CN103739421B - 1,1-二苯乙烯衍生物及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种1,1-二苯乙烯衍生物及其制备方法,属于有机化学合成领域;本发明的1,1-二苯乙烯衍生物以二苯甲酮衍生物为原料,以磺酸树脂为催化剂,通过中间体制备而成;本发明所用催化剂可多次循环使用,节省了成本,同时本发明的中间体收率高,副产物少;而且本发明提供的制备方法过程简单,易操作,不产生含盐废水,成本更经济。
Description
技术领域
本发明属于化学合成领域,具体涉及一种1,1-二苯乙烯衍生物及其制备方法。
背景技术
化合物1,1-二苯乙烯是一种很重要的农药中间体,该化合物是制备农药双苯恶唑酸的主要原料。双苯恶唑酸是由安万特公司研究开发的异恶唑类安全剂,用于防除玉米田间一年及常年生杂草等。目前,双苯恶唑酸的合成路线较少,基本是通过1,1-二苯乙烯和氯代肟基乙酸乙酯发生环加成反应而得。因此,化合物1,1-二苯乙烯衍生物会有很重要的商业用途。
由Hatano等人发表的研究成果(Hatano, Manabu; Ishihara, Kazuaki; Suzuki, Shinji,Journal of the American Chemical Society, 2006, vol. 128, # 31 p. 9998 - 9999)得知,目前1,1-二苯乙烯主要通过中间体的方式合成,具体来讲是先通过如下反应制备中间体:
通过此种合成中间体的路线,反应选择性好,副产物少。
进一步地,由中间体通过催化剂制得化合物1,1-二苯乙烯:
在此反应过程一般选择的催化剂为硫酸、对甲基苯磺酸等质子酸,选择该酸反应后处理时需要用等当量的碱溶液中和酸,因而产生了大量含盐废水,成本高、不经济。
发明内容
针对现有技术存在的不足,本发明提供了一种1,1-二苯乙烯衍生物及其制备方法,这是一种新的经济有效并且操作简单的制备方法。
本发明技术方案是通过如下技术方案实现的:
在本发明中提供的1,1-二苯乙烯衍生物的结构式为,
其中R1,R2,R3和R4基团分别是包括1~6个碳原子的烃基;或分别是包括5~7个碳原子的脂环基;或分别是包括一个或多个取代基的苯基;或分别是包括1~6个碳原子烷氧基;或分别是卤原子;或分别是苄基;其中R1、R2、R3和R4相同或不相同或由上述任一基团组合而成;R1、R2、R3和R4同时存在或不同时存在;a、b、c和d的范围分别是0~5;a+b和c+d的范围分别是0~5。
本发明所述1,1-二苯乙烯衍生物的制备方法,是以二苯甲酮衍生物为原料,以磺酸树脂为催化剂,具体通过如下步骤实现的:
1)制备中间体化合物II:将二苯甲酮衍生物和溶剂加入反应器中搅拌溶解,氮气置换后,在0-30℃的温度范围内滴加甲基氯化镁四氢呋喃溶液,在5-10℃的温度范围内搅拌10-12h,在5-15℃的温度范围内加入盐酸溶液,静置分层,然后减压浓缩蒸除溶剂,制得化合物II;所述二苯甲酮衍生物与甲基氯化镁的摩尔比为1:0.5-2;其中所述二苯甲酮衍生物的结构为:
其中R1,R2,R3和R4基团分别是包括1~6个碳原子的烃基;或分别是包括5~7个碳原子的脂环基;或分别是包括一个或多个取代基的苯基;或分别是包括1~6个碳原子烷氧基;或分别是卤原子;或分别是苄基;其中R1、R2、R3和R4相同或不相同或由上述任一基团组合而成;R1、R2、R3和R4同时存在或不同时存在;a、b、c和d的范围分别是0~5;a+b和c+d的范围分别是0~5;
所述化合物II的结构为:
