CN106117021B - 一种应用微波促进木质素模型化合物苄醇甲基化的方法 - Google Patents
一种应用微波促进木质素模型化合物苄醇甲基化的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106117021B CN106117021B CN201610493474.3A CN201610493474A CN106117021B CN 106117021 B CN106117021 B CN 106117021B CN 201610493474 A CN201610493474 A CN 201610493474A CN 106117021 B CN106117021 B CN 106117021B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- benzyl alcohol
- methylation
- lignin model
- reaction
- model compound
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- WVDDGKGOMKODPV-UHFFFAOYSA-N Benzyl alcohol Chemical compound OCC1=CC=CC=C1 WVDDGKGOMKODPV-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 123
- 235000019445 benzyl alcohol Nutrition 0.000 title claims abstract description 41
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 title claims abstract description 41
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 title claims abstract description 40
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 28
- 229960004217 benzyl alcohol Drugs 0.000 title 1
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetate Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 51
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 46
- 238000007069 methylation reaction Methods 0.000 claims abstract description 39
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 36
- 239000000047 product Substances 0.000 claims abstract description 36
- 230000011987 methylation Effects 0.000 claims abstract description 35
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000012074 organic phase Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000010791 quenching Methods 0.000 claims abstract description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 claims abstract description 7
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 claims abstract description 5
- 239000012043 crude product Substances 0.000 claims abstract description 3
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 239000012071 phase Substances 0.000 claims description 8
- 238000010898 silica gel chromatography Methods 0.000 claims description 8
- GTDZCOCQYPHBPS-UHFFFAOYSA-N 4-[1-hydroxy-2-(2-methoxyphenoxy)ethyl]phenol Chemical compound OC1=CC=C(C=C1)C(COC1=C(C=CC=C1)OC)O GTDZCOCQYPHBPS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- VLARTDSHZTVTQD-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxyphenoxy)-1-(4-methoxyphenyl)propane-1,3-diol Chemical group C1=CC(OC)=CC=C1C(O)C(CO)OC1=CC=CC=C1OC VLARTDSHZTVTQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000000539 dimer Substances 0.000 claims description 5
