CN103483153A - 一种反-4,4′-(1-溴苯基)-环己醇的制备方法 - Google Patents
一种反-4,4′-(1-溴苯基)-环己醇的制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种反-4,4′-(1-溴苯基)-环己醇的制备方法,本方法采用高选择性路易斯酸为催化剂,绿色环保的强氧化剂,以反式-1-(4-苯基-环己基)-乙酮和溴素为初始原料,经溴代、氧化、水解三步反应便得到产物反-4,4′-(1-溴苯基)-环己醇,中间氧化反应过程无需纯化,直接进行水解便可以合成反-4,4′-(1-溴苯基)-环己醇,得率76.5%,GC:99.5%。本发明催化剂选择性高,产品质量收率高,操作过程简单安全,生产周期短,原料成本较低,利于工业化生产。
Description
技术领域
本发明涉及一种反-4,4′-(1-溴苯基)-环己醇的制备方法,属于有机化合物制备技术领域。
背景技术
反-4,4′-(1-溴苯基)-环己醇在医药、功能材料、香料等方面具有广泛应用,是重要的有机合成中间体。反-4,4′-(1-溴苯基)-环己醇是研发的新型液晶材料重要中间体,它是在总结端基氰和氟的优缺点基础上引入端基溴,一方面可根据需要将-Br转换为-F,-CN等,另一方面,羟基经氧化为羰基,由于羰基的活性,各种末端基团的变化和反应很容易实现。
反-4,4′-(1-溴苯基)-环己醇是制备轻薄型高档液晶显示材料的重要中间体,这类液晶属于TFT-LCD类材料,具有高清亮点、低黏度的特性在化学稳定性,抗紫外线,热稳定性等方面也有显著的优点,目前,日本、美国等这一混配技术相对成熟,对合成反-4,4′-(1-溴苯基)-环己醇由相关的报告,在国内也有对此新型材料的相关报道,但是收率都低,不利于工业化生产,因此寻找合成反-4,4′-(1-溴苯基)-环己醇的方法具有重要的意义。
新型材料的相关报道专利JP60097925A与US4431564报道的合成方法,通常是以4-苯基环己醇为初始原料,依次经过酰化、硝化、氢化、重氮化、水解反应制得产物反-4,4′-(1-溴苯基)-环己醇。
该路线的缺陷:产品合成过程中,用到了乙酰氯,室温下易挥发,毒性大,人员在操作上存在安全隐患,在浓硫酸的条件下,进行硝化反应,反应的选择性差,纯度不高,重氮化反应对工艺要求条件高,大规模生产时会产 生大量剧毒的氮氧化合物气体,存在较大的安全隐患,且产品的纯度差,需要多次精制方可得到纯度较高的产品,且反应路线长,每一步都需要精制提纯,最终产品收率低,成本高,不利于工业化生产。
周勇等人发表的《4-(4′-溴苯基)环己酮的简捷合成方法》一文中公开了一种反-4,4′-(溴苯)-环己醇的合成方法,其中溴代反应采用催化剂ZnCl2,溶剂选为乙酸乙酯,酯化反应过程中氧化剂选为过硫酸铵。
该路线原料成本高,催化剂的选择性差,反应过程安全性不高,且单步的产品收率低,溴代反应产品收率为40%,最终产品的收率仅为20%,不利于大批量工业化生产。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种反-4,4′-(1-溴苯基)-环己醇的制备方法,本发明提供一种高选择性、高质量、高收率、低成本、工艺简单的合成反-4,4′-(1-溴苯基)-环己醇方法,此过程反应温和,合成工艺条件简单易操作,安全,产品质量收率高,能耗小,成本低,从而实现大规模工业化生产,以满足产业部门的需要。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下:一种一种反-4,4′-(1-溴苯基)-环己醇的制备方法,其特征在于,反应路线如下:
上述路线具体步骤如下:
