CN105503663A - 一种愈创木酚中间体及其制备方法 - Google Patents

一种愈创木酚中间体及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种愈创木酚中间体，其结构式如下：还提供了上述的一种愈创木酚中间体的制备方法，先按照摩尔比量取苯甲醚和磺化试剂，然后在一个反应容器中，先加入苯甲醚，在室温下再加入磺化试剂，滴加完毕后再加热进行反应；反应完毕后，淬灭反应，旋蒸，回收过量的苯甲醚，余下的有机相洗涤、干燥后浓缩得愈创木酚中间体的混合物，将混合物置于一个反应容器中，加热，然后减压蒸馏，蒸馏物为所述的愈创木酚中间体。本发明利用廉价、易得的苯甲醚、浓硫酸、氯磺酸为原料，无需其它溶剂，合成愈创木酚中间体，提高了苯环亲电取代反应的选择性，减少了磺化反应中副产物的生成等缺点，产品容易提纯，操作简便。

Description

一种愈创木酚中间体及其制备方法
技术领域
本发明属于化工领域，涉及一种愈创木酚，具体来说是一种愈创木酚中间体及其制备方法。
背景技术
愈创木酚在工业上用途广泛。常用愈创木酚来生产各种香料，如丁香酚、香兰素和人造麝香。愈创木酚在医药上也有大量应用，它可被用于合成苯磺酸愈创木酚(愈创木酚磺酸钾)、用作局部麻醉剂或防腐剂，还可以祛痰和治疗消化不良。因为具有还原性，常在化妆品中少量添加作为抗氧化剂并常与增效剂、金属离子鳌合剂等一同使用。因为与氧反应会显深色，愈创木酚还被用作染料。愈创木酚也用作有机合成原料及分析测定的标准物质。
愈创木酚最早从自然界中提取，始称天然愈创木酚，该过程要经过成盐，过滤，酸析，精馏等繁琐步骤，消耗资金较大，效率低。随着工业的高速发展，提取天然愈创木酚已经远远不能满足工业需要，因此提出人工合成的方法。
愈创木酚的制备按原料主要分为邻氨基苯甲醚和邻苯二酚法。愈创木酚有多种实验室制法，例如可以以邻硝基氯苯为原料，通过威廉姆逊合成邻硝基苯甲醚，再还原硝基为氨基，最后通过重氮化水解反应合成最终目标产物。中国与日本企业也常常用此途径工业生产愈创木酚。另一种合成愈创木酚的方法是邻苯二酚甲基化后再选择性部分水解。
愈创木酚又名为甲基儿茶酚，其结构式为：化学名为(2-甲氧基苯酚)化学分子式为C7H8O2，愈创木酚是合成香兰素的首选原料，而香兰素是重要的食品香料之一，具有香荚兰豆香气及浓郁的香，是食品添加剂行业中的重要原料，起增香和定香作用，广泛用于食品、巧克力、冰淇淋、饮料以及日用化妆品中。另外，香兰素还可作饲料添加剂，电镀行业的增亮剂，也是合成药物和其他香料的重要中间体。香兰素凭借它在香料市场的巨大需求和化工领域内的重要用途，己经成为世界各国争先研究的热点。
愈创木酚是一种重要的精细化工中间体，结构中包含一个羟基官能团，其中涉及到苯环上亲电取代的选择性。
专利文献CN1176959A披露的合成路线如下：
上述专利文献中愈创木酚通过邻氨基苯甲醚在硫酸溶液中与亚硝酸钠发生重氮化反应，生成重氮盐中间体后，再进一步处理，最后，经过重氮盐的水解反应，生成粗品愈创木酚。上述专利报道愈创木酚的合成，所用原料邻氨基苯甲醚价格昂贵，且生成的重氮盐中间体，对热和震动都很敏感，容易发生爆炸，另外重氮盐水解后得到的粗品不易提纯。
专利文献CN103694090A披露的合成路线如下：