其中R1,R2,R3和R4基团分别是包括1~6个碳原子的烃基;或分别是包括5~7个碳原子的脂环基;或分别是包括一个或多个取代基的苯基;或分别是包括1~6个碳原子的烷氧基;或分别是卤原子;或分别是苄基;其中R1、R2、R3和R4相同或不相同或由上述任一基团组合而成;R1、R2、R3和R4同时存在或不同时存在;a、b、c和d的范围分别是0~5;a+b和c+d的范围分别是0~5。
2)制备化合物I:将制备好的化合物II与催化剂磺酸树脂按重量比为1:0.01-0.5的比例加入到反应器中,同时加入溶剂,搅拌升温至95-115℃回流,分水,过滤催化剂,然后减压浓缩蒸除溶剂,制得化合物I;
所述化合物I的结构为:
其中R1,R2,R3和R4基团分别是包括1~6个碳原子的烃基;或分别是包括5~7个碳原子的脂环基;或分别是包括一个或多个取代基的苯基;或分别是包括1~6个碳原子烷氧基;或分别是卤原子;或分别是苄基;其中R1、R2、R3和R4相同或不相同或由上述任一基团组合而成;R1、R2、R3和R4同时存在或不同时存在;a、b、c和d的范围分别是0~5;a+b和c+d的范围分别是0~5。
优选地,在本发明中,上述1,1-二苯乙烯衍生物制备方法的步骤1)中所述滴加甲基氯化镁四氢呋喃溶液时的温度为5-10℃。
在本发明中,上述1,1-二苯乙烯衍生物制备方法的步骤1)中所述甲基氯化镁四氢呋喃溶液的浓度为0.5-3mol/L。
优选地,在本发明中,上述1,1-二苯乙烯衍生物制备方法的步骤1)中所述盐酸浓度为10-30%。
优选地,在本发明中,上述1,1-二苯乙烯衍生物制备方法的步骤1)中所述二苯甲酮衍生物与甲基氯化镁的摩尔比为1:1.05-1.1。
优选地,在本发明中,上述1,1-二苯乙烯衍生物制备方法的步骤2)中所述化合物II与催化剂磺酸树脂的重量比为1:0.05-0.1。
在本发明中,所述催化剂磺酸树脂可多次循环使用,至少可循环使用5次。
本发明以磺酸树脂为催化剂,通过中间体制备了1,1-二苯乙烯衍生物,中间体化合物Ⅰ收率为95%以上,化合物Ⅱ与磺酸树脂重量比优选为1:0.05~0.1,而且催化剂可循环使用至少5次;本发明不产生含盐废水,操作简单,成本更经济;具体的反应过程如下:
其中R1,R2,R3和R4基团分别是包括1~6个碳原子的烃基;或分别是包括5~7个碳原子的脂环基;或分别是包括一个或多个取代基的苯基;或分别是包括1~6个碳原子烷氧基;或分别是卤原子;或分别是苄基;其中R1、R2、R3和R4相同或不相同或由上述任一基团组合而成;R1、R2、R3和R4同时存在或不同时存在;a、b、c和d的范围分别是0~5;a+b和c+d的范围分别是0~5。
本发明的有益效果为:
1)本发明以磺酸树脂为催化剂,通过中间体制备了1,1-二苯乙烯衍生物,中间体收率为95%以上,选择性好,副产物少;
2)本发明中所用催化剂可多次循环使用,至少5次以上;
3)本发明过程不产生含盐废水,成本更经济;
4)本发明合成过程简单,易操作;
5)通过本发明合成的1,1-二苯乙烯衍生物纯度和收率高。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明:
实施例1
于100ml三口瓶中加入25ml甲苯,加入11.8g 4-甲基二苯甲酮(60mmol,1.0eq),搅拌溶解,氮气置换;内温降温至10℃,滴加22ml甲基氯化镁四氢呋喃溶液(3mol/L)(66mmol,1.1eq),保持内温10℃,搅拌3h;控制内温15℃,滴加23.8g盐酸(10%wt),滴加完毕搅拌1h;静置,分出有机层;减压浓缩蒸除溶剂,得到12.6g化合物(1-Ⅱ);纯度:97.5%,收率:96.6%;
于100ml三口瓶中加入12.6g化合物(1-Ⅱ),加入40ml甲苯,加入0.6g磺酸树脂;搅拌升温至回流,回流分水3h;降温内温30℃,过滤催化剂磺酸树脂,催化剂磺酸树脂连续使用;减压浓缩蒸除溶剂,得到10.9g化合物(1-Ⅰ);纯度:98.5%,收率:95.4%。
