CN106187725B - 对羟基苯甲醛及其衍生物的醚化方法 - Google Patents

对羟基苯甲醛及其衍生物的醚化方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种对羟基苯甲醛及其衍生物的醚化方法。本发明通过在水溶液中将对羟基苯甲醛及其衍生物与单卤代甲烷反应合成相应的甲醚化合物。具体操步骤如下：首先在高压釜内，将计量的对羟基苯甲醛及其衍生物、水与碱加入到高压釜内，然后通入单卤代甲烷到一定压力，加热至反应所需温度进行反应，反应进行一定时间后，通过补加碱溶液提高反应转化率；反应结束后，回收卤代甲烷，用酸中和至体系的pH值到3‑4，分层得到醚化粗产物，醚化粗产物用碱液处理得到醚化产物，碱液可用于下批反应。本发明具有工艺简单，收率高，三废少的特点。

Description

对羟基苯甲醛及其衍生物的醚化方法
技术领域
本发明涉及精细化学品的合成技术领域，具体的说，涉及一种对羟基苯甲醛及其衍生物的醚化方法。
背景技术
对羟基苯甲醛及其衍生物通过醚化反应可以合成大茴香醛、藜芦醛与3,4,5-三甲氧基苯甲醛等重要精细化学品。如大茴香醛大茴香醛可用于日用香精和食用香精，也可用来合成缩醛类高档新型香料、茴香醇、茴香酸及其酯类化合物、茴香腈、茴香丙酮、茴香酰胺及茴香肟等的原料。作为医药中间体，一般常用在合成抗菌剂、血管扩张剂、抗组胺剂等药品上，如茴香酰甘氨酸、茴香霉素、羟胺苄青霉素等。在合成化妆品上，对氧基基肉桂酸酯类是一种优良的安全性好的防晒剂。此外还可以用来制备功能性高分子材料如聚二茂铁-大茴香醛。而黎芦醛是一种重要的合成香料，也是一种重要的医药中间体和化工原料。主要用于合成医药中间体，可以合成抗过敏曲尼司特药物、降压药呱唑嗪和治疗关节类的四氢巴马腾等药物的原料。还可以用于抗生素类药物合成，如维拉烟肼、甲基多巴、卡比多巴等。而3,4,5-三甲氧基苯甲醛是五倍子、塔拉等没食子单宁的一种衍生物，也可用作磺胺增效剂、抗菌增效剂TMP的重要中间体，是重要的有机合成中间体，广泛用于药物合成等领域。
对羟基苯甲醛及其衍生物可以通过在碱存在下与硫酸二甲酯、碳酸二甲酯等反应获得其醚化产物。当使用硫酸二甲酯时，因其是剧毒品，在使用全过程均需要严格监控，以免引起中毒事故；且在反应过程中只能利用硫酸二甲酯中一个甲基，反应结束后还生成硫酸单甲酯副产物需要通过高温分解处理。碳酸二甲酯是一种比硫酸二甲酯更安全、环保的醚化试剂，但其价格明显高于硫酸二甲酯，所以多数情况下生产企业还是会选择使用硫酸二甲酯。
氯甲烷与溴甲烷在合适条件下，也能与酚羟基反应生成苯甲醚类化合物，但在碱性条件下会和水与碱反应生成甲醇与卤代盐，所以单卤代甲烷与酚羟基进行醚化反应往往在无水条件下进行。在无水条件下进行反应，就需要引入一种非水溶剂，一般选择甲醇、乙醇、甲苯等有机溶剂。但随着溶剂的引入，反应结束后-需要回收大量的溶剂，也需要解决溶剂与产物的分离问题，从而产生能耗。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种以水为溶剂，通过控制反应的pH值来防止单卤代甲烷与碱发生副反应的对羟基苯甲醛及其衍生物的醚化方法；同时采用反萃取法高效回收未反应的原料，并用于下批反应来减少原料的损耗；本发明可以有效提高单卤代甲烷的利用率，可以减少三废，并降低目标产物的生成成本。
本发明的技术方案具体介绍如下。
本发明提供一种对羟基苯甲醛及其衍生物的醚化方法，其通过在水溶液中将对羟基苯甲醛及其衍生物与单卤代甲烷反应合成相应的甲醚化合物；具体步骤如下：
在高压釜中加入对羟基苯甲醛或其衍生物与碱的水溶液，通过碱控制体系的pH值在5-8之间，盖上高压釜，用水泵抽出釜中大部分空气，充入单卤代甲烷气体，使得釜内压力在0.4-2.0MPa之间，启动搅拌，加热升温至80-130℃进行反应，反应至內压基本不降后，用泵向釜内缓慢加入碱液，碱液加入速度以维持反应液的pH值在5-9之间，停止加入碱后继续保温反应1～3小时；最后，通过减压阀放出多余单卤代甲烷，反应液用酸中和至pH 3-4，反应液静置分层，得醚化粗产品，粗产品用碱液、水洗涤得到相应的甲醚化合物。
