚苯酚酯的制备
将9.1g苯酚和107g醋酸酐于烧瓶中混合均匀，置冷浴中，滴加1滴浓硫酸。振摇，降至室温后，常压下分馏出乙酸，再收集194～196℃馏份，得乙酚苯酚酯，收率98％(以苯酚计)。
(2)对羟基苯乙酮和邻羟基苯乙酮的制备
将74.8g三氯化铝和30.5g乙酸苯酚酯混合，以油浴缓慢加热至170℃，并保温反应2小时。冷至50℃时，加入冰盐酸溶液(220mL，3.2mol/L)水解，分出有机相，冷冻，过滤，得对羟基苯乙酮粗品。
滤液水蒸汽蒸馏，馏出液中分出的有机相经减压蒸馏得淡黄色油状液体邻羟基苯乙酮(16.3g，54％)。水蒸汽蒸馏剩余物冷却析出对羟基苯乙酮粗品。合并对羟基苯乙酮粗品，以水重结晶得白色针状结晶对羟基苯乙酮(11.3g，37％)(收率均以乙酸苯酚酯计)。
实施例6
(1)乙酚苯酚酯的制备
将94g苯酚与110g醋酐混台，加热回流30分钟后，分馏除去乙酸，收集194～196℃馏分，得乙酸苯酚酯，收率95％(以苯酚计)。
(2)对羟基苯乙酮和邻羟基苯乙酮的制备
将74.8g二氯化锌于80mL二硫化碳中，搅拌下控制滴加乙酸苯酚酯(68g)的速度，使体系保持微沸状态。滴加结束后水浴加热回流反应2小时，然后蒸除溶剂，以油浴加热，于185℃搅拌反应3小时。冷至室温后加入盐酸溶液(220mL，3.2mol/L)水解，分出有机相经水蒸汽蒸馏得邻羟基苯乙酮(24.5g，36％)。残余物室温下以乙醚萃取，萃取液冷至5℃后析出副产物，以水重结晶得对羟基苯乙酮(37.4g，55％)(收率均以乙酸苯酚酯计)。
本发明的目的在于提供一种以苯酚和醋酸酐为主要原料，通过酯化反应和Fries重排反应合成邻羟基苯乙酮和对羟基苯乙酮的方法。
本发明合成邻羟基苯乙酮和对羟基苯乙酮的方法包括如下步骤：
(1)苯酚和醋酸酐在催化剂作用下发生酯化反应，生成乙酸苯酚酯；
(2)乙酸苯酚酯在三氯化铝作用下发生Fries重排反应生成邻羟基苯乙酮和对羟基苯乙酮。
本发明方法的化学反应式如下：
Figure G2009102273977D00071
本发明中涉及的乙酸苯酚酯Fries重排机理如下：
Figure G2009102273977D00072
以苯酚和醋酸酐为原料，配比为1∶1.05(摩尔比)，反应温度为室温，反应放热，待体系温度降至室温反应结束。先蒸馏出副产物乙酸，然后收集馏分得无色油状液体乙酸苯酚酯，收率98％。
邻羟基苯乙酮和对羟基苯乙酮的制备
以无水三氯化铝为Lewis酸，乙酸苯酚酯经Fries重排反应生成总收率为91％的邻羟基苯乙酮和对羟基苯乙酮，乙酸苯酚酯和无水三氯化铝配比为1∶2.5(摩尔比)，反应温度160～170℃。

Claims (3)

1.一种邻羟基苯乙酮和对羟基苯乙酮的制备方法，其特征在于它包括如下步骤：
(1)将苯酚和醋酸酐的物质的量之比为1∶1～1.1进行反应，采用蒸馏法分离产物，得到的乙酸苯酚酯；
(2)将步骤(1)中的乙酸苯酚酯加入Lewis酸，乙酸苯酚酯和Lewis酸的物质的量之比为1∶2～3，反应温度为160～170℃，得到的产物采用冰盐酸进行水解，静置法分离出有机层；
(3)将步骤(2)中有机层冷冻、过滤后，得到的滤饼用水重结晶、活性炭脱色得到对羟基苯乙酮。
(4)将步骤(3)中有机层冷冻、过滤后所得到的滤液经水蒸汽蒸馏，经过减压精馏得邻羟基苯乙酮。
(5)将步骤(3)中有机层冷冻、过滤后所得到的滤液经水蒸汽蒸馏，水相冷却后，再以水重结晶、活性炭脱色得到对羟基苯乙酮。
2.根据权利要求1所述的邻羟基苯乙酮和对羟基苯乙酮的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中也可用催化剂浓硫酸。
3.根据权利要求1所述的邻羟基苯乙酮和对羟基苯乙酮的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中Lewis酸为无水三氯化铝或二氯化锌中的任意一种。
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