上述专利文献中第一步环氧环己烷醇解开环反应所需温度和压力都比较大，且所需催化剂(M0O3、Bi2O3、ZrO2等)昂贵，另外，第二步反应同样需要在高温(300～450℃)、催化剂的协同作用下进行。原料成本较高，整体操作复杂，对设备要求较高，不宜大规模生产。
发明内容
针对现有技术中的上述技术问题，本发明提供了一种愈创木酚中间体及其制备方法，所述的这种愈创木酚中间体及其制备方法解决了现有技术中制备愈创木酚的工艺复杂、对设备要求高、容易发生爆炸的技术问题。
本发明提供了一种愈创木酚中间体，其结构式如下：
本发明还提供了上述的一种愈创木酚中间体的制备方法，包括如下步骤：
1)按照摩尔比量取苯甲醚和磺化试剂，所述的苯甲醚和磺化试剂的摩尔比为5～7:1；
2)在一个反应容器中，先加入苯甲醚，在室温下再加入磺化试剂，滴加完毕后在40～75℃下进行反应，反应时间为2～8h；
3)TLC检测反应完毕后，淬灭反应，旋蒸，回收过量的苯甲醚，余下有机相洗涤干燥后浓缩得到权利要求1所述的愈创木酚中间体和其同分异构对甲氧基苯磺酸，将该混合物置于一个反应容器中，加热到180～250℃，然后减压蒸馏，蒸馏物为权利要求1所述的愈创木酚中间体。
进一步的，所述的磺化试剂为浓硫酸，所述的浓硫酸的摩尔浓度为5～18.4mol/L；所述的苯甲醚和浓硫酸的摩尔比为4～6:1，反应时间为4～8h；反应温度为45～75℃。
进一步的，所述的磺化试剂为氯磺酸，苯甲醚和氯磺酸的摩尔比为4～6:1，反应时间为4～8h；反应温度为45～75℃。
本发明的反应过程方程式如下所示：
是由原料(苯甲醚)与磺化试剂制备所得。
本发明的优势在于使用极其廉价的试剂作为反应原料并且无需溶剂。愈创木酚中间体是合成愈创木酚的重要中间体，本发明通过采用磺化反应得到愈创木酚中间体I(2-甲氧基苯磺酸)和II(4-甲氧基苯磺酸)，最优条件粗品产率高达98.7％，O:P(邻位:对位)选择性为31:69。所述磺化反应生成两种产物I和II，再经过碱熔、精馏即可得到愈创木酚(邻羟基苯甲醚)和对羟基苯甲醚，而对羟基苯甲醚可作为乙烯基型塑料单体的阻聚剂、紫外线抑制剂、染料中间体及用于合成食用油脂和化妆品的抗氧化剂BHA(3-特丁基-4-羟基苯甲醚)等。
本发明和已有技术相比，其技术进步是显著的。本发明是利用廉价、易得的苯甲醚、浓硫酸、氯磺酸为原料，无需其它溶剂，合成愈创木酚中间体，提高了苯环亲电取代反应的选择性，减少了磺化反应中副产物的生成等缺点，产品容易提纯，具有操作简便，成本低，环境友好等优点。
附图说明
图1是通过实施例1的方法制备得到的愈创木酚中间体的HPLC图。
图2是通过实施例1的方法制备得到的愈创木酚中间体的核磁共振图。
图3是通过实施例19的方法制备得到的愈创木酚中间体的HPLC图。
具体实施方式
通过浓硫酸、氯磺酸作为磺化试剂对本发明做进一步地说明。应理解，这些实施例仅用于例证的目的，并不限制本发明的范围。同时，本领域技术人员对本发明做出的显而易见的改变和修饰也包含在本发明范围之内。
HPLC由型号Ultimate3000(DAD)型高效液相色谱仪进行测定，美国戴安公司。
实施例1
浓硫酸为磺化试剂的磺化反应：在带有温度计、恒压滴液漏斗、干燥管、冷凝管的100mL三口烧瓶中加入苯甲醚(5.0g，0.046mol)，室温下缓慢滴加浓硫酸(0.9g，0.009mol)，滴加完毕后在65℃下反应，反应4h后，TLC检测反应完毕，缓慢加水15ml，室温下搅拌反应20min淬灭反应，旋蒸，回收过量的苯甲醚，余下有机相依次用15mL饱和NaHCO3、NaCl溶液洗涤干燥后浓缩得粗品，粗品收率为98.7％，取样HPLC检测反应O:P＝31:69，HPLC见附图图1；1HNMR(501MHz，D2O)δ7.62(d,J＝8.7Hz，2H),6.91(d,J＝8.5Hz,2H),3.70(s,3H)，1HNMR见附图图2；m/z:188(M+1)+。
