CN103755529A - 一种制备连苯三酚和均苯三酚的方法 - Google Patents

一种制备连苯三酚和均苯三酚的方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于海洋化工医药中间体领域，尤其涉及一种制备连苯三酚和均苯三酚的方法。连苯三酚与均苯三酚采用三甲氧基苯甲醛在氢气氛围下催化脱羰的制备路线，采用改性骨架镍做催化剂，在溶剂中进行催化脱羰反应；改性骨架镍以常规骨架镍的制备方法为基础，进行体相和表面改性，改性组分为Mn、Fe、Cr、Mo、Ti、W中的一种或几种，改性组分含量(重量)0.5-10wt％；该方法环境友好、便于操作，原料来源广，反应步骤短，催化剂制备简单，可以多次重复套用，便于工业化。

Description

一种制备连苯三酚和均苯三酚的方法
技术领域
本发明属于海洋化工医药中间体领域，尤其涉及一种制备连苯三酚和均苯三酚的方法。
背景技术
去除有机分子官能团的方法在化学合成，特别是天然产物合成方面极其重要，长期以来国内外很多从事化学催化及有机合成的人员都在致力于醛基脱羰
Figure BSA0000094166330000011
这方面的研究，但他们仅仅局限在采用贵金属(如钌、铱、铑等)催化剂的选用及与有机配体的络合方面(如：Acceptorless PhotocatalyticDehydrogenation for AlcoholDecarbonylation and Imine Synthesis.Angew.Chem.Int.Ed.2012，51，8607-8610；A General and Convenient Method for theRhodium-Catalyzed Decarbonylation of Aldehydes.Adv.Synth.Catal.2006，348，2148-2154等)，而英国的Mark A.Keane采用Ni/SiO2将苯甲醛氢解(脱羰)为苯需要在200℃以上才能发生，甲基苯甲醛氢解(脱羰)为甲苯则需要更高的温度(>230℃)(见Gas phase hydrogenation/hydrogenolysis of benzaldehydeando-tolualdehyde over Ni/SiO2，Journal of Molecular Catalysis A：Chemical118(1997)261-269)，对于苯环上含有羟基或者甲氧基的苯甲醛氢解(脱羰)则至今未有报道。
目前制备连苯三酚与均苯三酚的方法如下：
Figure BSA0000094166330000012
没食子酸一般从植物五倍子中提取获得，来源稀少、价格昂贵、市场波动大，还破坏环境，同时反应温度高，能耗大；
苯胺法制备均苯三酚：
Figure BSA0000094166330000021
苯胺法以苯胺为原料经过溴化、重氮化、还原、甲氧基化和水解得到。该法路线长，影响因素多，生产稳定性不够，同时会产生大量铜泥，污染大。
三硝基甲苯(TNT)法制备均苯三酚：
三硝基甲苯(TNT)法，以三硝基甲苯为原料经过重铬酸钠氧化(将甲基氧化为羧基)、高温脱羧、硝基还原、重氮化、水解得到，但由于三硝基甲苯(TNT)是炸药，不易购买，同时存在重金属铬污染，步骤长等缺点。
现有技术的缺点：用没食子酸制备连苯三酚由于没食子酸是从植物五倍子中提取获得，来源稀少、价格昂贵、市场波动大，还破坏环境，同时反应温度高，能耗大；
苯胺法制备均苯三酚路线长，影响因素多，生产稳定性不够，同时会产生大量铜泥，污染大。
三硝基甲苯(TNT)法制备间(均)苯三酚，由于三硝基甲苯(TNT)是炸药，不易购买，同时存在重金属铬污染，步骤长等缺点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种合成苯三酚类化合物的方法，旨在解决现有技术中存在的问题。
本发明以3，4，5-三甲氧基苯甲醛或者2,4,6-三甲氧基苯甲醛为原料，采用改性骨架镍做催化剂进行脱羰基
Figure BSA0000094166330000031
反应，制备1，2，3-三甲氧基苯或者1，3，5-三甲氧基苯，然后在路易斯酸催化下脱甲基分别得到连苯三酚或者均苯三酚，反应步骤短，收率高，而且环保，同时原料可以通过化学方法简便合成，不用从植物中提取，来源广。
本发明采用在氢气氛围下催化脱羰的方法合成苯三酚类化合物，环境友好、便于操作，原料(非植物提取，可采用化学方法合成)来源，反应步骤短，催化剂制备简单，可以多次重复套用，便于工业化。