- IEWUCQVFAWBYOC-UHFFFAOYSA-N veratrylglycerol beta-guaiacyl ether Chemical compound COC1=CC=CC=C1OC(CO)C(O)C1=CC=C(OC)C(OC)=C1 IEWUCQVFAWBYOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910017119 AlPO Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910021591 Copper(I) chloride Inorganic materials 0.000 claims description 2
- OXBLHERUFWYNTN-UHFFFAOYSA-M copper(I) chloride Chemical compound [Cu]Cl OXBLHERUFWYNTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 claims description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 238000013375 chromatographic separation Methods 0.000 abstract 1
- 238000011097 chromatography purification Methods 0.000 abstract 1
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 abstract 1
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 8
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 7
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 7
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 6
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 6
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 6
- 238000005160 1H NMR spectroscopy Methods 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 4
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N ether Substances CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N phenol group Chemical group C1(=CC=CC=C1)O ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 4
- 238000005481 NMR spectroscopy Methods 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 3
- 230000001035 methylating effect Effects 0.000 description 3
- 238000000655 nuclear magnetic resonance spectrum Methods 0.000 description 3
- -1 p-hydroxyphenyl Chemical group 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 238000001644 13C nuclear magnetic resonance spectroscopy Methods 0.000 description 2
- NIPNSKYNPDTRPC-UHFFFAOYSA-N N-[2-oxo-2-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)ethyl]-2-[[3-(trifluoromethoxy)phenyl]methylamino]pyrimidine-5-carboxamide Chemical compound O=C(CNC(=O)C=1C=NC(=NC=1)NCC1=CC(=CC=C1)OC(F)(F)F)N1CC2=C(CC1)NN=N2 NIPNSKYNPDTRPC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001476 alcoholic effect Effects 0.000 description 2
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- NEHMKBQYUWJMIP-UHFFFAOYSA-N chloromethane Chemical compound ClC NEHMKBQYUWJMIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N dimethyl carbonate Chemical compound COC(=O)OC IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012025 fluorinating agent Substances 0.000 description 2
- 230000036541 health Effects 0.000 description 2
