CN104370706A - 一种对羟基苯乙醇的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种化合物的制备方法，具体涉及一种对羟基苯乙醇的制备方法。该方法以对羟基苯乙酸为原料，以纳米铜基催化剂为催化剂。本发明的方法具有操作简单、环境友好、收率高且催化剂可重复使用的优点，适合工业化生产。

Description

一种对羟基苯乙醇的制备方法
技术领域
本发明涉及有机合成技术领域，具体地，本发明涉及一种对羟基苯乙醇的制备方法。 
背景技术
对羟基苯乙醇(又名β-对羟基苯乙醇，酪醇)是一种重要的医药及香料中间体，能合成许多有用的药物，如用于治疗开角型表光眼的倍他洛尔，用于治疗肺热咳嗽和瘟病的红景天甙以及用于治疗高血压和心肌梗塞的美多心安等。 
制备对羟基苯乙醇的方法包括发酵法、4位取代的酚类衍生物为原料合成法、以醛为中间体的合成法、苯乙胺合成法、苯乙醇合成法、以4位取代的硝基苯为原料合成法和酯还原法等。其中，早期合成方法为发酵法，发酵时间长，产率低；李国青等在1996年提出一种以对羟基苯乙酸乙酯为原料，经苄氧化、还原、氢化，得到对羟基苯乙醇，采用四氢铝锂做还原剂，每步产率可达90％左右，但存在还原剂较贵且用量大的缺点；中国专利CN101066911A公开的方法以对烷氧基苯乙醇、有机溶剂、无机酸和水混合，在30～60℃下水解反应制备对羟基苯乙醇，收率为72％。欧洲专利EP0449603中，采用4-乙酰氧基苯乙烯为原料，采用过氧羧酸氧化、氢气还原反应、皂化反应，最后制得对羟基苯乙醇。但无论以对烷氧基苯乙醇或4-乙酰氧基苯乙烯为原料，都因原料难求，难以实现工业化大生产。。综上所述，虽然合成对羟基苯乙醇的方法有很多，但普通存在成本高、反应条件要求高、工艺复杂和收率低等不足，难以实现工业化。 
发明内容
本发明的目的在于提供操作简单、环境友好、收率高、适合工业化生产的一种对羟基苯乙醇的制备方法。 
一种对羟基苯乙醇的制备方法，包括以下步骤： 
(1)以对羟基苯乙酸为原料，以纳米铜基催化剂为催化剂，将原料、催化剂和反应溶剂投放入高压釜反应器中，分别用氮气、氢气置换反应容器内空气后反应； 
(2)将反应后的溶液减压蒸馏，回收反应溶剂，得到白色固体，用氯仿进行重结晶，得到无色针状晶体，滤出析出的晶体，晶体水洗后进行真空干燥，即得对羟基苯乙醇。 
在步骤(1)中，所述原料、催化剂和反应溶剂的质量比为原料∶催化剂∶反应溶剂＝1∶(0.05～0.2)∶(0.1～0.3)，氢气与原料的摩尔比为5:20，优选8-12；所述反应温度为180～260℃，优选为200-230℃；反应压力为5～10MPa，优选为6-8MPa；反应时间为2～12h，优选为3-10h；所述纳米铜基催化剂选自CuO-ZnO-Al2O3、CuO-MnO2-CaO、CuO-Fe2O3-SiO2催化剂中的一种，催化剂中CuO含量按质量计为35％～85％，优选50％-70％；所述反应溶剂可选自甲醇、乙醇、丙酮、四氢呋喃、二氯乙烷、氯仿、四氯化碳、氯苯中的一种，优选为乙醇、氯仿。 
本发明的纳米铜基催化剂采用专利CN1927439中涉及的高剪切力混合反应器系统(HSMXR)进行制备，具体制备方法和步骤如下：将含两种或两种以上组分的盐溶液与氢氧化钠或碳酸钠的水溶液按照质量比为1:1.1-1.3同时以1-5.5ml/min速度泵入高剪切力混合反应器，在反应器转速为5000-6500rpm，反应器温度为60～90℃下连续进料反应，所得浆状产物在室温～90℃陈化1～5小时后，进行离心洗涤，并在60～90℃烘干，在300～450℃下焙烧处理1～6小时，然后压片过筛得到20-40目数的催化剂样品，催化剂样品在温度为200-280℃下用氢气还原2-5小时，得到所需的催化剂。 其中氢氧化钠或碳酸钠的水溶液的质量浓度为5-10％。 
本发明和现有的技术相比具有以下显著特点：本发明以易得的对羟基苯乙酸为原料，使用纳米铜基催化剂，催化剂用量少且可重复使用；使用溶剂均能回收利用，有利于环境保护和降低成本；对羟基苯乙醇收率高，最高可达89％以上。 
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细的说明，实施例仅是本发明的优选实施方式，不是对本发明的限定。 
实施例一 
将50.74gCu(NO3)2.3H2O、17.85gZn(NO3)2.6H2O和9.64gAl(NO3)3、.9H2O溶于500g去离子水中，配成混合溶液A；将65.99g碳酸钠溶于1000g去离子水中配成碱溶液B；将HSMXR系统转速调为6000rpm、反应器温度设为70℃，将混合液A和碱液B同时以1ml/min的速度泵入HSMXR系统，收集出口浆料；然后将浆料在70℃烘箱中陈化1.5小时；再将浆料离心、洗涤三次；所得样品经60℃烘干16小时后，于350℃焙烧3小时。最后将催化剂压片过筛成20～40目样品，催化剂样品中以氧化物含量按质量计为68.12％CuO-20.73％ZnO-11.15％Al2O3，将催化剂样品在50ml/min氢气和250℃下还原3小时，得到所需纳米催化剂1。 
在带有搅拌装置的100ml高压釜内，将20.0g对羟基苯乙酸溶于40.0ml甲醇，加入2g纳米催化剂1，通入氮气排除高压釜内空气三次，再通入氢气置换三次。在反应压力为5.5MPa，氢气与对羟基苯乙酸的摩尔比为8，反应温度为220℃条件下保持10h，将反应后的溶液减压旋干，回收溶剂甲醇，得到白色固体。用氯仿进行重结晶，得到无色针状晶体。滤出析出的晶体，滤饼水洗后进行真空干燥得到对羟基苯乙醇。对羟基苯乙酸转化率为88％，对羟基苯乙醇收率为85.2％。 
实施例二 
本实施例与实施例二的区别在于反应时高压釜内反应压力为7.5MPa，氢气与对羟基苯乙酸的摩尔比为10，反应时间为12h，反应结果为对羟基苯乙酸转化率为92％，对羟基苯乙醇收率为89％。 
实施例三 
本实施例与实施例一的区别在于催化剂的制备方法制备质量组成为50％CuO、25％ZnO和25％Al2O3的纳米催化剂2，反应结果为对羟基苯乙酸转化率为86％，对羟基苯乙醇收率为83.6％。 
实施例四 
本实施例与实施例一的区别在于催化剂的制备方法制备质量组成为45％CuO、30％MnO2和25％CaO的纳米催化剂3，反应结果为对羟基苯乙酸转化率为93.5％，对羟基苯乙醇收率为89.1％。 
实施例五 
本实施例与实施例四的区别在于溶剂为40毫升氯仿外，反应结果为对羟基苯乙酸转化率为85％，对羟基苯乙醇收率为81.9％。 
实施例六 
本实施例与实施例一的区别在于催化剂的制备方法制备质量组成为70％CuO、15％Fe2O3和15％SiO2的纳米催化剂4，反应结果为对羟基苯乙酸转化率为86％，对羟基苯乙醇收率为83％。 
实施例七 
本实施例与实施例六的区别在于但反应时高压釜内反应压力为8MPa，氢气与对羟基苯乙酸的摩尔比为,15，反应时间为10h，反应结果为对羟基苯乙酸转化率为89％，对羟基苯乙醇收率为85.3％。 
实施例八 
本实施例与实施例四的区别在于分离得到的催化剂进行再利用，催化剂经使重复循环用5次，所得的对羟基苯乙酸转化率仍然可以达到为 84.6％，对羟基苯乙醇收率为82.7％。 
对比例1 
采用负载法制备的50％CuO、25％ZnO和25％Al2O3非纳米结构催化剂，反应操作条件同实施例3，反应结果为对羟基苯乙酸转化率为66％，对羟基苯乙醇收率为61.8％。 
以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制，但凡采用等同替换或等效变换的形式所获得的技术方案，均应落在本发明的保护范围之内。 