将粗品置于单口瓶中加热到200℃，减压蒸馏(油泵抽真空)，接液瓶中抽出的液体即为2-甲氧基苯磺酸，单口瓶中残留物则为II(对甲氧基苯磺酸)。
实施例2
滴加完毕后在50～55℃下反应代替实施例1中的65℃，其它过程同实施例1。
实施例3
滴加完毕后在40～45℃下反应代替实施例1中的65℃，其它过程同实施例1。
实施例4
滴加完毕后在25～30℃下反应代替实施例1中的65℃，其它过程同实施例1。
实施例5
滴加完毕后在10℃下反应代替实施例1中的65℃，其它过程同实施例1。
实施例6
滴加完毕后在0℃下反应代替实施例1中的65℃，其它过程同实施例1。
实施例7
滴加完毕后在-10℃下反应代替实施例1中的65℃，其它过程同实施例1。
实施例8
滴加完毕后在75℃下反应代替实施例1中的65℃，其它过程同实施例1。
实施例9
滴加完毕后在90℃下反应代替实施例1中的65℃，其它过程同实施例1。
实施例10
滴加完毕后在120℃下反应代替实施例1中的65℃，其它过程同实施例1。
实施例11
室温下缓慢滴加浓硫酸(1.47g，0.015mol)代替实施例1中的滴加浓硫酸(0.90g，0.009mol)，其它过程同实施例1。
实施例12
室温下缓慢滴加浓硫酸(0.64g，0.065mol)代替实施例1中的滴加浓硫酸(0.90g，0.009mol)，其它过程同实施例1。
实施例13
反应2h后代替实施例1中的4h，其它过程同实施例1。
实施例14
反应6h后代替实施例1中的4h，其它过程同实施例1。
实施例15
反应8h后代替实施例1中的4h，其它过程同实施例1。
实施例16
反应10h后代替实施例1中的4h，其它过程同实施例1。
实施例17
反应12h后代替实施例1中的4h，其它过程同实施例1。
实施例18
反应20h后代替实施例1中的4h，其它过程同实施例1。
不同温度对粗品收率及邻、对(O/P)甲氧基苯甲酸含量的影响见表1。
表1使用不同温度对粗产品收率和邻、对(O/P)甲氧基苯甲酸的对比。
65℃时不同摩尔比的邻甲氧基苯甲酸和浓硫酸对粗品收率和邻、对(O/P)甲氧基苯甲酸含量的影响见表2。
表2不同摩尔比的原料和酸对粗品收率和(O/P)产物含量的对比
反应温度65℃，原料与酸的摩尔比为5:1时，不同反应时间对对粗品收率和邻、对(O/P)甲氧基苯甲酸含量的影响见表3。
表3不同反应时间对粗品收率和邻、对(O/P)甲氧基苯甲酸含量的对比
实施例19
氯磺酸为磺化试剂的磺化反应：在带有温度计、恒压滴液漏斗、干燥管、冷凝管的100mL三口烧瓶中加入苯甲醚(10g，0.093mol)，室温下缓慢滴加氯磺酸(2.15g，0.019mol)，滴加完毕后在50℃下反应，反应4h后，TLC检测反应完毕，室温下搅拌反应30min淬灭反应，旋蒸，回收过量的苯甲醚，余下的有机相依次用20mL饱和NaHCO3、NaCl溶液洗涤干燥后浓缩得粗品，粗品收率为96.7％，取样HPLC检测反应O:P＝26:74，HPLC见附图图3；1HNMR(501MHz,D2O)δ7.62(d,J＝8.7Hz,2H),6.91(d,J＝8.5Hz,2H),3.70(s,3H)，1HNMR见附图图1；m/z:188(M+1)+。