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 2
- GRVDJDISBSALJP-UHFFFAOYSA-N methyloxidanyl Chemical group [O]C GRVDJDISBSALJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 2
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 2
- WVDDGKGOMKODPV-ZQBYOMGUSA-N phenyl(114C)methanol Chemical compound O[14CH2]C1=CC=CC=C1 WVDDGKGOMKODPV-ZQBYOMGUSA-N 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 150000003138 primary alcohols Chemical class 0.000 description 2
- SLPCTBLCFYDJEW-UHFFFAOYSA-N 3-methoxy-2-(2-methoxyphenoxy)-3-(4-methoxyphenyl)propan-1-ol Chemical compound COC1=C(OC(C(OC)C2=CC=C(C=C2)OC)CO)C=CC=C1 SLPCTBLCFYDJEW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IAZDPXIOMUYVGZ-WFGJKAKNSA-N Dimethyl sulfoxide Chemical compound [2H]C([2H])([2H])S(=O)C([2H])([2H])[2H] IAZDPXIOMUYVGZ-WFGJKAKNSA-N 0.000 description 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N EtOH Substances CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007818 Grignard reagent Substances 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000080590 Niso Species 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 description 1
- 238000010511 deprotection reaction Methods 0.000 description 1
- 125000000118 dimethyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 1
- VAYGXNSJCAHWJZ-UHFFFAOYSA-N dimethyl sulfate Chemical compound COS(=O)(=O)OC VAYGXNSJCAHWJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- 150000004795 grignard reagents Chemical class 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- INQOMBQAUSQDDS-UHFFFAOYSA-N iodomethane Chemical compound IC INQOMBQAUSQDDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003446 ligand Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 125000000956 methoxy group Chemical group [H]C([H])([H])O* 0.000 description 1
- 229940050176 methyl chloride Drugs 0.000 description 1
- 239000002808 molecular sieve Substances 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 150000003333 secondary alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 239000012363 selectfluor Substances 0.000 description 1
- URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N sodium aluminosilicate Chemical compound [Na+].[Al+3].[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003462 sulfoxides Chemical class 0.000 description 1
- 125000000037 tert-butyldiphenylsilyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C([H])C([H])=C1[Si]([H])([*]C(C([H])([H])[H])(C([H])([H])[H])C([H])([H])[H])C1=C([H])C([H])=C([H])C([H])=C1[H] 0.000 description 1