1、催化剂的制备：
改性骨架镍催化剂以常规骨架镍的制备方法为基础，进行体相和表面改性，改性组分包括Mn、Fe、Cr、Mo、Ti、W中的一种或几种，改性组分含量(重量)0.5-10wt％。
2、醛基脱羰反应
反应方程式如下：
连苯三酚合成：
Figure BSA0000094166330000041
均苯三酚合成：
Figure BSA0000094166330000042
将对应的原料三甲氧基苯甲醛、改性骨架镍催化剂和溶剂加入高压釜中，其中原料与溶剂的比例为1：1～1：12(重量比)，催化剂用量为原料的1～3％((重量)，依次用氮气置换空气三次、氢气置换氮气三次，然后向高压釜中冲入充足的氢气，搅拌升温至100-200℃，最适宜的温度为160-170℃，氢气压力为2～10MPa，最适宜的压力为3-4MPa，反应时间为2～10小时，最优反应时间为2.5-4小时，将溶液压出，催化剂留在釜中套用，溶液通过精馏得到相应的三甲氧基苯。其中溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇、环己烷、四氢呋喃、甲基环己烷中的一种或几种的混合物。
将制得的三甲氧基苯与三氯化铝溶剂加入反应釜中，其中三甲氧基苯与三氯化铝的比例是1：3～1：10(摩尔比)，三甲氧基苯与溶剂的比例是1：1～1：8(重量比)，回流2～8小时，加入盐酸溶液分层，有机层减压蒸干得到相应的苯三酚粗品，粗品用水重结晶，活性炭脱色干燥得苯三酚精品。其中溶剂为二氯甲烷、氯仿、氯苯、二氯苯中的一种或几种的混合物。
本发明采用改性骨架镍作为醛基脱羰催化剂，转化率达到100％，选择性≥90％，而没有改性的骨架镍催化时产物基本为苄醇或者醛基还原为甲基，不具有这个选择性，说明改性组分发挥了关键作用，另外改性后的催化剂活性和稳定性好，寿命长，可以反复多次套用，降低了生产成本。
优点：采用在氢气氛围下催化脱羰的方法合成苯三酚类化合物，环境友好、便于操作，原料(非植物提取，可采用化学方法合成)来源，反应步骤短，催化剂制备简单，可以多次重复套用，便于工业化。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1：连苯三酚的合成
在1L的高压釜中加入3，4，5-三甲氧基苯甲醛200g，四氢呋喃300mL、改性骨架镍6g，密闭后依次用氮气、氢气各置换3次，充氮气至2MPa，然后升温至165℃，调节釜内压力为3.5MPa，维持此条件反应1.5小时，取样气相色谱分析，原料转化率100％，1，2，3-三甲氧基苯选择性93％。将溶液从釜中抽出，催化剂留在釜内用四氢呋喃洗涤2-3次，洗涤的四氢呋喃与抽出的溶液合并，合并后的溶液精馏收取1，2，3-三甲氧基苯馏分得155g，收率90.6％。
在带有回流冷凝器、滴液漏斗、搅拌的1000mL三口瓶中加入1，2，3-三甲氧基苯50g，三氯化铝220g，氯仿200mL，搅拌，加热回流4小时，冷却至室温。滴加2mol/L的HCl稀溶液500mL分层，水层用氯仿萃取两次(每次用量为200mL)，合并氯仿层，减压回收氯仿，残留固体用水重结晶，活性炭脱色，干燥，得白色连苯三酚精品30g(含量99.0％)，收率80％。
Mp：133～134℃，EI-MS m/e(％)：126(M+)；1H NMR(CD3OD，600MHz，δ，ppm，J/Hz)：8.81(2H，brs，1，3-OH)，8.12(2H，brs，2-OH)，6.53(1H，d，J=7.8，H-5)，6.35(2H，d，J=8.4，H-4,6)。
实施例2连苯三酚的合成
在1L的高压釜中加入3，4，5-三甲氧基苯甲醛200g，环己烷300mL、改性骨架镍4g，密闭后依次用氮气、氢气各置换3次，充氮气至2MPa，然后升温至165℃，调节釜内压力为3.5MPa，维持此条件反应3小时，取样气相色谱分析，原料转化率100％，1，2，3-三甲氧基苯选择性92％。将溶液从釜中抽出，催化剂留在釜内用环己烷洗涤2-3次，洗涤的环己烷与抽出的溶液合并，合并后的溶液精馏收取1，2，3-三甲氧基苯馏分得152g，收率88.7％。
在带有回流冷凝器、滴液漏斗、搅拌的1000mL三口瓶中加入1，2，3-三甲氧基苯50g，三氯化铝250g，二氯甲烷250mL，搅拌，加热回流6小时，冷却至室温。滴加2mol/L的HCl稀溶液500mL分层，水层再用二氯甲烷萃取两次(每次用量为200mL)，合并二氯甲烷层，减压回收二氯甲烷，残留固体用水重结晶，活性炭脱色，干燥，得白色连苯三酚精品31g(含量98.0％)，收率80％。