a、溴代反应:室温,在氮气保护下,以反式-1-(4-苯基-环己基)-乙酮和溴素为原料,反式-1-(4-苯基-环己基)-乙酮和溴素的摩尔比为1:(1-2), 以二氯乙烷为溶剂在催化剂路易斯酸作用下反应合成化合物Ⅱ4-(4′-乙酰环己基)-溴苯,溴素滴加时间控制在1-3h,反应温度为-10-15℃,反应时间为3-5h,反应完毕后,将反应液倒入溶有NaOH的冰水中水解,分液,得有机相水洗至pH=7后,脱溶剂得化合物Ⅱ4-(4′-乙酰环己基)-溴苯,
其中,所述路易斯酸为氯化铝、氯化铁、三氟化硼、氯化铯、氯化镧、三氟甲磺酸盐中的一种或任选几种的混合物;
b、氧化反应:室温,在氮气保护下,以a得到的化合物Ⅱ4-(4′-乙酰环己基)-溴苯为原料,以冰醋酸为溶剂,在氧化剂和质子酸的作用下制备化合物Ⅲ反-4-(4′-乙酰氧基环己基)-溴苯,反应温度为15-30℃,反应4h,反应液倒入水中,甲苯萃取,有机相水洗至pH=7,得到化合物Ⅲ反-4-(4′-乙酰氧基环己基)-溴苯的甲苯溶液,
其中,所述氧化剂为浓度为30-60%的双氧水、浓度为18-23%的过氧乙酸、过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸铵中的一种,所述质子酸为浓度为40-60%的磷酸、浓度为20-30%的盐酸、浓度为40-60%的硫酸中的一种;
c、水解反应:室温,在氮气保护下,以b得到的反-4-(4′-乙酰氧基环己基)-溴苯的甲苯溶液为原料,在碱性条件下20-25℃保温反应3h,将反应液倒入水中,有机相水洗至pH=7后,脱溶剂得粗品,精制后得反-4,4′-(1-溴苯基)-环己醇。
在上述技术方案的基础上,本发明还可以做如下改进。
进一步,在a中,所述反式-1-(4-苯基-环己基)-乙酮和溴素的摩尔比为1:1.5,反应温度为-5-10℃。
进一步,在a中,所述路易斯酸为氯化铝与氯化铁的混合物,所述反式-1-(4-苯基-环己基)-乙酮、氯化铝和氯化铁的摩尔比为1:(1-1.5):(0.2-0.5)。
进一步,在a中,所述反式-1-(4-苯基-环己基)-乙酮、氯化铝和氯化 铁的摩尔比为1:1:0.3。
进一步,在b中,所述氧化剂为浓度35%的双氧水;所述质子酸为浓度45%的硫酸。
进一步,在b中,所述4-(4′-乙酰环己基)-溴苯和35%的双氧水的摩尔比为1:(4-8);所述4-(4′-乙酰环己基)-溴苯和45%的硫酸的摩尔比为1:(1-2.5)。
进一步,在b中,所述4-(4′-乙酰环己基)-溴苯和35%的双氧水的摩尔比为4.5;所述4-(4′-乙酰环己基)-溴苯和45%的硫酸的摩尔比为1:2。
进一步,在b中,所述反应温度为20-25℃。
进一步,在a、b、c中,所述室温为20-30℃,所述氮气通入的流速为20-30ml/min。
本发明的有益效果是:
本方法采用高选择性路易斯酸为催化剂,绿色环保的强氧化剂,以1-(4-苯基-环己基)-乙酮和溴素为初始原料,经溴代、氧化、水解三步反应便得到产物反-4,4′-(1-溴苯基)-环己醇,中间氧化反应过程无需分离纯化,直接进行水解便可以合成反-4,4′-(1-溴苯基)-环己醇,此过程催化剂的选择性高、氧化剂绿色环保,产品的质量收率高,合成工艺条件简单易操作,安全,产品易于纯化,能耗小,成本低,克服了现有的技术中存在的高成本、高能耗、安全系数低难以工业化生产的缺陷,从而实现大规模工业化生产,以满足产业部门的需要。
具体实施方式
以下对本发明的原理和特征进行描述,所举实例只用于解释本发明,并非用于限定本发明的范围。
实施例1