- 239000003440 toxic substance Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C41/00—Preparation of ethers; Preparation of compounds having groups, groups or groups
- C07C41/01—Preparation of ethers
- C07C41/09—Preparation of ethers by dehydration of compounds containing hydroxy groups
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C43/00—Ethers; Compounds having groups, groups or groups
- C07C43/02—Ethers
- C07C43/20—Ethers having an ether-oxygen atom bound to a carbon atom of a six-membered aromatic ring
- C07C43/205—Ethers having an ether-oxygen atom bound to a carbon atom of a six-membered aromatic ring the aromatic ring being a non-condensed ring
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C43/00—Ethers; Compounds having groups, groups or groups
- C07C43/02—Ethers
- C07C43/20—Ethers having an ether-oxygen atom bound to a carbon atom of a six-membered aromatic ring
- C07C43/23—Ethers having an ether-oxygen atom bound to a carbon atom of a six-membered aromatic ring containing hydroxy or O-metal groups
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
本发明公开了一种应用微波促进木质素模型化合物苄醇甲基化的方法。该方法将1重量份的含苄醇的木质素模型化合物和0.005‐3重量份的催化剂加入到微波反应罐中，以20‐800重量份的甲醇为甲基化试剂，设置微波功率为50‐1000W，微波频率为2450MHz±15Hz，在100‐200℃下反应1‐60min；反应结束后，立即用冷水淬灭反应，反应液用乙酸乙酯萃取，取有机相旋干，粗产物经硅胶柱层析分离提纯后得到甲基化产物。该方法可以绿色、简单、安全、高效地将各种木质素模型化合物苄醇甲基化。
Description
技术领域
本发明涉及一种苄醇甲基化的方法，特别是一种应用微波促进木质素模型化合物苄醇甲基化的方法。
背景技术
木质素主要是由愈创木基(G)、紫丁香基(S)和对羟基苯基(H)三种基本结构单元通过C‐O或C‐C键连接合成的复杂无规的芳香聚合物，其中主要的连接键是β‐O‐4醚键。木质素含有的主要官能团包括甲氧基、酚羟基、Cα‐醇羟基(苄醇)和Cγ‐醇羟基。同时，计算机实验表明，将苄醇甲基化可以降低β‐O‐4醚键和C3侧链上Cα‐Cβ键的键能。由于木质素模型化合物的结构和性质确定，以及其反应体系简单、干扰因素少和易于分析反应产物，模型物的研究工作可以为木质素的化学反应和结构的变化过程提供了重要的借鉴，并对木质素化学提出相应的普适性和针对性的结论，而含β‐O‐4醚键的木质素模型化合物二聚体备受关注。因此，将木质素模型化合物的苄醇甲基化对木质素降解制备单苯环化合物具有可持续发展的指导和实际意义。
传统的甲基化试剂有硫酸二甲酯、碘甲烷、氯甲烷或格式试剂，该工艺将醇羟基甲基化的同时也将酚羟基甲基化，以及它们一般均属于剧毒物质，不仅极大地危害人体健康，且强碱的使用使得对反应设备要求较高。因此作为绿色的甲基化试剂碳酸二甲酯用作甲基化试剂备受关注，然而碳酸二甲酯也可以同时将醇羟基和酚羟基甲基化，且反应工艺对设备或催化剂要求较高。Shah等人在微波加热下，利用氟化剂1‐chloromethyl‐4‐fluoro‐1,4‐diazoniabicyclo‐[2.2.2]octane bis(tetrafluoroborate)脱去TBS、TIPS和TBDPS醇羟基保护基时，同时会将脱保护基后的苄醇甲基化(The Journal of Organic Chemistry,2009,74(5):2179‐2182.)，尽管文章未阐述其机理，但其利用了微波通常可以加速化学反应的特点，而对于含β‐O‐4醚键的苄醇是否可以被有效地甲基化也并未探讨，且氟化剂危害人体健康和破坏环境。BiBr3催化苄醇甲基化时，催化反应8h后甲基化产物收率为92％(Tetrahedron Letters,2000,41(16):2891‐2894.)，而(Ir(cod)Cl)2催化反应24h后仅得到36％的甲基化产物(Angewandte Chemie International Edition,2011,50(24):5568‐5571.)。AlPW12O40(Journal of Molecular Catalysis A:Chemical,2005,227(1):97‐100.)、NaAuCl4(Chemistry‐A European Journal,2008,14(5):1518‐1523.)和NaHSO3(Tetrahedron,2013,69(1):310‐315.)使苄醇甲基化的同时也可以将伯醇甲基化，这意味着应用于木质素体系时将使木质素分子间的Cα‐醇羟基和Cγ‐醇羟基相互反应而导致分子量增大，从而影响后续木质素的降解。催化剂GaPW12O4和InPW12O40可以将苄醇甲基化且甲基化产物收率最高可达82％(Catalysis Communications,2013,30:19‐22)，以及含超分子配体催化剂K12Ga4L6(L＝N,N‐bis(2,3‐dihydroxybenzoyl)‐1,5‐diaminonaphthalene)可以使95％以上的苄醇甲基化(Journal of the American Chemical Society,2014,136(41):14409‐14412.)，但催化剂制备过程复杂。因此，发展一种绿色、安全、简单且高效地将木质素模型化合物苄醇甲基化的方法尤为迫切和重要。
