CN103265391B - 一种多羟基酚类化合物的合成方法 - Google Patents

一种多羟基酚类化合物的合成方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种合成多羟基酚类化合物的方法，以带有羟基的芳醛衍生物为原料，在双相体系下以及弱碱和双氧水的作用下，经过Dakin氧化反应，温和、高效的制备多羟基酚类化合物。本发明合成方法简便，易于操作，转化率高，收率较高，合成过程中副产物只有无机盐及二氧化碳的生成，符合绿色化学的要求，温和高效，适合工业化生产。

Description

一种多羟基酚类化合物的合成方法
一、技术领域
本发明涉及一种有机化合物的制备方法，具体地说是一种多羟基酚类化合物的合成方法。
二、背景技术
多羟基酚类化合物是一类高附加值的化学品，他们广泛应用于制造农药、医药中间体，香精香料，印染，合成树脂，抗氧化剂，聚合抑制剂等，尤其是苯二酚类化合物，如儿茶酚（邻苯二酚）是工业上合成抗氧化剂4-叔丁基邻苯二酚的原料，以及药物盐酸肾上腺酮、杀虫剂残杀威与克百威的中间体；对苯二酚主要应用于照相的显影剂、染料、药物原料以及单体贮运过程添加的阻聚剂等。
制备多羟基酚类化合物，实验室方法主要通过Dakin氧化的方法制备，目前已报道主要合成多羟基酚类的方法有：
美国专利（US1994/5364983）报道多羟基酚类化合物的方法，以带羟基的芳醛为原料，在腈类的溶剂中，用强碱NaOH或不加碱及双氧水的共同作用下制备多羟基酚类化合物，不足之处是反应时间很长（48h），反应温度比较高(50℃)，而且溶剂必须是腈类化合物，条件相对苛刻，不利于大规模工业生产。
文献（synthetic commumcations,1999,29,3781-3791）报道用硼酸/双氧水体系，在催化量硫酸下氧化芳醛制备酚类化合物，不足之处是该体系需要5倍当量的硼酸，需要加热(60℃)，反应时间相对比较长（24h）。
文献(Tetrahedron,2005,61,1821–1825)报道用甲基三氧化铼(MTO)在离子液中催化的Dakin反应制备多羟基酚类化合物，而该反应的不足之处是有副产物芳酸的产生，而且使用很昂贵的离子液作为溶剂，不易工业化生产。
文献（Org.Lett.2012,14,2806.）报道用黄素模型物作为有机小分子催化的Dakin氧化制备多羟基酚类化合物，不足之处是该反应在当量的碱存在下必须使用小分子催化剂，同时催化剂的制备路线复杂、原料昂贵，也没有研究催化剂重复使用性。
三、发明内容
本发明旨在提供一种多羟基酚类化合物的合成方法，本发明方法操作简便，收率高，且无副产物生成，适宜工业化生产。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：
本发明多羟基酚类化合物的合成方法，其特征在于：
将带羟基的芳醛衍生物溶于双相溶剂中，随后加入弱碱和双氧水，于-10～60℃反应20-200min；反应结束后向反应液中加入乙酸乙酯，然后用饱和亚硫酸钠溶液洗涤除去过氧化物，分离有机相，水相再用乙酸乙酯萃取，合并有机相，再用无水硫酸钠干燥，过滤，旋蒸除去溶剂后即得目标产物。
所述带羟基的芳醛衍生物的结构通式按如下通式Ⅰ表达：
I；
通式Ⅰ中R1、R2、R3、R4独立代表-H、1-15个碳原子的烷基、6-14个碳原子的芳基、1-8个碳原子的烷氧基、7-18个碳原子的芳烷基、6-10个碳原子的卤代芳基、环状烷基、取代的环状烷基、酯基、酮基、烯基、氰基、卤素、羟基、杂环基团、氨基或酰胺基；
所述双相溶剂为有机溶剂和水按体积比20-1：1组成的混合溶剂；
所述弱碱选自碱金属的碳酸氢盐、碱土金属的碳酸氢盐、碱土金属的碳酸盐中的一种或几种，所述弱碱的摩尔量为所述带羟基的芳醛衍生物摩尔量的0.5-2倍；
所述双氧水中H2O2的摩尔量为所述带羟基的芳醛衍生物摩尔量的0.8-5倍。
本发明多羟基酚类化合物的结构通式按如下通式Ⅱ表达：
II。
通式Ⅰ中R1、R2、R3、R4进一步优选独立代表-H、-F、-Cl、-Br、羟基、1-4个碳原子的烷基、1-4个碳原子的烷氧基或6个碳原子的芳基。
