CN102850193A - 一种蒽类化合物的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种蒽类化合物的制备方法,包括如下步骤:(1)以邻苯二甲酸酐和对苯二酚为原料,用硼酸为催化剂合成1,4-羟基蒽醌;(2)1,4-羟基蒽醌烷基化,所述的烷基为-CnH2n+1,n=1-3;(3)烷基化后,用Zn/HAc还原得到荧光剂1,4-二烷氧基蒽。本发明采用硼酸、Zn和HAc作催化剂,反应易控制。
Description
技术领域
本发明涉及化学领域,具体涉及一种蒽类防伪荧光剂的制备方法。
背景技术
蒽醌(Anthraquinone,化学式:C14H8O2),是一种醌类化学物。蒽醌的复合物有天然存在的,也可人工合成。化学合成法有:(1)蒽的氧化;(2)苯与邻苯二甲酸酐在氯化铝存在下发生傅-克反应。先生成邻(苯甲酰基)苯甲酸,然后环化生成蒽醌;(3)萘醌与1,3-二烯发生狄尔斯-阿尔德反应然后氧化;(4)对苯醌与1,3-环己二烯发生环加成反应,产物经氧化后,在加热时发生逆狄尔斯-阿尔德反应放出乙烯,生成蒽醌(Rickert-Alder反应)。
其中,方法(2)以无水三氯化铝为催化剂,反应过程要求绝对无水且有大量的黄烟生成,反应难于控制。
发明内容
本发明要解决的问题是提供一条操作简单、生产安全、成本较低、结构稳定的蒽类化合物的制备方法。
本发明采取的技术路线如下:
一种蒽类化合物的制备方法,包括如下步骤:
(1)以邻苯二甲酸酐和对苯二酚为原料,用硼酸为催化剂合成1,4-羟基蒽醌;
(2)1,4-羟基蒽醌烷基化,使两个羟基转变为烷氧基,所述的烷基为-CnH2n+1,n=1-3;
(3)烷基化后,用Zn/HAc还原得到荧光剂1,4-二烷氧基蒽。
一种蒽类化合物的制备方法,该蒽类化合物的通式为
步骤(1) 步骤(2) 步骤(3)
RI中,R为-CnH2n+1,n=1-3,I为SO4 2-、Cl-、I-或Br-。
更佳地,R为-CH3,I为SO4 2-或I-。
较佳地,步骤(1)中,反应温度为165-180℃,时间1-3小时。
较佳地,步骤(2)中,反应温度为20℃-30℃,反应时间20-30小时。
较佳地,步骤(3)中,反应温度为120-150℃,反应时间20-30小时。
较佳地,按g/ml比,所述的Zn和HAc的比例为1∶15-20。
一种蒽类化合物,其具有如下的结构式,
该蒽类化合物可以作为荧光剂使用。尤其是R为-CH3时,为1,4-二甲氧基蒽,该化合物在紫外光下会发出非常强的荧光,是一种较好的荧光剂,可作为防伪标识使用。
本发明合成蒽醌方法简单、易纯化、产率高(可达到80%以上)。且本发明采用硼酸取代现有的三氯化铝作催化剂,反应易控制;之后在步骤(3)中再采用Zn和HAc作催化剂,该反应也易控制。从而大大降低了制备难度。
具体实施方式
实施例1
1,4-二羟基-9,10-蒽醌的合成
在250ml四口瓶中依次加入44.4g邻苯二甲酸酐(0.3mol),11g对苯二酚(0.1mol),15.5g硼酸(0.25mol),54ml浓硫酸(1mol),机械搅拌,置于165℃油浴中反应一小时,然后升温至180℃,反应半小时,将此热溶液于搅拌下倒入250ml水中,冷却,抽滤,滤饼用5%的碳酸氢钠溶液中和至无气泡,再抽滤,用无水乙醇重结晶,得深红色结晶18.6g,产率77.5%。Mp.200-201℃。1H NMR(CDCl3):δ12.93(s,2H),8.35-8.38(m,2H),7.84-7.87(m,2H),7.33(s,2H)。IR,σ/cm-1:3462,2929,1772,1623,1577,1244,1086,963,917,876,784,691。