本发明中，对羟基苯甲醛或其衍生物为只有对位有羟基取代的苯甲醛化合物。优选的，对羟基苯甲醛的衍生物为香兰素或者3,5-二甲氧基-4-羟基苯甲醛。
本发明中，碱选自氢氧化钠、氢氧化钾、三乙胺与吡啶中任意一种或多种。
本发明中，碱液的质量百分比浓度在1.0％—100.0％之间。
本发明中，酸为盐酸或者硫酸。
和现有技术相比，本发明的有益效果在于：
(1)工艺简单；
(2)收率达到95±3％，收率高；
(3)在水中反应，同时避免使用硫酸二甲酯，绿色环保。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的技术方案进一步详细说明。
实施例1
在1升高压釜中，加入香兰素152.0g(1.0mol)，氢氧化钠32.0g(0.80mol)和水370.0g。盖好高压釜，用水泵减压至-0.098Mpa，然后通入氯甲烷，用减压阀控制釜内压力在2.0MPa。启动搅拌，升温(开始设置温度80.0℃)，启动反应，反应会自然升温，然后控制反应温度在80-90℃，大约反应3h，开始用泵向高压釜内缓慢打入20.0％氢氧化钠溶液，使反应的pH值维持在5-8之间，约10小时内共泵入10.0％液碱100ml。停止泵入液碱，继续反应约2小时，反应结束，排出未反应氯甲烷。冷却至50-60℃，用少量硫酸调节水相pH值至3.8。油水分层得藜芦醛初品，气相分析，产物含量90.1％(原料香兰素9.9％)。初品用400.0克10.0％氢氧化钠洗涤一次，再用50ml水洗涤一次得藜芦醛成品149.6g，纯度99.9％。
实施例2
在1升高压釜中，加入香兰素152.0g(1.0mol)，氢氧化钾54.5g(0.97mol)和水360.0g。盖好高压釜，用水泵减压至-0.098Mpa，然后通入氯甲烷，用减压阀控制釜内压力在0.8MPa。启动搅拌，升温(开始设置温度100.0℃)，启动反应，反应会自然升温，然后控制反应温度在95-105℃，大约反应1h，开始用泵向高压釜内缓慢打入2.0％氢氧化钾溶液，使反应的pH值维持在6-8之间，约3小时内共泵入2.0％液碱80ml。停止泵入液碱，继续反应约1小时，反应结束，排出未反应氯甲烷。冷却至50-60℃，用少量硫酸调节水相Ph值至3.2。油水分层得藜芦醛初品，气相分析，产物含量92.0％(原料香兰素8.0％)。初品用400.0克12.3％氢氧化钾洗涤一次，再用50ml水洗涤一次得藜芦醛成品152.7g，纯度99.9％。
实施例3
在1升高压釜中，加入香兰素152.0g(1.0mol)，三乙胺100.0g(0.99mol)和水400.0g。盖好高压釜，用水泵减压至-0.098Mpa，然后通入溴甲烷，用减压阀控制釜内压力在0.4MPa。启动搅拌，升温(开始设置温度110.0℃)，启动反应，反应会自然升温，然后控制反应温度在105-115℃，大约反应2h，开始以0.5ml/min匀速向高压釜内缓慢打入三乙胺10.0g，然后保温反应约1小时，反应结束，排出未反应溴甲烷。冷却至50-60℃，用少量硫酸调节水相pH值至3.2。油水分层得藜芦醛初品，气相分析，产物含量92.0％(原料香兰素8.0％)。初品用400克20％三乙胺溶液洗涤一次，再用50ml水洗涤一次得藜芦醛成品152.7g，纯度99.9％。
实施例4