在20-30℃氮气(30ml/min)保护下,向2L三口烧瓶投入反式-1-(4-苯基-环己基)-乙酮(0.8mol,161.6g)、三氯化铝(0.8mol,106.8g)、三氯化铁(0.24mol,38.9g)、二氯乙烷(1100g)。搅拌,降温至2℃后,滴加溴素(1.2mol,192g),控温-5-10℃。滴加过程中,通氮气(30ml/min)将反应产生的溴化氢排至尾气吸收系统中。1~3h滴毕后,于-5-10℃保温2h,保温毕,将反应液倒入溶有NaOH(0.5mol,20g)的冰水中水解。分液后,得有机相水洗至pH=7后脱溶剂得230.3g粗品,GC:85.0%,精制得175.5gⅡ,GC:99.1%。收率78%。mp:58~60℃。MS(m/Z):282(M+),280(M+),264,262,237,235,184,182,171,169,154,143,129,116,103,90,71,55,51。
在20-30℃氮气(30ml/min)保护下,向2L三口烧瓶投入Ⅱ(0.624mol,175.5g)、H2O2(2.81mol,272.8g)、冰醋酸(575g),于20-25℃滴加45%硫酸(150g),30min滴毕,继续保温3h,停止反应。反应液倒入水中,加入800g甲苯萃取,有机相水洗至pH=7得到Ⅲ甲苯溶液。将上一步得到Ⅲ的甲苯溶液在碱性(NaOH:80g,水:600g)条件下,20-25℃保温反应3h,停止反应。将反应液倒入水中,充分搅拌后,有机相水洗至pH=7后,脱溶剂得171g粗品,精制得156.2gⅠ,总收率:76.5%,GC:99.5%。mp:102.3~103.5。GC-MS(m/Z):256(M+),254(M+),201,199,186,184,173,171,118,105,79,59;1H NMR(CDC13):δ,1.8-2.7(m8H),3.0~3.2(tt1H),7.2(d,J=7.3,Hz,2H),7.45(d,J=7.6Hz,2H)。
实施例2
在20-30℃氮气(30ml/min)保护下,向2L三口烧瓶投入1-(4-苯基-环己基)-乙酮(0.8mol,161.6g)、三氯化铝(0.8mol,106.8g)、三氯化铁 (0.16mol,26g)、二氯乙烷(1100g)。搅拌,降温至2℃后,滴加溴素(1.2mol,192g),控温-5-10℃。滴加过程中,通氮气(30ml/min)将反应产生的溴化氢排至尾气吸收系统中。1~3h滴毕后,于-5-10℃保温2h,保温毕,将反应液倒入溶有NaOH(0.5mol,20g)的冰水中水解。分液后,得有机相水洗至pH=7后脱溶剂得231.1g粗品,GC:82.5%,精制得171.0gⅡ,GC:99.0%。收率76%。mp:58~60℃。MS(m/Z):282(M+),280(M+),264,262,237,235,184,182,171,169,154,143,129,116,103,90,71,55,51。
在20-30℃氮气(30ml/min)保护下,向2L三口烧瓶投入Ⅱ(0.608mol,171.0g)、H2O2(2.43mol,236.1g)、冰醋酸(575g),于20-25℃滴加45%硫酸(150g),30min滴毕,继续保温3h,停止反应。反应液倒入水中,加入800g甲苯萃取,有机相水洗至pH=7得到Ⅲ甲苯溶液。将上一步得到Ⅲ的甲苯溶液在碱性(NaOH:80g,水:600g)条件下,20-25℃保温反应3h,停止反应。将反应液倒入水中,充分搅拌后,有机相水洗至pH=7后,脱溶剂得170g粗品,精制得156.2gⅠ,总收率:74.5%,GC:99.3%。mp:102.3~103.5。GC-MS(m/Z):256(M+),254(M+),201,199,186,184,173,171,118,105,79,59;1H NMR(CDC13):δ,1.8-2.7(m8H),3.0~3.2(tt1H),7.2(d,J=7.3,Hz,2H),7.45(d,J=7.6Hz,2H)。
实施例3