实施例3：均苯三酚的合成
在1L的高压釜中加入2,4,6-三甲氧基苯甲醛200g，环己烷300mL、改性骨架镍3g，密闭后依次用氮气、氢气各置换3次，充氮气至2MPa，然后升温至165℃，调节釜内压力为3.5MPa，维持此条件反应4小时，取样气相色谱分析，原料转化率100％，1，3，5-三甲氧基苯选择性95％。将溶液从釜中抽出，催化剂留在釜内用环己烷洗涤2-3次，环己烷洗涤液与抽出的溶液合并，合并后的溶液精馏收取1，3，5-三甲氧基苯馏分得156g，收率90.9％。
在带有回流冷凝器、滴液漏斗、搅拌的1000mL三口瓶中加入1，3，5-三甲氧基苯50g，三氯化铝240g，氯苯300mL，搅拌，加热回流8小时，冷却至室温。滴加2mol/L的HCl稀溶液500mL分层，水层用氯苯萃取两次(每次用量为200mL)，合并有机层，减压回收溶剂，残留固体用水重结晶，活性炭脱色，干燥，得白色均苯三酚精品30g(含量98.5％)，收率80％。
Mp：177～178.5℃，EI-MS m/e(％)：126(M+)；1HNMR(CD3OD，600MHz，δ，ppm，J/Hz)：8.10(3H,s,OH-H)，5.90(3H，dd，J=3.5Hz，2,4,6-H)
实施例4
均苯三酚的合成
在1L的高压釜中加入2,4,6-三甲氧基苯甲醛200g，甲醇300mL、改性骨架镍5g，密闭后依次用氮气、氢气各置换3次，充氮气至2MPa，然后升温至165℃，调节釜内压力为3.5MPa，维持此条件反应3小时，取样气相色谱分析，原料转化率100％，1，3，5-三甲氧基苯选择性90％。将溶液从釜中抽出，催化剂留在釜内用甲醇洗涤2-3次，洗涤的甲醇液与抽出的溶液合并，合并后的溶液精馏，收取1，3，5-三甲氧基苯馏分得148g，收率86.3％。
在带有回流冷凝器、滴液漏斗、搅拌的1000mL三口瓶中加入1，3，5-三甲氧基苯50g，三氯化铝240g，氯仿200mL，搅拌，加热回流6小时，冷却至室温。滴加2mol/L的HCl稀溶液500mL分层，水层再用氯仿萃取两次(每次用量为200mL)，合并有机层，减压回收溶剂，残留固体用水重结晶，活性炭脱色，干燥，得白色均苯三酚精品30g(含量98.5％)，收率80％。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种改性骨架镍的制备方法，其特征在于：改性骨架镍催化剂以常规骨架镍的制备方法为基础，进行体相和表面改性，改性组分包括Mn、Fe、Cr、Mo、Ti、W中的一种或几种，改性组分含量(重量)0.5-10wt％。
2.一种采用如权利要求1所述的改性骨架镍催化脱羰制备连苯三酚和均苯三酚的方法，其特征在于：
连苯三酚合成：
Figure FSA0000094166320000011
均苯三酚合成：
Figure FSA0000094166320000012
将对应的原料三甲氧基苯甲醛、改性骨架镍催化剂和溶剂加入高压釜中，其中原料与溶剂的重量比为1：1～1：12，催化剂用量为原料重量的1～3％，依次用氮气置换空气三次、氢气置换氮气三次，然后向高压釜中冲入充足的氢气，搅拌升温至100-200℃，最适宜的温度为160-170℃，氢气压力为2～10MPa，最适宜的压力为3-4MPa，反应时间为2～10小时，最优反应时间为2.5-4小时，将溶液压出，催化剂留在釜中套用，溶液通过精馏得到相应的三甲氧基苯；
将制得的三甲氧基苯与三氯化铝溶剂加入反应釜中，其中三甲氧基苯与三氯化铝的摩尔比是1：3～1：10，三甲氧基苯与溶剂的重量比是1：1～1：8，回流2～8小时，加入盐酸溶液分层，有机层减压蒸干得到相应的苯三酚粗品，粗品用水重结晶，活性炭脱色干燥得苯三酚精品。
3.如权利要求2所述的制备连苯三酚和均苯三酚的方法，其特征在于，催化脱羰时采用的溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇、环己烷、四氢呋喃、甲基环己烷中的一种或几种的混合物。
4.如权利要求2所述的制备连苯三酚和均苯三酚的方法，其特征在于：三氯化铝溶剂为二氯甲烷、氯仿、氯苯、二氯苯中的一种或几种的混合物。
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