在1升高压釜中，加入香兰素144.4g(0.95mol)，实例1洗粗品用的400.0克10.0％氢氧化钠。盖好高压釜，用水泵减压至-0.098Mpa，然后通入氯甲烷，用减压阀控制釜内压力在2.0MPa。启动搅拌，升温(开始设置温度80.0℃)，启动反应，反应会自然升温，然后控制反应温度在80-90℃，大约反应3h，开始用泵向高压釜内缓慢打入20.0％氢氧化钠溶液，使反应的pH值维持在5-8之间，约10小时内共泵入10％液碱100ml。停止泵入液碱，继续反应约2小时，反应结束，排出未反应氯甲烷。冷却至50-60℃，用少量硫酸调节水相pH值至3.8。油水分层得藜芦醛初品，气相分析，产物含量91.5％(原料香兰素8.5％)。 初品用400.0克10.0％氢氧化钠洗涤一次，再用50ml水洗涤一次得藜芦醛成品151.9g，纯度99.9％。
实施例5
在1升高压釜中，加入对羟基苯甲醛122.0g(1.0mol)，氢氧化钠40.0g(1.0mol)和水360.0g。盖好高压釜，用水泵减压至-0.098Mpa，然后通入氯甲烷，用减压阀控制釜内压力在1.0MPa。启动搅拌，升温(开始设置温度90.0℃)，启动反应，反应会自然升温，然后控制反应温度在90-100℃，大约反应5h，开始用泵向高压釜内缓慢打入10.0％氢氧化钠溶液，使反应的pH值维持在7-9之间，约2小时内共泵入10.0％液碱50ml。停止泵入液碱，继续反应约2小时，反应结束，排出未反应氯甲烷。冷却至50-60℃，用少量硫酸调节水相pH值至4.0。油水分层得大茴香醛初品，气相分析，产物含量89.1％(原料香兰素10.9％)。初品用400克10.0％氢氧化钠洗涤一次，再用50ml水洗涤一次得大茴香醛成品121.2g，纯度100％。
实施例6
在1升高压釜中，加入丁香醛182.0g(1.0mol)，氢氧化钠28.0g(0.70mol)和水400.0g。盖好高压釜，用水泵减压至-0.098Mpa，然后通入氯甲烷，用减压阀控制釜内压力在2.0MPa。启动搅拌，升温(开始设置温度110.0℃)，启动反应，反应会自然升温，然后控制反应温度在120-130℃，大约反应2h，开始用泵向高压釜内缓慢打入10.0％氢氧化钠溶液，使反应的pH值维持在7-9之间，约3小时内共泵入10.0％液碱100ml。停止泵入液碱，继续反应约1小时，反应结束，排出未反应氯甲烷。冷却至50-60℃，用少量硫酸调节水相pH值至3.5。油水分层得3、4、5-三甲氧基苯甲醛初品，气相分析，产物含量88.5％(原料丁香醛11.4％)。初品用400克10.0％氢氧化钠洗涤一次，再用50ml水洗涤一次得3,4,5-三甲氧基苯甲醛成品175.2g，纯度99.0％。
以上所述内容仅为本发明构思下的基本说明，而依据本发明的技术方案所作的任何等效变换都在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种对羟基苯甲醛及其衍生物的醚化方法，其特征在于，其通过在水溶液中将对羟基苯甲醛及其衍生物与单卤代甲烷反应合成相应的甲醚化合物；对羟基苯甲醛的衍生物为香兰素或者3,5-二甲氧基-4-羟基苯甲醛；具体步骤如下：
在高压釜中加入对羟基苯甲醛或其衍生物与碱的水溶液，通过碱控制体系的pH值在5-8之间，盖上高压釜，用水泵抽出釜中大部分空气，充入单卤代甲烷气体，使得釜内压力在0.4-2.0MPa之间，启动搅拌，加热升温至80-130℃进行反应，反应至內压基本不降后，用泵向釜内缓慢加入碱液，碱液加入速度以维持反应液的pH值在5-9之间，停止加入碱后继续保温反应1-3小时；最后，通过减压阀放出多余单卤代甲烷，反应液用酸中和至pH 3-4，反应液静置分层，得醚化粗产品，粗产品用碱液、水洗涤得到相应的甲醚化合物。
2.如权利要求1所述的醚化方法，其特征在于，对羟基苯甲醛或其衍生物为只有对位有羟基取代的苯甲醛化合物。
3.如权利要求1所述的醚化方法，其特征在于，碱选自氢氧化钠、氢氧化钾、三乙胺与吡啶中任意一种或多种。
4.如权利要求1所述的醚化方法，其特征在于，碱液的质量百分比浓度在1.0％～100.0％之间。
5.如权利要求1所述的醚化方法，其特征在于，酸为盐酸或者硫酸。
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