磺酸树脂催化剂连续使用结果
实施例2
于100ml三口瓶中加入25ml甲苯,加入15.9g 4-环己基二苯甲酮(60mmol,1.0eq),搅拌溶解,氮气置换;温降温至5℃,滴加27ml甲基氯化镁四氢呋喃溶液(2.5mol/L)(66mmol,1.1eq),保持内温5℃,搅拌2h;控制内温5℃,滴加19.8g盐酸(12%wt),滴加完毕搅拌0.5h;静置,分出有机层;减压浓缩蒸除溶剂,得到16.8g化合物(2-Ⅱ);纯度:97.7%,收率:97.5%;
于100ml三口瓶中加入16.8g化合物(2-Ⅱ),加入40ml甲苯,加入0.16g磺酸树脂;搅拌升温至回流,回流分水2h;降温内温25℃,过滤催化剂磺酸树脂,催化剂磺酸树脂连续使用;减压浓缩蒸除溶剂,得到15g化合物(2-Ⅰ);纯度:98.4%,收率:96.4%。
实施例3
于100ml三口瓶中加入25ml甲苯,加入15.5g 4-苯基二苯甲酮(60mmol,1.0eq),搅拌溶解,氮气置换;内温降温至8℃,滴加66ml甲基氯化镁四氢呋喃溶液(1mol/L)(66mmol,1.1eq),保持内温8℃,搅拌2.5h;控制内温10℃,滴加11.9g盐酸(20%wt),滴加完毕搅拌0.8h。静置,分出有机层;减压浓缩蒸除溶剂,得到16.3g化合物(3-Ⅱ);纯度:97.7%,收率:96.8%;
于100ml三口瓶中加入16.3g化合物(3-Ⅱ),加入40ml甲苯,加入1.28g磺酸树脂;搅拌升温至回流,回流分水2.5h;降温内温28℃,过滤催化剂磺酸树脂,催化剂磺酸树脂连续使用;减压浓缩蒸除溶剂,得到14.6g化合物(3-Ⅰ);纯度:97.9%,收率:95.8%。
实施例4
于100ml三口瓶中加入25ml甲苯,加入12.7g 4-甲氧基二苯甲酮(60mmol,1.0eq),搅拌溶解,氮气置换;内温降温至7℃,滴加132 ml甲基氯化镁四氢呋喃溶液(0.5mol/L)(66mmol,1.1eq),保持内温7℃,搅拌2h。控制内温12℃,滴加7.9g盐酸(30%wt),滴加完毕搅拌0.5h;静置,分出有机层;减压浓缩蒸除溶剂,得到13.6g化合物(4-Ⅱ);纯度:98.1%,收率:97.6%;
于100ml三口瓶中加入13.6g化合物(4-Ⅱ),加入40ml甲苯,加入1.4g磺酸树脂;搅拌升温至回流,回流分水3h。降温内温27℃,过滤催化剂磺酸树脂,催化剂磺酸树脂连续使用;减压浓缩蒸除溶剂,得到12.3g化合物(4-Ⅰ);纯度:97.5%,收率:97.1%。
实施例5
于100ml三口瓶中加入25ml甲苯,加入13g4-氯二苯甲酮(60mmol,1.0eq),搅拌溶解,氮气置换;内温降温至5~10℃,滴加44ml甲基氯化镁四氢呋喃溶液(1.5mol/L)(66mmol,1.1eq),保持内温7℃,搅拌3h;控制内温10℃,滴加9.5g盐酸(25%wt),滴加完毕搅拌0.7h;静置,分出有机层;减压浓缩蒸除溶剂,得到13.7g化合物(5-Ⅱ);纯度:98.1%,收率:96.1%。
于100ml三口瓶中加入13.7g化合物(5-Ⅱ),加入40ml甲苯,加入4.2g磺酸树脂;搅拌升温至回流,回流分水3h。降温内温28℃,过滤催化剂磺酸树脂,催化剂磺酸树脂连续使用;减压浓缩蒸除溶剂,得到12.3g化合物(5-Ⅰ);纯度:98.1%,收率:97.3%。
实施例6
于100ml三口瓶中加入25ml甲苯,加入16.3g 4-苄基二苯甲酮(60mmol,1.0eq),搅拌溶解,氮气置换;内温降温至9℃,滴加33ml甲基氯化镁四氢呋喃溶液(2mol/L)(66mmol,1.1eq),保持内温9℃,搅拌2.5h;控制内温5~15℃,滴加15.8g盐酸(15%wt),滴加完毕搅拌1h;静置,分出有机层;减压浓缩蒸除溶剂,得到17.3g化合物(6-Ⅱ);纯度:97.4%,收率:97.6%;