发明内容
本发明的目的是针对现有苄醇甲基化的工艺技术存在的产物选择性低、操作危险、设备要求高和催化剂要求高等问题，提供一种应用微波促进木质素模型化合物苄醇甲基化的方法，选择性地得到高收率的甲基化产物，该发明技术绿色、简单、安全、高效地将各种木质素模型化合物的苄醇甲基化。
本发明的目的通过如下技术方案实施：
一种应用微波促进木质素模型化合物苄醇甲基化的方法，包括如下步骤：
1)将1重量份含苄醇的木质素模型化合物和0.005‐3重量份的催化剂加入到微波反应罐中，以20‐800重量份的甲醇为甲基化试剂，设置微波功率为50‐1000W，微波频率为2450MHz±15Hz，在50‐200℃下反应1‐60min，直接催化苄醇甲基化；
2)反应结束后，立即用冷水淬灭反应，反应液用乙酸乙酯萃取，取有机相旋干，粗产物经硅胶柱层析进一步分离提纯，流动相为乙酸乙酯与正己烷，最后得到甲基化产物。
为进一步实现本发明目的，优选地，所述木质素模型化合物为含苄醇的二聚体。
优选地，所述二聚体为2‐(2‐甲氧基苯氧基)‐1‐(4‐甲氧基苯基)‐1‐羟基‐3‐丙醇、1‐(4‐羟基苯基)‐2‐(2‐甲氧基苯氧基)‐1‐乙醇或2‐(2‐甲氧基苯氧基)‐1‐(3,4‐二甲氧基苯基)‐1‐羟基‐3‐丙醇。
优选地，所述催化剂为HNO3、Mg(NO3)2、Al(NO3)3、Mn(NO3)2、Fe(NO3)3、Co(NO3)2、Ni(NO3)2、Cu(NO3)2、Zn(NO3)2、H3PO4、Mg3(PO4)2、AlPO4、Mn3(PO4)2、FePO4、Co3(PO4)2、Ni3(PO4)2、Cu3(PO4)2、Zn3(PO4)2、H2SO4、MgSO4、Al2(SO4)3、MnSO4、Fe2(SO4)3、CoSO4、NiSO4、CuSO4、ZnSO4、HCl、MgCl2、AlCl3、MnCl2、FeCl3、CoCl2、NiCl2、CuCl2和ZnCl2中的一种或多种。
优选地，所述催化剂为A型、X型、Y型和ZSM型分子筛中的一种或多种。
优选地，步骤1)中木质素模型化合物与催化剂的质量比为100:1‐1:2。
优选地，步骤1)中木质素模型化合物与甲醇的质量比为1:20‐1:500。
优选地，所述微波功率为100‐800W。
优选地，所述微波频率为2450MHz。
优选地，步骤1)中反应温度为70‐180℃，反应时间3‐40min。
相对于现有技术，本发明具有如下突出优点和效果：
1、本发明技术直接以甲醇为甲基化试剂，利用微波均匀加热的热效应避免反应体系局部过热提高甲基化产物收率的同时，微波独特的非热效应提高了苄醇甲基化产物的选择性，从而选择性地得到高收率的甲基化产物。
2、本发明技术基于与伯醇或酚羟基相比，酸性质子更容易使仲醇质子化的原理，在优选条件下将木质素模型化合物的苄醇甲基化；
3、本发明技术使用简单、易得且无毒的催化剂，因此方法绿色、简单、安全和高效。
附图说明
图1为实施例1所述的2‐(2‐甲氧基苯氧基)‐1‐(4‐甲氧基苯基)‐1‐羟基‐3‐丙醇甲基化反应前后的核磁共振氢谱图对比图。
图2为实施例1所述的2‐(2‐甲氧基苯氧基)‐1‐(4‐甲氧基苯基)‐1‐甲氧基‐3‐丙醇的核磁共振碳谱图。
图3为实施例2所述的1‐(4‐羟基苯基)‐2‐(2‐甲氧基苯氧基)‐1‐乙醇甲基化反应前后的核磁共振氢谱图对比图。
图4为实施例2所述的1‐甲氧基‐1‐(4‐羟基苯基)‐2‐(2‐甲氧基苯氧基)‐乙烷的核磁共振碳谱图。
具体实施方式
为更好地理解本发明，下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的实施方式不限如此。
实施例1
取1重量份化合物2‐(2‐甲氧基苯氧基)‐1‐(4‐甲氧基苯基)‐1‐羟基‐3‐丙醇和1.8重量份Al(NO3)3加入到30重量份甲醇中，设置微波反应器的功率为50W，微波频率为2450MHz，微波辅助加热80℃下反应40min。反应结束后，立即用冷水淬灭反应，反应液用乙酸乙酯萃取，取有机相旋干，然后通过硅胶柱层析进一步分离提纯，流动相乙酸乙酯与正己烷的体积比为1：1,蒸干溶剂即得到甲基化产物。
取反应前的2‐(2‐甲氧基苯氧基)‐1‐(4‐甲氧基苯基)‐1‐羟基‐3‐丙醇和反应后得到的甲基化产物各4mg溶于0.5mL氘代二甲基亚砜(DMSO)中，进行核磁共振氢谱和核磁共振碳谱分析，甲基化反应前后的核磁共振氢谱图对比见图1。图1显示，与反应物各归属氢的信号峰对比，甲基化产物在化学位移3.13ppm处出现一个新的Cα‐甲氧基的信号峰，而Cγ‐醇羟基的信号峰仍然存在，这说明本发明方法选择性地将反应物的苄醇甲基化。甲基化产物的核磁共振碳谱图见图2，图2结果显示，化学位移为56.92ppm和57.06ppm处出现了烷基链的甲氧基信号峰，这进一步证明苄醇已经被甲基化。
实施例2
取1重量份化合物1‐(4‐羟基苯基)‐2‐(2‐甲氧基苯氧基)‐1‐乙醇和0.5重量份Mg3(PO4)2加入到50重量份甲醇中，设置微波反应器的功率为200W，微波频率为2450MHz，微波辅助加热150℃下反应30min。反应结束后，立即用冷水淬灭反应，反应液用乙酸乙酯萃取，取有机相旋干，然后通过硅胶柱层析进一步分离提纯，流动相乙酸乙酯与正己烷的体积比为1：2,蒸干溶剂即得到甲基化产物。
