CN102134182B - 一种水杨醇的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种规模化制备高纯度水杨醇的方法。所说方法包括：(1)采用硼氢化钠还原水杨醛的步骤；和(2)对步骤(1)所得物料进行分层萃取及蒸除有机溶剂的步骤；其特征在于，在pH值小于或等于6条件下，进行步骤(1)和/或(2)。按本发明所提供的方法所制得的水杨醇的纯度大于或等于99％(HPLC)。
Description
技术领域
本发明涉及一种水杨醇的制备方法，尤其涉及一种规模化制备高纯度水杨醇的方法。
背景技术
水杨醇(其结构如式I所示)是一种在化学工业，农业、医药领域有着广泛用途的化学品。在化学工业领域，尤其是精细化工领域，用作纺织印染助剂，如，织物抗静电剂等；在农业领域用作生产除草剂、棉花蔬菜杀虫剂-蔬果磷的中间体；在医药领域用作生产抗过敏、抗炎药物和治疗肝炎药物的中间体。水杨醇是酚醛树脂及其他高分子材料的单体，由其制得的耐热酚醛树脂可用作模塑料、摩擦材料、胶粘剂等。此外，水杨醇还可作为紫外线吸收剂，用于制造防晒化妆品。水杨醇天然存在于柳树皮、绣线菊属植物、鹿蹄草和桦树中，但是天然来源的水杨醇远远满足不了当今社会的需求，必须依靠化学合成的方法满足人类生活的要求。
化学合成水杨醇的方法有很多，较为典型的有两种，其一是：以苯酚为起始原料，如：杨小刚，邱国福，罗勇等人以苯酚、甲醛为原料，硼酸为催化剂合成水杨醇(杨小刚，邱国福，罗勇，水杨醇的合成工艺改进.中国医药工业杂志，2000，31(8)：382)；Kun Hu，Jin-HyunJeong等人以苯酚、甲醛、硝酸锌为原料在水中合成水杨醇，再用乙酸乙酯萃取反应液得到水杨醇(Kun Hu，Jin-Hyun Jeong，A convergent synthetic study of biologically active benzofuranderivatives.Arch Pharm Res，2006，29(6)：476)；Nagata Wataru，Okada Kyo，Aoki Tsutomu等人以苯酚、甲醛为原料，苯硼酸作为催化剂在丙酸中反应，生成的中间产物再与1，3-丙二醇反应得到水杨醇(Nagata Wataru，Okada Kyo，Aoki Tsutomu，Ortho-Specificα-Hydroxyalkylation ofPhenols with Aldehydes An Efficient Synthesis of Saligenol Derivatives.Synthesis 1979，365)采用上述方法合成水杨醇，反应往往是在水介质中进行，步骤较多，工序冗长，反应结束后由于水杨醇溶解在水中，需要采用有机溶剂(如乙酸乙酯)萃取反应液才能得到水杨醇。在此过程中，不可避免地产生大量的废水，还要消耗大量的有机溶剂，因此采用这种方法生产水杨醇对环境不友好。
其二是：以水杨醛为起始原料，如：M.R.Naimi-Jamal，J.Mokhtari，Mohammad G.Dekamin等人在有机溶剂中用硼氢化钠将水杨醛还原为水杨醇(M.R.Naimi-Jamal，J.Mokhtari，Mohammad G.Dekamin，Fast and Efficient Method for Quantitative Reduction of CarbonylCompounds by NaBH4 under Solvent-Free Conditions.Proceedings of the International ElectronicConference on Synthetic Organic Chemistry，11th，Nov.2007)。又如：Jaroslav Málek在有机溶剂中用氢化锂铝将水杨醛还原为水杨醇(Jaroslav Málek，Reductions by Metal AlkoxyaluminumHydrides.Organic reaction.1985，vol.34)。这种用还原剂还原水杨醛制水杨醇的方法，反应比较简单。但在实践中发现：该制备方法存在的主要缺陷是，易产生副产物-水杨醇的自聚物(尤其是在大批量规模化制备时)，且水杨醇与其自聚物的分离非常困难。
鉴于此，提供一种规模化制备高纯度水杨醇的方法就成为本发明需要解决的技术问题。
发明内容
本发明目的在于，提供一种规模化制备高纯度水杨醇的方法，克服现有技术中存在的缺陷。
本发明的发明人经研究发现：当采用硼氢化钠还原水杨醛制备水杨醇时，在整个还原反应中和/或后处理(分层萃取和蒸除有机溶剂)过程中，物料的pH值需控制在小于或等于6，如此，可减少水杨醇自聚物的产生(尤其是在大批量规模化制备时)，从而提高产品(水杨醇)的纯度。据此，本发明提供如下制备方法：