于100ml三口瓶中加入17.3g化合物(6-Ⅱ),加入40ml甲苯,加入9g磺酸树脂;搅拌升温至回流,回流分水3h;降温内温27℃,过滤催化剂磺酸树脂,催化剂磺酸树脂连续使用;减压浓缩蒸除溶剂,得到15.8g化合物(6-Ⅰ);纯度:97.5%,收率:97.4%。
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,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.1,1-二苯乙烯衍生物的制备方法,其特征在于,所述制备方法以二苯甲酮衍生物为原料,以磺酸树脂为催化剂,具体包括如下步骤:
1)制备中间体化合物II:将二苯甲酮衍生物和溶剂加入反应器中搅拌溶解,氮气置换后,在0-30℃的温度范围内滴加甲基氯化镁四氢呋喃溶液,在5-10℃的温度范围内搅拌10-12h,在5-15℃的温度范围内加入盐酸溶液,静置分层,然后减压浓缩蒸除溶剂,制得化合物II;所述二苯甲酮衍生物与甲基氯化镁的摩尔比为1:0.5-2;其中所述二苯甲酮衍生物的结构为:
其中R1,R2,R3和R4基团分别是包括1~6个碳原子的烃基;或分别是包括5~7个碳原子的脂环基;或分别是包括1~6个碳原子的烷氧基;或分别是卤原子;或分别是苄基;其中R1、R2、R3和R4相同或不相同;R1、R2、R3和R4同时存在或不同时存在;a、b、c和d的范围分别是0~5; a+b和c+d的范围分别是0~5;
所述化合物II的结构为:
其中R1,R2,R3和R4基团分别是包括1~6个碳原子的烃基;或分别是包括5~7个碳原子的脂环基;或分别是包括1~6个碳原子的烷氧基;或分别是卤原子;或分别是苄基;其中R1、R2、R3和R4相同或不相同;R1、R2、R3和R4同时存在或不同时存在;a、b、c和d的范围分别是0~5;a+b和c+d的范围分别是0~5;
2)制备化合物I:将制备好的化合物II与催化剂磺酸树脂按重量比为1:0.01-0.5的比例加入到反应器中,同时加入溶剂,搅拌升温到95-115℃至回流,分水,过滤催化剂,然后减压浓缩蒸除溶剂,制得化合物I;
所述化合物I的结构为:
其中R1,R2,R3和R4基团分别是包括1~6个碳原子的烃基;或分别是包括5~7个碳原子的脂环基;或分别是包括1~6个碳原子烷氧基;或分别是卤原子;或分别是苄基;其中R1、R2、R3和R4相同或不相同;R1、R2、R3和R4同时存在或不同时存在;a、b、c和d的范围分别是0~5;a+b和c+d的范围分别是0~5。
2.根据权利要求1所述的1,1-二苯乙烯衍生物的制备方法,其特征在于,步骤1)所述滴加甲基氯化镁四氢呋喃溶液时的温度为5-10℃。
3.根据权利要求1所述的1,1-二苯乙烯衍生物的制备方法,其特征在于,所述甲基氯化镁四氢呋喃溶液的浓度为0.5-3mol/L。
4.根据权利要求1所述的1,1-二苯乙烯衍生物的制备方法,其特征在于,步骤1)所述盐酸浓度为10-30%。
5.根据权利要求1所述的1,1-二苯乙烯衍生物的制备方法,其特征在于,步骤1)所述二苯甲酮衍生物与甲基氯化镁的摩尔比为1:1.05-1.1。
6.根据权利要求1所述的1,1-二苯乙烯衍生物的制备方法,其特征在于,步骤2)所述化合物II与催化剂磺酸树脂的重量比为1:0.05-0.1。
7.根据权利要求1所述的1,1-二苯乙烯衍生物的制备方法,其特征在于,所述催化剂磺酸树脂可多次循环使用,至少循环使用5次。
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