取反应前的1‐(4‐羟基苯基)‐2‐(2‐甲氧基苯氧基)‐1‐乙醇和反应后得到的甲基化产物各4mg溶于0.5mL氘代二甲基亚砜(DMSO)中，进行核磁共振氢谱和核磁共振碳谱分析，甲基化反应前后的核磁共振氢谱图对比见图3。图3显示，与反应物各归属氢的信号峰对比，甲基化产物在化学位移3.18ppm处出现一个新的Cα‐甲氧基的信号峰，而酚羟基的信号峰仍然存在，这说明本发明方法不会使酚羟基甲基化，而是选择性地将反应物的苄醇甲基化。甲基化产物的核磁共振碳谱图见图4，图4结果显示，化学位移为56.06ppm处出现了烷基链的甲氧基信号峰，这进一步证明苄醇已经被甲基化。结合实施例1结果分析，说明本方法可以有效且选择性地将苄醇甲基化。
实施例3
取1重量份化合物2‐(2‐甲氧基苯氧基)‐1‐(3,4‐二甲氧基苯基)‐1‐羟基‐3‐丙醇和0.03重量份MnCl2加入到150重量份甲醇中，设置微波反应器的功率为400W，微波频率为2450MHz，微波辅助加热180℃下反应3min。反应结束后，立即用冷水淬灭反应，反应液用乙酸乙酯萃取，取有机相旋干，然后通过硅胶柱层析进一步分离提纯，流动相乙酸乙酯与正己烷的体积比为2：1,蒸干溶剂即得到甲基化产物。
对比例1(对比实施例1)
取1重量份化合物1‐(4‐羟基苯基)‐2‐(2‐甲氧基苯氧基)‐1‐乙醇和1.8重量份Al2(SO4)3加入到30重量份甲醇中，在80℃下的高压反应釜反应40min。反应结束后，立即用冷水淬灭反应，反应液用乙酸乙酯萃取，取有机相旋干，然后通过硅胶柱层析进一步分离提纯，流动相乙酸乙酯与正己烷的体积比为1：2,蒸干溶剂即得到甲基化产物。
对比例2(对比实施例2)
取1重量份化合物1‐(4‐羟基苯基)‐2‐(2‐甲氧基苯氧基)‐1‐乙醇和0.5重量份Mg3(PO4)2加入到50重量份甲醇中，在150℃下的高压反应釜反应30min。反应结束后，立即用冷水淬灭反应，反应液用乙酸乙酯萃取，取有机相旋干，然后通过硅胶柱层析进一步分离提纯，流动相乙酸乙酯与正己烷的体积比为1：2,蒸干溶剂即得到甲基化产物。
对比例3(对比实施例3)
取1重量份化合物2‐(2‐甲氧基苯氧基)‐1‐(3,4‐二甲氧基苯基)‐1‐羟基‐3‐丙醇和0.03重量份MnCl2加入到150重量份甲醇中，在180℃下的高压反应釜反应3min。反应结束后，立即用冷水淬灭反应，反应液用乙酸乙酯萃取，取有机相旋干，然后通过硅胶柱层析进一步分离提纯，流动相乙酸乙酯与正己烷的体积比为2：1,蒸干溶剂即得到甲基化产物。
实施效果说明：
甲基化产物收率和甲基化产物选择性分别按下面的公式计算：
甲基化产物收率(％)＝甲基化产物的摩尔量/初始反应物的摩尔量×100％
甲基化产物选择性(％)＝甲基化产物的摩尔量/反应物转化的摩尔量×100％。表1为本发明实施例和对比例获得相应甲基化产物收率和选择性的数据。
表1实施例和对比例甲基化效果汇总
为了说明本发明的实施效果，将在微波反应器和常规高压反应器的数据进行对比，对比结果见表1。从表1可以看出，使用本发明的方法时(实施例1‐3)，相应的甲基化产物收率和选择性分别达到95％和94％以上。然而，微波反应器换成常规高压反应器，其他反应条件相同下反应后(对比实施例1‐3)，相应的甲基化产物收率和选择性明显低于对应的实施例。尽管本发明的物料配比利用常规加热也可以得到苄醇甲基化产物，但甲基化产物收率和选择性不够理想。可能由于微波均匀加热避免了常规高压反应釜常出现局部过热的缺点，从而避免了化合物进一步分解而使得在微波反应器反应时得到很高的甲基化产物收率和选择性。
表2为本发明应用于其它木质素模型化合物后的甲基化效果汇总。
表2其它木质素模型化合物甲基化效果汇总
为证明本发明的普遍性，对其它木质素模型化合物也进行了探讨。从表2可以看出，不同木质素单体(S、G和H)之间的苄醇使用本发明方法进行甲基化反应后，可以选择性地得到高收率的甲基化产物。因此，本方法应用微波可以更有效地使各种常用的木质素模型化合物上的苄醇甲基化，且整个工艺绿色、简单、安全和高效，对降解木质素制备单苯环化合物相关技术的发展有指导和实际意义。
Claims (7)
1.一种应用微波促进木质素模型化合物苄醇甲基化的方法，其特征在于包括如下步骤：
1)将1重量份含苄醇的木质素模型化合物和0.005‐3重量份的催化剂加入到微波反应罐中，以20‐800重量份的甲醇为甲基化试剂，设置微波功率为50‐1000W，微波频率为2450MHz±15Hz，在50‐200℃下反应1‐60min，直接催化苄醇甲基化；所述木质素模型化合物为含苄醇的二聚体；所述催化剂为HNO3、Mg(NO3)2、Al(NO3)3、Mn(NO3)2、Fe(NO3)3、Co(NO3)2、Ni(NO3)2、Cu(NO3)2、Zn(NO3)2、H3PO4、Mg3(PO4)2、AlPO4、Mn3(PO4)2、FePO4、Co3(PO4)2、Ni3(PO4)2、Cu3(PO4)2、Zn3(PO4)2、HCl、MgCl2、AlCl3、MnCl2、FeCl3、CoCl2、NiCl2、CuCl2和ZnCl2中的一种或多种；
2)反应结束后，立即用冷水淬灭反应，反应液用乙酸乙酯萃取，取有机相旋干，粗产物经硅胶柱层析进一步分离提纯，流动相为乙酸乙酯与正己烷，最后得到甲基化产物。
2.根据权利要求1所述的应用微波促进木质素模型化合物苄醇甲基化的方法，其特征在于：所述二聚体为2‐(2‐甲氧基苯氧基)‐1‐(4‐甲氧基苯基)‐1‐羟基‐3‐丙醇、1‐(4‐羟基苯基)‐2‐(2‐甲氧基苯氧基)‐1‐乙醇或2‐(2‐甲氧基苯氧基)‐1‐(3,4‐二甲氧基苯基)‐1‐羟基‐3‐丙醇。
3.根据权利要求1所述的应用微波促进木质素模型化合物苄醇甲基化的方法，其特征在于：步骤1)中木质素模型化合物与催化剂的质量比为100:1‐1:2。
4.根据权利要求1所述的应用微波促进木质素模型化合物苄醇甲基化的方法，其特征在于：步骤1)中木质素模型化合物与甲醇的质量比为1:20‐1:500。
5.根据权利要求1所述的应用微波促进木质素模型化合物苄醇甲基化的方法，其特征在于：所述微波功率为100‐800W。
6.根据权利要求1所述的应用微波促进木质素模型化合物苄醇甲基化的方法，其特征在于：所述微波频率为2450MHz。