一种规模化制备高纯度水杨醇的方法，其包括：
(1)采用硼氢化钠还原水杨醛的步骤；和
(2)对步骤(1)所得物料进行分层萃取及蒸除有机溶剂的步骤；
其特征在于，在pH值小于或等于6条件下，进行步骤(1)和/或(2)。
按上述制备方法所制得的水杨醇的纯度大于或等于99％(HPLC)。
附图说明
图1.由实施例1制得产物的HPLC图谱；
图2.由对照例1制得产物的HPLC图谱；
图3.由对照例2制得产物的HPLC图谱。
具体实施方式
在本发明一个优选的技术方案中，采用与水不互溶的有机溶剂(如(但限于)：苯、乙醚、氯仿、异丙醚、甲基叔丁醚或甲基异丁基酮等)作为步骤(1)中硼氢化钠还原水杨醛的反应溶剂，本发明推荐使用异丙醚或甲基叔丁醚作为硼氢化钠还原水杨醛的反应溶剂；
在本发明另一个优选的技术方案中，步骤(1)中硼氢化钠还原水杨醛的反应温度不高10℃，更优选的反应温度为0℃～10℃，最佳为0℃～5℃；
在本发明又一个优选的技术方案中，步骤(1)中硼氢化钠还原水杨醛的反应在pH值为4～5条件下进行。
综上所述，本发明所述的规模化制备高纯度水杨醇的方法，其包括如下步骤：
(1)将水杨醛(邻羟基苯甲醛)溶解在与水不互溶的有机溶剂(如(但限于)：苯、乙醚、氯仿、异丙醚、甲基叔丁醚或甲基异丁基酮等)中，同时，在反应体系中添加由乙酸和乙酸钠组成的缓冲液，使反应物料的pH值为4～5，在0℃～5℃条件下，加入硼氢化钠，使水杨醛与硼氢化钠的摩尔比为1.00∶(0.25～1.00)(优选的摩尔比为1.0∶0.5)，在温度不高于5℃状态保持1小时～5小时(优选2小时～3小时)，得由有机相和水相组成的混合物料；
(2)在温度不高于10℃(优选0℃～5℃)的条件下，采用5％(质量百分数)盐酸调节由步骤(1)所得混合物料的pH值为5～6，然后将该混合物料转移到分离器中，静置，分出下层的水相，水相用反应溶剂(如(但限于)：苯、乙醚、氯仿、异丙醚、甲基叔丁醚或甲基异丁基酮等)萃取，合并有机相，将其转移到蒸馏釜中进行减压蒸馏蒸出反应溶剂(可循环利用)，当4/5的反应溶剂被蒸出时，停止蒸馏，将残余物转移到真空干燥器内，干燥后即得目标物(水杨醇)。
以下通过实施例对本发明作详细的说明，其目的仅在于更好理解本发明的内容而非限制本发明的保护范围。
实施例1
在1000L反应釜中，加入甲基叔丁醚(工业品，宁波勤益化工有限公司，纯度99％)300公斤，搅拌下加入水杨醛(工业品，济南鲁利化工有限公司生产，纯度99％)61.3公斤(0.5kmol)，待其溶解后，在反应釜的夹套内通入冰/盐水使反应物的温度降低到0-5℃，将15公斤5％(质量百分数)乙酸/乙酸钠水溶液滴加入物料中使物料的pH＝4-5，分批加入硼氢化钠(工业品，上海申宇医药化工有限公司生产，纯度99％)9公斤(0.25kmol)，每隔10分钟加1公斤，控制温度不高于5℃。加毕，维持0-5℃反应3小时。HPLC分析表明水杨醛已经完全被作用。控制温度不超过10℃，加水稀释反应物，用5％(质量百分数)盐酸调节pH＝6，然后将物料转移到锥型分离器中，静置分层，水层用甲基叔丁醚300公斤萃取，合并有机层并将其转移到1000L蒸馏釜中进行减压蒸馏，在蒸馏釜夹套内通入40-45℃的水，蒸馏釜内真空度为10-15mmHg，蒸出的甲基叔丁醚循环利用，当4/5的甲基叔丁醚被蒸出时，停止蒸馏，将残余物转移到真空转鼓干燥器内使物料干燥，得水杨醇57.5公斤(0.46kmol)，mp＝86-87℃，HPLC分析测得其纯度99％(保留时间t＝2.94min)，详见图1，收率92％。
13C NMR(CDCl3)，σ＝64.3，116.4，120.2，124.9，128，129.5，155.8，
1H NMR(CDCl3)σ＝4.79(s，2H)，6.66～7.02(m，4H)，Mass(z/m)124(30％)，106(50％)，78(100％)。
实施例2
在1000L反应釜中，加入异丙醚(工业品，山东新锐达化工有限公司，纯度99％)300公斤，搅拌下加入水杨醛61.3公斤(0.5kmol)，待其溶解后，在反应釜的夹套内通入冰/盐水使反应物的温度降低到0-5℃，滴加15公斤5％(质量百分数)乙酸/乙酸钠水溶液滴加入物料中使反应物料的pH＝4-5，分批加硼氢化钠9公斤(0.25kmol)，每隔10分钟加1公斤，控制温度不高于5℃，反应2.5～3小时，HPLC分析表明水杨醛已经完全被作用。控制温度不超过10℃加水稀释反应物，用5％(质量百分数)盐酸调节pH＝6。将物料转移到锥型分离器中，静置分层，水层用异丙醚300公斤萃取，合并有机层并将其转移到1000L蒸馏釜中进行减压蒸馏，在蒸馏釜夹套内通入40-45℃的水，蒸馏釜内真空度为10-15mmHg，蒸出的异丙醚可循环利用，当4/5的异丙醚被蒸出时，停止蒸馏，将残余物转移到真空转鼓干燥器内使物料干燥，得水杨醇55公斤(0.44kmol)，mp＝86-87℃，HPLC测得其纯度99％，收率88％。