在20-30℃氮气(30ml/min)保护下,向2L三口烧瓶投入1-(4-苯基-环己基)-乙酮(0.8mol,161.6g)、三氯化铝(0.8mol,106.8g)、三氯化铁(0.4mol,64.9g)、二氯乙烷(1100g)。搅拌,降温至2℃后,滴加溴素(1.2mol,192g),控温-5-10℃。滴加过程中,通氮气(30ml/min)将反应产生的溴化氢排至尾气吸收系统中。1~3h滴毕后,于-5-10℃保温 2h,保温毕,将反应液倒入溶有NaOH(0.5mol,20g)的冰水中水解。分液后,得有机相水洗至pH=7后脱溶剂得225.1g粗品,GC:81.7%,精制得164.2gⅡ,GC:98.9%。收率73%。mp:58~60℃。MS(m/Z):282(M+),280(M+),264,262,237,235,184,182,171,169,154,143,129,116,103,90,71,55,51。
在20-30℃氮气(30ml/min)保护下,向2L三口烧瓶投入Ⅱ(0.55mol,164.2g)、H2O2(2.48mol,240g)、冰醋酸(575g),于20-25℃滴加45%硫酸(150g),30min滴毕,继续保温3h,停止反应。反应液倒入水中,加入800g甲苯萃取,有机相水洗至pH=7得到Ⅲ甲苯溶液。将上一步得到Ⅲ的甲苯溶液在碱性(NaOH:80g,水:600g)条件下,20-25℃保温反应3h,停止反应。将反应液倒入水中,充分搅拌后,有机相水洗至pH=7,脱溶剂得157g粗品,精制得145gⅠ,总收率:71%,GC:99.2%。mp:102.3~103.5。GC-MS(m/Z):256(M+),254(M+),201,199,186,184,173,171,118,105,79,59;1H NMR(CDC13):δ,1.8-2.7(m8H),3.0~3.2(tt1H),7.2(d,J=7.3,Hz,2H),7.45(d,J=7.6Hz,2H)。
实施例4
在20-30℃氮气(30ml/min)保护下,向2L三口烧瓶投入1-(4-苯基-环己基)-乙酮(0.8mol,161.6g)、三氯化铝(0.88mol,117.5g)、三氯化铁(0.24mol,38.9g)、二氯乙烷(1100g)。搅拌,降温至2℃后,滴加溴素(1.2mol,192g),控温-5-10℃。滴加过程中,通氮气(30ml/min)将反应产生的溴化氢排至尾气吸收系统中。1~3h滴毕后,于-5-10℃保温2h,保温毕,将反应液倒入溶有NaOH(0.5mol,20g)的冰水中水解。分液后,得有机相水洗至pH=7脱溶剂得228.3g粗品,GC:82.5%,精制得165.3gⅡ,GC:99.2%。收率73.5%。mp:58~60℃。MS(m/Z):282(M+),280(M+), 264,262,237,235,184,182,171,169,154,143,129,116,103,90,71,55,51。
在20-30℃氮气(30ml/min)保护下,向2L三口烧瓶投入Ⅱ(0.556mol,165.3g)、H2O2(2.50mol,243.1g)、冰醋酸(575g),于20-25℃滴加45%硫酸(150g),30min滴毕,继续保温3h,停止反应。反应液倒入水中,加入800g甲苯萃取,有机相水洗至pH=7得到Ⅲ甲苯溶液。将上一步得到Ⅲ的甲苯溶液在碱性(NaOH:80g,水:600g)条件下,20-25℃保温反应3h,停止反应。将反应液倒入水中,充分搅拌后,有机相水洗至pH=7,脱溶剂得160g粗品,精制得147.0gⅠ,总收率:72.0%,GC:99.5%。mp:102.3~103.5。GC-MS(m/Z):256(M+),254(M+),201,199,186,184,173,171,118,105,79,59;1H NMR(CDC13):δ,1.8-2.7(m8H),3.0~3.2(tt1H),7.2(d,J=7.3,Hz,2H),7.45(d,J=7.6Hz,2H)。
实施例5