1,4-二甲氧基-9,10-蒽醌的合成
在250ml四口烧瓶中加入3g(12.5mmol)1,4-二羟基-9,10-蒽醌,30ml四氢呋喃和9ml水加入0.5gTBAB搅拌溶解后,再向其中滴加8g50%的氢氧化钾溶液,溶液变蓝紫色,保持温度在20℃-30℃之间,10分钟滴加完,继续搅拌20分钟,滴加CH3I16ml(125mmol),30分钟滴加完后再搅拌24小时,反应完毕后倒入100ml 2%的NaOH溶液中,过滤,干燥,得2.3g黄色固体,产率68.7%。Mp.162-165℃。1H NMR(CDCl3):δ8.15-8.19(m,2H),7.69-7.74(m,2H),7.35(s,2H),4.00(s,6H).IR,σ/cm-1:2996,1680,1567,1250,1183,1045,973,814,732。
1,4-二甲氧基蒽的合成
在125ml单口烧瓶中加入3g(11mmol)1,4-二甲氧基-9,10-蒽醌,50ml冰醋酸和3g超细锌粉,加热回流1天,冷却,蒸出冰醋酸,用柱色谱分离,得黄绿色固体1.72g,产率64.7%。Mp.126-127℃。1H NMR(CDCl3)δ:8.69-8.81(m,2H),7.98-8.06(m,2H),7.42-7.53(m,2H),6.65(s,2H),4.04(s,6H).13C NMR(CDCl3)δ:149,131,128.,126,120,107,100,55。IR σ/cm-1:3435,3005,2956,1627,1579,1258,1210,963,891,800,749,723。
实施例2
1,4-二羟基-9,10-蒽醌的合成
同实施例1
1,4-二甲氧基-9,10-蒽醌的合成
在250ml四口烧瓶中加入3g(12.5mmol)1,4-二羟基-9,10-蒽醌,30ml四氢呋喃和9ml水加入0.5gTBAB搅拌溶解后,再向其中滴加8g50%的氢氧化钾溶液,溶液变蓝紫色,保持温度在20℃-30℃之间,10分钟滴加完,继续搅拌25分钟,滴加(CH3)2SO48ml(125mmol),30分钟滴加完后再搅拌24小时,反应完毕后倒入100ml 2%的NaOH溶液中,过滤,干燥,得黄色固体,产率67.87%。
1,4-二甲氧基蒽的合成
在125ml单口烧瓶中加入3g(11mmol)1,4-二甲氧基-9,10-蒽醌,45ml冰醋酸和3g超细锌粉,加热回流1天,冷却,蒸出冰醋酸,用柱色谱分离,得黄绿色固体,产率65.6%。
实施例3
1,4-二羟基-9,10-蒽醌的合成
同实施例1。
1,4-二甲氧基-9,10-蒽醌的合成
在250ml四口烧瓶中加入3g(12.5mmol)1,4-二羟基-9,10-蒽醌,30ml四氢呋喃和9ml水加入0.5gTBAB搅拌溶解后,再向其中滴加8g50%的氢氧化钾溶液,溶液变蓝紫色,保持温度在20℃-30℃之间,10分钟滴加完,继续搅拌20分钟,滴加CH3Cl16ml(125mmol),30分钟滴加完后再搅拌24小时,反应完毕后倒入100ml 2%的NaOH溶液中,过滤,干燥,得黄色固体,产率69.2%。
1,4-二甲氧基蒽的合成
在125ml单口烧瓶中加入3g(11mmol)1,4-二甲氧基-9,10-蒽醌,60ml冰醋酸和3g超细锌粉,加热回流1天,冷却,蒸出冰醋酸,用柱色谱分离,得黄绿色固体,产率64.19%。
实施例4
1,4-二羟基-9,10-蒽醌的合成
同实施例1。
1,4-二乙氧基-9,10-蒽醌的合成