对照例1
在1000L反应釜中，加入异丙醚300公斤，搅拌下加入水杨醛61.3公斤(0.5kmol)，待其溶解后，在反应釜的夹套内通入冰/盐水使反应物的温度降低到0-5℃，分批加硼氢化钠9公斤(0.25kmol)，每隔10分钟加1公斤，控制温度不高于5℃。加毕，维持0-5℃反应2.5～3小时，HPLC分析表明水杨醛已经完全被作用。控制温度不超过10℃，加水稀释反应物，用5％(质量百分数)盐酸调节pH＝6。将物料转移到锥型分离器中，静置分层，水层用异丙醚300公斤萃取，合并有机层并将其转移到1000L蒸馏釜中进行减压蒸馏，在蒸馏釜夹套内通入40-45℃的水，蒸馏釜内真空度为10-15mmHg，蒸出的异丙醚可循环利用，当4/5的异丙醚被蒸出时，停止蒸馏，将残余物转移到真空转鼓干燥器内使物料干燥，得略有粘性的物料56公斤，熔点80-86℃，HPLC测得水杨醇纯度88％(保留时间t＝2.94min)，含有少量的水杨醇聚合物，详见图2。
对照例2
在1000L反应釜中，加入异丙醚300公斤，搅拌下加入水杨醛61.3公斤(0.5kmol)，待其溶解后，在反应釜的夹套内通入冰/盐水使反应物的温度降低到0-5℃，分批加硼氢化钠9公斤(0.25kmol)，每隔10分钟加1公斤，控制温度不高于5℃。加毕，维持0-5℃反应2.5～3小时，HPLC分析表明水杨醛已经完全被作用。控制温度不超过10℃，加水稀释反应物，将物料转移到锥型分离器中，静置分层，水层用异丙醚300公斤萃取，合并有机层并将其转移到1000L蒸馏釜中进行减压蒸馏，在蒸馏釜夹套内通入40-45℃的水，蒸馏釜内真空度为10-15mmHg，蒸出的异丙醚可循环利用，当4/5的异丙醚被蒸出时，停止蒸馏，将残余物转移到真空转鼓干燥器内使物料干燥，得略有粘性的物料58公斤，没有明显熔点，HPLC测得水杨醇纯度仅45％(保留时间t＝2.99min)，其余为其不同聚合度的聚合物，详见图3。
Claims (7)
1.一种规模化制备高纯度水杨醇的方法，其包括：
(1)采用硼氢化钠还原水杨醛的步骤；和
(2)对步骤(1)所得物料进行分层萃取及蒸除有机溶剂的步骤；
其特征在于，在pH值小于或等于6条件下，进行步骤(1)和/或(2)，其中硼氢化钠还原水杨醛在0℃～10℃的条件下进行。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，其中，在pH值为4～5条件下进行步骤(1)。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，其中，在pH值为5～6条件下进行步骤(2)。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，其中，硼氢化钠还原水杨醛所用的反应溶剂是与水不互溶的有机溶剂。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，其中所述有机溶剂是苯、乙醚、氯仿、异丙醚、甲基叔丁醚或甲基异丁基酮。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，其中，硼氢化钠还原水杨醛在0℃～5℃的条件下进行。
7.如权利要求1～6中任意一项所述的方法，其特征在于，所述的方法包括如下步骤：
(1)将水杨醛溶解在异丙醚或甲基叔丁醚中，同时，在反应体系中添加由乙酸和乙酸钠组成的缓冲液，使反应物料的pH值为4～5，在0℃～5℃条件下，加入硼氢化钠，使水杨醛与硼氢化钠的摩尔比为1.00∶(0.25～1.00)，在温度不高于5℃状态保持1小时～5小时，得由有机相和水相组成的混合物料；
(2)在0℃～5℃的条件下，采用质量百分浓度为5wt％的盐酸调节由步骤(1)所得混合物料的pH值为5～6，然后将该混合物料转移到分离器中，静置，分出下层的水相，水相用异丙醚或甲基叔丁醚萃取，合并有机相，将其转移到蒸馏釜中进行减压蒸馏蒸出异丙醚或甲基叔丁醚，当4/5的异丙醚或甲基叔丁醚被蒸出时，停止蒸馏，将残余物转移到真空干燥器内，干燥后即得目标物。
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