7.根据权利要求1所述的应用微波促进木质素模型化合物苄醇甲基化的方法，其特征在于：步骤1)中反应温度为70‐180℃，反应时间3‐40min。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610493474.3A CN106117021B (zh) | 2016-06-27 | 2016-06-27 | 一种应用微波促进木质素模型化合物苄醇甲基化的方法 |
| PCT/CN2016/109054 WO2018000734A1 (zh) | 2016-06-27 | 2016-12-08 | 一种应用微波促进木质素模型化合物苄醇甲基化的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610493474.3A CN106117021B (zh) | 2016-06-27 | 2016-06-27 | 一种应用微波促进木质素模型化合物苄醇甲基化的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN106117021A CN106117021A (zh) | 2016-11-16 |
| CN106117021B true CN106117021B (zh) | 2018-06-19 |
Family
ID=57286076
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201610493474.3A Expired - Fee Related CN106117021B (zh) | 2016-06-27 | 2016-06-27 | 一种应用微波促进木质素模型化合物苄醇甲基化的方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN106117021B (zh) |
| WO (1) | WO2018000734A1 (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117105807B (zh) * | 2023-06-20 | 2024-02-20 | 南京先进生物材料与过程装备研究院有限公司 | 一种木质素基聚醚酰胺类表面活性剂及其制备方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104558202A (zh) * | 2015-01-20 | 2015-04-29 | 西安理工大学 | 一种甲基纤维素的绿色制备方法 |
| CN104558204A (zh) * | 2015-01-20 | 2015-04-29 | 西安理工大学 | 一种纤维素的绿色快速高效甲基化方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2765870B1 (fr) * | 1997-07-09 | 1999-09-03 | Rhodia Chimie Sa | Procede d'etherification d'un alcool de type benzylique |
| CN104250206B (zh) * | 2013-06-28 | 2016-06-29 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种乙二醇醚的制备方法 |
| CN104326883B (zh) * | 2014-09-18 | 2016-08-17 | 沈阳药科大学 | 一种金催化不对称醚的合成方法 |
-
2016
- 2016-06-27 CN CN201610493474.3A patent/CN106117021B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2016-12-08 WO PCT/CN2016/109054 patent/WO2018000734A1/zh active Application Filing
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104558202A (zh) * | 2015-01-20 | 2015-04-29 | 西安理工大学 | 一种甲基纤维素的绿色制备方法 |
| CN104558204A (zh) * | 2015-01-20 | 2015-04-29 | 西安理工大学 | 一种纤维素的绿色快速高效甲基化方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| ZnCl2温和有效地催化活泼亚甲基化合物与苄醇或烯丙醇的直接烷基化反应;吴俊等;《有机化学》;20091231;第29卷(第3期);462-465 * |
| 木质素改性产物的吸附与分散性能;邓永红等;《华南理工大学学报(自然科学版)》;20141031;第42卷(第10期);63-69 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2018000734A1 (zh) | 2018-01-04 |
| CN106117021A (zh) | 2016-11-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Yan et al. | Selective valorization of lignin to phenol by direct transformation of Csp2–Csp3 and C–O bonds | |
| Azizi et al. | Natural deep eutectic salt promoted regioselective reduction of epoxides and carbonyl compounds | |
| Ji et al. | Transition metal-free and substrate-selective oxidation of alcohols using water as an only solvent in the presence of β-cyclodextrin | |