在250ml四口烧瓶中加入3g(12.5mmol)1,4-二羟基-9,10-蒽醌,30ml四氢呋喃和9ml水加入0.5gTBAB搅拌溶解后,再向其中滴加8g50%的氢氧化钾溶液,溶液变蓝紫色,保持温度在20℃-30℃之间,10分钟滴加完,继续搅拌20分钟,滴加CH3CH2Cl16ml(125mmol),30分钟滴加完后再搅拌24小时,反应完毕后倒入100ml 2%的NaOH溶液中,过滤,干燥,得黄色固体,产率66.45%。
1,4-二乙氧基蒽的合成
在125ml单口烧瓶中加入3g(11mmol)1,4-二乙氧基-9,10-蒽醌,60ml冰醋酸和3g超细锌粉,加热回流1天,冷却,蒸出冰醋酸,用柱色谱分离,得黄绿色固体g,产率63.7%。
实施例5
1,4-二羟基-9,10-蒽醌的合成
同实施例1。
1,4-二丙氧基-9,10-蒽醌的合成
在250ml四口烧瓶中加入3g(12.5mmol)1,4-二羟基-9,10-蒽醌,30ml四氢呋喃和9ml水加入0.5gTBAB搅拌溶解后,再向其中滴加8g50%的氢氧化钾溶液,溶液变蓝紫色,保持温度在20℃-30℃之间,10分钟滴加完,继续搅拌20分钟,滴加CH3CH3CH2Br16ml(125mmol),30分钟滴加完后再搅拌24小时,反应完毕后倒入100ml 2%的NaOH溶液中,过滤,干燥,得黄色固体,产率65.42%。
1,4-二丙氧基蒽的合成
在125ml单口烧瓶中加入3g(11mmol)l,4-二丙氧基-9,10-蒽醌,60ml冰醋酸和3g超细锌粉,加热回流1天,冷却,蒸出冰醋酸,用柱色谱分离,得黄绿色固体,产率62.2%。
Claims (9)
1.一种蒽类化合物的制备方法,包括如下步骤:
(1)以邻苯二甲酸酐和对苯二酚为原料,用硼酸为催化剂合成1,4-羟基蒽醌;
(2)1,4-羟基蒽醌烷基化,使两个羟基转变为烷氧基,所述的烷基为-CnH2n+1,n=1-3;
(3)烷基化后,用Zn/HAc还原得到荧光剂1,4-二烷氧基蒽。
3.如权利要求2所述的一种蒽类化合物的制备方法,其特征在于:R为CH3,I为SO4 2-。
4.如权利要求2所述的一种蒽类化合物的制备方法,其特征在于:步骤(1)中,反应温度为165-180℃,时间1-3小时。
5.如权利要求2所述的一种蒽类化合物的制备方法,其特征在于:步骤(2)中,反应温度为20℃-30℃,反应时间20-30小时。
6.如权利要求2所述的一种蒽类化合物的制备方法,其特征在于:步骤(3)中,反应温度为120-150℃,反应时间20-30小时。
7.如权利要求2所述的一种蒽类化合物的制备方法,其特征在于:按g/ml比,所述的Zn和HAc的比例为1∶15-20。
8.一种蒽类化合物,其特征在于:其具有如下的结构式,
其中,R为-CnH2n+1,n=1-3。
9.如权利要求8所述的蒽类化合物的用途,其特征在于:该蒽类化合物作为荧光剂使用。
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Cited By (2)
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TWI466861B (zh) * | 2013-04-02 | 2015-01-01 | Nat Univ Kaohsiung | 蒽寡聚分子合成方法及其蒽寡聚物 |
CN112939758A (zh) * | 2021-02-08 | 2021-06-11 | 大连天源基化学有限公司 | 一种有机光学材料的制备方法 |
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