所述带羟基的芳醛衍生物优选为2-羟基苯甲醛衍生物或4-羟基苯甲醛衍生物，即至少有一个羟基与芳醛的醛基处于邻位或对位。
所述弱碱进一步优选选自碳酸氢钠、碳酸氢钾、碳酸氢锂、碳酸氢镁、碳酸氢钙、碳酸氢钡中的一种或几种；所述弱碱的摩尔量为所述带羟基的芳醛衍生物摩尔量的1-1.5倍。
所述双氧水的质量浓度为3%-90%，优选5%-60%，更优选10%-30%。
所述双氧水中H2O2的摩尔量为所述带羟基的芳醛衍生物摩尔量的0.8-2倍。
所述双氧水中H2O2的摩尔量优选为所述带羟基的芳醛衍生物摩尔量的1-1.5倍。
所述有机溶剂选自乙酸乙酯、甲酸乙酯、乙酸异丁酯、乙酸异丙酯、乙酸甲酯、乙酸丙酯、四氢呋喃、1,4-二氧六环、乙醚、苯甲醚、三丁甲基乙醚、乙腈、丙腈、苯甲腈、甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、丙酮、甲乙酮、二甲亚砜中的一种或几种。
所述双相溶剂的添加量为每毫摩尔的带羟基的芳醛衍生物加入双相溶剂0.5-5mL。
反应温度优选为20-30℃，反应时间优选为30-90min。
与已有技术相比，本发明的有益效果体现在：
本发明提供了一种由带羟基的芳醛衍生物为原料制备多羟基酚类化合物的方法，本发明方法反应条件温和、绿色，反应的效率、转化率很高，无副产物羟基芳酸、羟基芳酸酯的生成，产物分离简单高效，适合工业化生产。
四、附图说明
图1是邻苯二酚核磁共振氢谱图。
图2是邻苯二酚核磁共振碳谱图。
图3是对苯二酚核磁共振氢谱图。
图4是邻苯二酚核磁共振碳谱图。
图5是2-甲氧基对苯二酚核磁共振氢谱图。
图6是2-甲氧基对苯二酚核磁共振碳谱图。
五、具体实施方式
为了便于理解本发明，下面结合具体实施例对本发明实施过程作进一步说明，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。
实施例1：邻苯二酚的制备
在一个装有磁子的反应管中依次加入水杨醛（1mmol，122mg)、碳酸氢钠（1mmol，84mg)、乙酸乙酯（2mL）、水（1mL）和30%的双氧水溶液（1.1mmol，125μL），室温下搅拌反应，用薄层色谱检测反应直到原料转化完全，30min反应结束。反应完毕向反应液加入乙酸乙酯（5mL），然后用饱和亚硫酸钠溶液洗涤除去过氧化物，分离有机相，水相再用乙酸乙酯（5mL×3）萃取，合并有机相，并用无水硫酸钠干燥，过滤，旋蒸除去溶剂，得到邻苯二酚（104.6mg），收率95%。
实施例2：邻苯二酚的制备
在一个装有磁子的250mL烧瓶中依次加入水杨醛（100mmol，12.2g)、碳酸氢钠（100mmol，8.4g)、乙酸乙酯（100mL）、水（50mL）和30%的双氧水水溶液（110mmol，12.5mL），室温下搅拌反应，用薄层色谱检测反应直到原料转化完全，80min反应结束。反应完毕向反应液加入乙酸乙酯（50mL），然后用饱和亚硫酸钠溶液洗涤出去过氧化物，分离有机相，水相再用乙酸乙酯（50mL×3）萃取，合并有机相，并用无水硫酸钠干燥，过滤，旋蒸除去溶剂，得到邻苯二酚（10.1g），收率91%。
1H NMR(300MHz,CDCl3)δ6.84(dtd,J=6.3,5.2,3.8Hz,4H),5.26(s,2H).13C NMR(75MHz,CDCl3)δ143.53,121.28,115.53.
实施例3：对苯二酚的制备
在一个装有磁子的反应管中依次加入4-羟基苯甲醛（1mmol，122mg)、碳酸氢钠（1mmol，84mg)、乙酸乙酯（2mL）、水（1mL）和30%的双氧水水溶液（1.1mmol，125μL），室温下搅拌反应，用薄层色谱检测反应直到原料转化完全，50min反应结束。反应完毕向反应液加入乙酸乙酯（5mL），然后用饱和亚硫酸钠溶液洗涤出去过氧化物，分离有机相，水相再用乙酸乙酯（5mL×3）萃取，合并有机相，并用无水硫酸钠干燥，过滤，旋蒸除去溶剂，得到对苯二酚（102.4mg），该产品的收率93%。
1H NMR(300MHz,DMSO)δ8.58(s,2H),6.55(s,4H).13C NMR(75MHz,DMSO)δ150.20,116.11.