| Peng et al. | Highly selective and green aqueous–ionic liquid biphasic hydroxylation of benzene to phenol with hydrogen peroxide | |
| Pan et al. | Fe (OTf) 3‐Catalyzed α‐Benzylation of Aryl Methyl Ketones with Electrophilic Secondary and Aryl Alcohols | |
| CN106478397B (zh) | 用于生产烷氧基苯酚和烷氧基-羟基苯甲醛的方法 | |
| Bernardo et al. | Deoxygenation of carbonyl compounds using an alcohol as an efficient reducing agent catalyzed by oxo-rhenium complexes | |
| Liu et al. | Recent advances in triarylmethane synthesis | |
| WO2014038989A1 (en) | CATALYTIC REDUCTIVE CLEAVAGE OF A β-Ο-4 BOND OF ETHERS OR POLYETHERS SUCH AS LIGNIN | |
| CN106117021B (zh) | 一种应用微波促进木质素模型化合物苄醇甲基化的方法 | |
| Huang et al. | Effect of zeolite solid acids on the in situ hydrogenation of bio-derived phenol | |
| Nowrouzi et al. | First direct access to 2-hydroxybenzophenones via nickel-catalyzed cross-coupling of 2-hydroxybenzaldehydes with aryl iodides | |
| Zanardi et al. | Synthesis of new chiral 1, 3-aminoalcohols derived from levoglucosenone and their application in asymmetric alkylations | |
| Ma et al. | Synthesis of acylhydroquinones through visible-light-mediated hydroacylation of quinones with α-keto acids | |
| Gambarotti et al. | Selective monoetherification of 1, 4-hydroquinone promoted by NaNO2 | |
| Kharasch et al. | Factors determining the course and mechanisms of Grignard reactions. X. The oxidation of Grignard reagents—Effect of metallic catalysts | |
| Setamdideh et al. | Convenient reduction of carbonyl compounds to their corresponding alcohols with NaBH4/(NH4) 2C2O4 system | |
| Wang et al. | Light assisted O-alkylation of phenols to ethers using layered double oxides catalyst under green and mild conditions | |
| Wang et al. | Microwave‐promoted metal‐free α‐alkylation of ketones with cycloalkanes through cross‐coupling of C (sp3)− H bonds | |
| CN104529725B (zh) | 全氟辛基磺酸银催化炔烃水解合成酮的制备方法 | |
| Illuminati et al. | Ring closure reactions. III. Synthesis of some medium-sized cyclic aromatic ethers from o-(. omega.-bromoalkyl) phenols | |
| Lakouraj et al. | Amberlyst 15 supported nitrosonium ion as an efficient reagent for regeneration of carbonyl compounds from oximes, hydrazones and semicarbazones | |
| Klemm et al. | Alumina catalyzed reactions of hydroxyarenes and hydroaromatic ketones. VI. Mediation of alcohols in the reduction rearrangement of hexamethylcyclohexadienones | |
| CN100509729C (zh) | 一种合成白藜芦醇的方法 | |
| CN102432439A (zh) | 一种二醚型给电子体的制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20180619 |