在20-30℃氮气(30ml/min)保护下,向2L三口烧瓶投入1-(4-苯基-环己基)-乙酮(0.8mol,161.6g)、三氯化铝(1.2mol,160.2g)、三氯化铁(0.24mol,38.9g)、二氯乙烷(1100g)。搅拌,降温至2℃后,滴加溴素(0.96mol,153.6g),控温-5-10℃。滴加过程中,通氮气(30ml/min)将反应产生的溴化氢排至尾气吸收系统中。1~3h滴毕后,于-5-10℃保温2h,保温毕,将反应液倒入溶有NaOH(0.2mol,8g)的冰水中水解。分液后,得有机相水洗至pH=7后脱溶剂得230.3g粗品,GC:78%,精制得155.2gⅡ,GC:98.2%。收率69%。mp:58~60℃。MS(m/Z):282(M+),280(M+),264,262,237,235,184,182,171,169,154,143,129,116,103,90,71,55,51。
在20-30℃氮气(30ml/min)保护下,向2L三口烧瓶投入Ⅱ(0.522mol, 155.2g)、H2O2(2.35mol,228.3g)、冰醋酸(575g),于20-25℃滴加45%硫酸(150g),30min滴毕,继续保温3h,停止反应。反应液倒入水中,加入800g甲苯萃取,有机相水洗至pH=7得到Ⅲ甲苯溶液。将上一步得到Ⅲ的甲苯溶液在碱性(NaOH:80g,水:600g)条件下,20-25℃保温反应3h,停止反应。将反应液倒入水中,充分搅拌后,有机相水洗至pH=7,脱溶剂得150g粗品,精制得138.1gⅠ,总收率:67.7%,GC:99.0%。mp:102.3~103.5。GC-MS(m/Z):256(M+),254(M+),201,199,186,184,173,171,118,105,79,59;1H NMR(CDC13):δ,1.8-2.7(m8H),3.0~3.2(tt1H),7.2(d,J=7.3,Hz,2H),7.45(d,J=7.6Hz,2H)。
实施例6
在20-30℃氮气(30ml/min)保护下,向2L三口烧瓶投入1-(4-苯基-环己基)-乙酮(0.8mol,161.6g)、三氯化铝(0.8mol,106.8g)、三氯化铁(0.24mol,38.9g)、二氯乙烷(1100g)。搅拌,降温至2℃后,滴加溴素(0.96mol,153.6g),控温-5-10℃。滴加过程中,通氮气(30ml/min)将反应产生的溴化氢排至尾气吸收系统中。1~3h滴毕后,于-5-10℃保温2h,保温毕,将反应液倒入溶有NaOH(0.5mol,20g)的冰水中水解。分液后,得有机相水洗至pH=7后脱溶剂得230.3g棕红色固体粗品,GC:85.0%,精制得175.5gⅡ,GC:99.1%。收率78%。mp:58~60℃。MS(m/Z):282(M+),280(M+),264,262,237,235,184,182,171,169,154,143,129,116,103,90,71,55,51。
在20-30℃氮气(30ml/min)保护下,向2L三口烧瓶投入Ⅱ(0.624mol,175.5g)、H2O2(5.0mol,485g)、冰醋酸(575g),于20-25℃滴加45%硫酸(150g),30min滴毕,继续保温3h,停止反应。反应液倒入水中,加入800g甲苯萃取,有机相水洗至pH=7得到Ⅲ甲苯溶液。将上一步得到Ⅲ 的甲苯溶液在碱性(NaOH:80g,水:600g)条件下,20-25℃保温反应3h,停止反应。将反应液倒入水中,充分搅拌后,有机相水洗至pH=7,脱溶剂得169g粗品,精制得152.1gⅠ,总收率:74.5%,GC:99.5%。mp:102.3~103.5。GC-MS(m/Z):256(M+),254(M+),201,199,186,184,173,171,118,105,79,59;1H NMR(CDC13):δ,1.8-2.7(m8H),3.0~3.2(tt1H),7.2(d,J=7.3,Hz,2H),7.45(d,J=7.6Hz,2H)。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种反-4,4′-(1-溴苯基)-环己醇的制备方法,其特征在于,反应路线如下:
上述路线具体步骤如下:
a、溴代反应:室温,在氮气保护下,以反式-1-(4-苯基-环己基)-乙酮和溴素为原料,反式-1-(4-苯基-环己基)-乙酮和溴素的摩尔比为1:(1-2),以二氯乙烷为溶剂在催化剂路易斯酸作用下反应合成化合物Ⅱ4-(4′-乙酰环己基)-溴苯,溴素滴加时间控制在1-3h,反应温度为-10-15℃,反应时间为3-5h,反应完毕后,将反应液倒入溶有NaOH的冰水中水解,分液,得有机相水洗至pH=7后,脱溶剂得化合物Ⅱ4-(4′-乙酰环己基)-溴苯,
其中,所述路易斯酸为氯化铝、氯化铁、三氟化硼、氯化铯、氯化镧、三氟甲磺酸盐中的一种或任选几种的混合物;
b、氧化反应:室温,在氮气保护下,以a得到的化合物Ⅱ4-(4′-乙酰环己基)-溴苯为原料,以冰醋酸为溶剂,在氧化剂和质子酸的作用下制备化合物Ⅲ反-4-(4′-乙酰氧基环己基)-溴苯,反应温度为15-30℃,反应4h,反应液倒入水中,甲苯萃取,有机相水洗至pH=7,得到化合物Ⅲ反-4-(4′-乙酰氧基环己基)-溴苯的甲苯溶液,
其中,所述氧化剂为浓度为30-60%的双氧水、浓度为18-23%的过氧乙酸、过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸铵中的一种,所述质子酸为浓度为40-60%的磷酸、浓度为20-30%的盐酸、浓度为40-60%的硫酸中的一种;
c、水解反应:室温,在氮气保护下,以b得到的反-4-(4′-乙酰氧基环己基)-溴苯的甲苯溶液为原料,在碱性条件下20-25℃保温反应3h,将反应液倒入水中,有机相水洗至pH=7后,脱溶剂得粗品,精制后得反-4,4′-(1-溴苯基)-环己醇。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,在a中,所述反式-1-(4-苯基-环己基)-乙酮和溴素的摩尔比为1:1.5,反应温度为-5-10℃。
3.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,在a中,所述路易斯酸为氯化铝与氯化铁的混合物,所述反式-1-(4-苯基-环己基)-乙酮、氯化铝和氯化铁的摩尔比为1:(1-1.5):(0.2-0.5)。
4.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,所述反式-1-(4-苯基-环己基)-乙酮、氯化铝和氯化铁的摩尔比为1:1:0.3。
5.根据权利要求1或4所述的制备方法,其特征在于,在b中,所述氧化剂为浓度35%的双氧水;所述质子酸为浓度45%的硫酸。
6.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,在b中,所述4-(4′-乙酰环己基)-溴苯和35%的双氧水的摩尔比为1:(4-8);所述4-(4′-乙酰环己基)-溴苯和45%的硫酸的摩尔比为1:(2.5-4)。
7.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于,在b中,所述4-(4′-乙酰环己基)-溴苯和35%的双氧水的摩尔比为4.5;所述4-(4′-乙酰环己基)-溴苯和45%的硫酸的摩尔比为1:2。
8.根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于,在b中,所述反应温度为20-25℃。
9.根据权利要求1或7所述的制备方法,其特征在于,在a、b、c中,所述室温为20-30℃,所述氮气通入的流速为20-30ml/min。
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