Claims (6)

1.一种对羟基苯乙醇的制备方法，其特征在于包括以下步骤： 
步骤(1)：以对羟基苯乙酸为原料，以纳米铜基催化剂为催化剂，将原料、催化剂和反应溶剂投放入高压釜反应器中，分别用氮气、氢气置换反应容器内空气后反应； 
步骤(2)：将反应后的溶液减压蒸馏，回收反应溶剂，得到白色固体，用氯仿进行重结晶，得到无色针状晶体，滤出析出的晶体，晶体水洗后进行真空干燥，即得对羟基苯乙醇； 
其中在步骤(1)中，所述原料、催化剂和反应溶剂的质量比为原料∶催化剂∶反应溶剂＝1∶(0.05～0.2)∶(0.1～0.3)，氢气与原料的摩尔比为5:20，反应的温度为180～260℃，反应的压力为5～10MPa，反应的时间为2～12h，所述纳米铜基催化剂选自CuO-ZnO-Al2O3、CuO-MnO2-CaO、CuO-Fe2O3-SiO2催化剂中的一种，催化剂中CuO含量按质量计可为40％～85％；所述反应溶剂选自甲醇、乙醇、丙酮、四氢呋喃、二氯乙烷、氯仿、四氯化碳、氯苯中的一种。 
2.如权利要求1所述一种对羟基苯乙醇的制备方法，其特征在于所述纳米铜基催化剂具体制备方法和步骤如下：将盐溶液与氢氧化钠或碳酸钠的水溶液按照质量比为1:(1-1.3)，同时泵入高剪切力混合反应器，进料速度为1-5.5ml/min，反应器转速为5000-6500rpm，反应器温度为60～90℃下连续进料反应，所得浆状产物在室温～90℃陈化1～5小时后，进行离心洗涤，并在60～90℃烘干，在300～450℃下焙烧处理1～6小时，然后压片过筛得到20-40目数的催化剂样品，催化剂样品在温度为200-280℃下用氢气还原2-5小时，得到所需的纳米铜基催化剂。 
3.如权利要求2所述一种对羟基苯乙醇的制备方法，其特征在于所述氢氧化钠或碳酸钠的水溶液的质量浓度为5％-10％。 
4.如权利要求2所述一种对羟基苯乙醇的制备方法，其特征在于催化剂中CuO含量按质量计为50％-70％。 
5.如权利要求4所述一种对羟基苯乙醇的制备方法，其特征在于步骤(1)中氢气与原料的摩尔比为(8～12):1，反应温度为200-230℃，反应压力6-8MPa；反应时间为3-10h。 
6.如权利要求5所述一种对羟基苯乙醇的制备方法，其特征在于步骤(1)中反应溶剂选自为甲醇、乙醇、氯仿、氯苯中的一种。 
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