将粗品置于单口瓶中加热到200℃，减压蒸馏(油泵抽真空)，接液瓶中抽出的液体即为2-甲氧基苯磺酸，单口瓶中残留物则为II(对甲氧基苯磺酸)。
实施例20
滴加完毕后在20℃下反应代替实施例19中的50℃，其它过程同实施例19。
实施例21
滴加完毕后在30～40℃下反应代替实施例19中的50℃，其它过程同实施例19。
实施例22
滴加完毕后在60℃下反应代替实施例19中的50℃，其它过程同实施例19。
实施例23
滴加完毕后在80℃下反应代替实施例19中的50℃，其它过程同实施例19。
实施例24
室温下缓慢滴加氯磺酸(3.60g，0.031mol)代替实施例19中的(2.15g，0.019mol)，其它过程同实施例19。
实施例25
室温下缓慢滴加氯磺酸(1.55g，0.013mol)代替实施例19中的(2.15g，0.019mol)，其它过程同实施例19。
实施例26
滴加完毕后，反应2h代替实施例19中的6h，其它过程同实施例19。
实施例27
滴加完毕后,反应4h代替实施例19中的6h，其它过程同实施例19。
实施例28
滴加完毕后,反应8h代替实施例19中的6h，其它过程同实施例19。
不同温度对粗品收率及邻、对(O/P)甲氧基苯甲酸含量的影响见表4。
表4不同温度对粗品收率和邻、对(O/P)甲氧基苯甲酸含量的对比
60℃时不同摩尔比的邻甲氧基苯甲酸和氯磺酸对粗品收率和邻、对(O/P)甲氧基苯甲酸含量的影响见表2。
表5不同摩尔比的原料和酸对粗品收率和(O/P)产物含量的对比
反应温度50℃，原料与酸的摩尔比为5:1时，不同反应时间对对粗品收率和邻、对(O/P)甲氧基苯甲酸含量的影响见表6。
表6不同反应时间对粗品收率和邻、对(O/P)甲氧基苯甲酸含量的对比
以上所述仅是本发明的实施方式的举例，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种愈创木酚中间体，其结构式如下：
2.权利要求1所述的一种愈创木酚中间体的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
1)按照摩尔比量取苯甲醚和磺化试剂，所述的苯甲醚和磺化试剂的摩尔比为5～7:1；
2)在一个反应容器中，先加入苯甲醚，在室温下再加入磺化试剂，滴加完毕后在40～75℃下进行反应，反应时间为2～8h；
3)TLC检测反应完毕后，淬灭反应，旋蒸，回收过量的苯甲醚，余下有机相洗涤干燥后浓缩得到权利要求1所述的愈创木酚中间体和其同分异构对甲氧基苯磺酸，将该混合物置于一个反应容器中，加热到180～250℃，然后减压蒸馏，蒸馏物为权利要求1所述的愈创木酚中间体。
3.根据权利要求2所述的一种愈创木酚中间体的制备方法，其特征在于：所述的磺化试剂为浓硫酸，所述的浓硫酸的摩尔浓度为5～18.4mol/L；所述的苯甲醚和浓硫酸的摩尔比为4～6:1，反应时间为4～8h；反应温度为45～75℃。
4.根据权利要求2所述的一种愈创木酚中间体的制备方法，其特征在于：所述的磺化试剂为氯磺酸，苯甲醚和氯磺酸的摩尔比为4～6:1，反应时间为4～8h；反应温度为45～75℃。
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