实施例4：2-甲氧基对苯二酚的制备
在一个装有磁子的反应管中依次加入香草醛（1mmol，152mg)、碳酸氢钠（1mmol，84mg)、乙酸乙酯（1mL）、水（0.5mL）和30%的双氧水水溶液（1.1mmol，125μL），室温下搅拌反应，用薄层色谱检测反应直到原料转化完全，40min反应结束。反应完毕向反应液加入乙酸乙酯（5mL），然后用饱和亚硫酸钠溶液洗涤出去过氧化物，分离有机相，水相再用乙酸乙酯（5mL×3）萃取，合并有机相，并用无水硫酸钠干燥，过滤，旋蒸除去溶剂，得到2-甲氧基对苯二酚（122.1mg），该产品的收率87%。
1H NMR(300MHz,CDCl3)δ6.76(d,J=8.5Hz,1H),6.45(d,J=2.6Hz,1H),6.31(dd,J=8.5,2.7Hz,1H),5.26(s,2H),3.84(s,3H).13C NMR(75MHz,CDCl3)δ149.24,147.09,139.51,114.42,106.90,99.81,55.91.
实施例5：2-甲氧基对苯二酚的制备
在一个装有磁子的反应管中依次加入香草醛（50mmol，7.6g)、碳酸氢钠（25mmol，2.1g)、乙酸乙酯（50mL）、水（25mL）和30%的双氧水水溶液（100mmol，11.4mL），在40℃下搅拌反应，用薄层色谱检测反应直到原料转化完全，60min反应结束。反应完毕向反应液加入乙酸乙酯（25mL），然后用饱和亚硫酸钠溶液洗涤出去过氧化物，分离有机相，水相再用乙酸乙酯（25mL×3）萃取，合并有机相，并用无水硫酸钠干燥，过滤，旋蒸除去溶剂，得到2-甲氧基对苯二酚（5.6g），该产品的收率80%。
综上所述，本发明提供了一种由带羟基的芳醛衍生物为原料制备多羟基酚类化合物的方法。本发明方法反应条件温和、绿色，反应的效率、转化率很高，无副产物羟基芳酸、羟基芳酸酯的生成，产物分离简单高效。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，也不因各实施例之间的前后次序对本发明造成任何限制，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种多羟基酚类化合物的合成方法，其特征在于：
将带羟基的芳醛衍生物溶于双相溶剂中，随后加入弱碱和双氧水，于20-30℃反应30-90min得到多羟基酚类化合物；
所述带羟基的芳醛衍生物的结构通式按如下通式Ⅰ表达：
通式Ⅰ中R1、R2、R3、R4独立代表-H、1-15个碳原子的烷基、6-14个碳原子的芳基、1-8个碳原子的烷氧基、7-18个碳原子的芳烷基、6-10个碳原子的卤代芳基、酯基、酮基、烯基、氰基、卤素、羟基、氨基或酰胺基；
所述双相溶剂为有机溶剂和水按体积比20-1：1组成的混合溶剂；所述有机溶剂选自乙酸乙酯、甲酸乙酯、乙酸异丁酯、乙酸异丙酯、乙酸甲酯、乙酸丙酯、乙醚、苯甲醚、三丁甲基乙醚中的一种或几种；
所述弱碱选自碱金属的碳酸氢盐、碱土金属的碳酸氢盐、碱土金属的碳酸盐中的一种或几种，所述弱碱的摩尔量为所述带羟基的芳醛衍生物摩尔量的0.5-2倍；
所述双氧水中H2O2的摩尔量为所述带羟基的芳醛衍生物摩尔量的0.8-5倍。
2.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于：
通式Ⅰ中R1、R2、R3、R4独立代表-H、-F、-Cl、-Br、羟基、1-4个碳原子的烷基、1-4个碳原子的烷氧基或6个碳原子的芳基。
3.根据权利要求1或2所述的合成方法，其特征在于：
所述带羟基的芳醛衍生物为2-羟基苯甲醛衍生物或4-羟基苯甲醛衍生物。
4.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于：
所述弱碱选自碳酸氢钠、碳酸氢钾、碳酸氢锂、碳酸氢镁、碳酸氢钙、碳酸氢钡中的一种或几种；所述弱碱的摩尔量为所述带羟基的芳醛衍生物摩尔量的1-1.5倍。
5.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于：
所述双氧水的质量浓度为3％-90％。
6.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于：
所述双氧水中H2O2的摩尔量为所述带羟基的芳醛衍生物摩尔量的0.8-2倍。
7.根据权利要求1或6所述的合成方法，其特征在于：
所述双氧水中H2O2的摩尔量为所述带羟基的芳醛衍生物摩尔量的1-1.5倍。
8.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于：
所述双相溶剂的添加量为每毫摩尔的带羟基的芳醛衍生物加入双相溶剂0.5-5mL。
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