CN109232224B - 一种2-苯基丙酸的制备方法 - Google Patents

一种2-苯基丙酸的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种2‑苯基丙酸的制备方法，包括以下步骤：（1）制备2‑苯基丙醛：将苯乙烯溶于甲醇中，加入催化剂乙酰丙酮二羰基铑和三乙胺，反应，收集馏分，得到2‑苯基丙醛；（2）制备2‑苯基丙酸：将2‑苯基丙醛溶于乙腈中，加入双氧水和磷酸二氢钠水溶液，再向体系中滴加次氯酸钠溶液，滴加完毕后反应，加入无水亚硫酸钠，静置分层，取有机相用水洗涤，蒸馏，然后减压蒸馏，收集馏分，得到2‑苯基丙酸。本发明在合成2‑苯基丙酸时，反应只需两步即可完成，减少了反应步骤，提高了反应收率，降低了成本，收率可达80%以上，转化率高，制备的产品质量稳定且纯度高。

Description

一种2-苯基丙酸的制备方法
技术领域
本发明属于有机化学合成技术领域，具体涉及一种2-苯基丙酸的制备方法。
背景技术
2-苯基丙酸是合成医药、农药的重要中间体，也可用来合成洛索洛芬。洛索洛芬钠制剂用于慢性关节炎，变形性关节炎，腰痛，肩周炎，颈肩综合症及手术后、拔牙后的镇痛和消炎等疾病的治疗都有显著功效，该品种具有较好的临床疗效和较少的副作用。2-苯基丙酸只需要两步即可合成洛索洛芬钠，是洛索洛芬钠的关键中间体。因此2-苯基丙酸的合成工艺、产品价格、质量等对洛索洛芬钠的成产有着至关重要的影响，若能研究出工艺简单，成本低廉的2-苯基丙酸制备方法，则可大大降低洛索洛芬钠的成本，因此2-苯基丙酸对于洛索洛芬钠的研究、生产以及在我国的推广应用具有重要的意义。
目前，制备2-苯基丙酸的方法主要包括：（1）苯乙烯与一定浓度的盐酸溶液反应生成2-氯乙基苯，2-氯乙基苯再经过氰化和水解后制备得到2-苯基丙酸；（2）以苯乙烯、氰化钠为原料，在一定温度和压力下，在碳酸氢钾和阻聚剂作用下反应得到2-苯基丙腈，2-苯基丙腈经过碱解、酸化得到2-苯基丙酸；（3）苯乙腈与碳酸二甲酯、硫酸二甲酯在甲醇钠催化下，反应得到2-（苯基氰基）丙酸甲酯，再经过碱水解反应和酸化反应制备得到2-苯基丙酸。以上方法，存在反应步骤多、用到剧毒物质、原子利用率不高、环保方面等诸多问题，不适宜进行工业化放大。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明提供一种2-苯基丙酸的制备方法，以苯乙烯为原料，通过氢甲酰化反应，生成2-苯基丙醛，再用双氧水/次氯酸钠进行氧化，制备得到2-苯基丙酸，纯度高，转化率可达90%以上，绿色环保，成本低廉。
一种2-苯基丙酸的制备方法，包括以下步骤：
（1）制备2-苯基丙醛：按照质量比1:1将苯乙烯溶于甲醇中，加入催化剂乙酰丙酮二羰基铑和三乙胺，将反应装置抽真空并用N2置换3次，搅拌升温至50～80℃，通入CO/H2混合气，在压力1～3MPa下反应5～8h，冷却至室温，过滤，将滤液在常压、60～70℃下蒸馏至无馏分流出，降至室温后，减压蒸馏，收集馏分，得到2-苯基丙醛；
（2）制备2-苯基丙酸：按照质量比1:6将步骤（1）制备得到的2-苯基丙醛溶于乙腈中，加入双氧水和磷酸二氢钠水溶液，控制反应温度为0～20℃，再向体系中滴加次氯酸钠溶液，滴加完毕后反应4-6h，加入无水亚硫酸钠常温搅拌0.5h，静置分层，取有机相用水洗涤一次，在常压、80-90℃下蒸馏至无馏分流出，然后减压蒸馏，收集馏分，得到2-苯基丙酸。
优选地，步骤（1）中所述乙酰丙酮二羰基铑与苯乙烯的质量比为（2-8）：10000；所述三乙胺与苯乙烯的体积比为（3-8）：100。
优选地，步骤（1）中所述CO/H2混合气中CO与H2的体积比为1：（1～3）。
优选地，步骤（2）中所述2-苯基丙醛、磷酸二氢钠、次氯酸钠的摩尔比为1：（0.5～0.8）：（1.5～2.0）；次氯酸钠与双氧水的摩尔比为（1～2）：1。
优选地，步骤（2）中所述双氧水的质量浓度为30%。
优选地，步骤（1）中所述减压蒸馏的条件为：12mmHg、92～94℃。
优选地，步骤（2）中所述减压蒸馏的条件为：760mmHg、260～262℃。
本发明的反应方程式如下：
Figure 518063DEST_PATH_IMAGE002
。
本发明的优点：
1. 本发明在合成2-苯基丙酸时，反应只需两步即可完成，减少了反应步骤，提高了反应收率，降低了成本，收率可达80%以上，转化率高，制备的产品质量稳定且纯度高； 2.本发明在合成2-苯基丙酸时，主要步骤包括氢甲酰化反应和氧化反应，这两类反应工艺简单，原子经济性高，绿色环保，适合工业化生产。
附图说明
图1 为本发明实施例1制备的2-苯基丙醛的气相色谱谱图。
图2 为本发明实施例1制备的2-苯基丙酸的气相色谱谱图。
图3 为本发明实施例1制备的2-苯基丙酸的气相质谱谱图。
具体实施方式
实施例1
一种2-苯基丙酸的制备方法，包括以下步骤：
（1）制备2-苯基丙醛：在250mL高压反应釜中，将45g苯乙烯溶于45g甲醇中，加入催化剂乙酰丙酮二羰基铑0.018g、苯乙烯体积0.06倍的三乙胺，抽真空并用N2置换3次，搅拌升温至75℃，通入CO/H2混合气，在压力1.5～2.0MPa下反应7h，冷却至室温，过滤，将滤液在常压、60～70℃下蒸馏至无馏分流出，降至室温后，减压蒸馏，在12mmHg下收集92～94℃的馏分，得到53.5g无色液体，即为2-苯基丙醛，收率92.3%，气相色谱检测纯度98.3%（图1）；其中，所述CO/H2混合气中CO与H2的体积比为1：1；
（2）制备2-苯基丙酸：在三口瓶中，取50g步骤（1）制备得到的2-苯基丙醛溶于300g乙腈中，加入30%双氧水和质量浓度25.4%的磷酸二氢钠水溶液，控制反应温度为0～10℃，再向体系中滴加质量浓度5%的次氯酸钠溶液，滴加完毕后反应6h，加入6g无水亚硫酸钠常温搅拌0.5h，静置分层，取有机相用水洗涤一次，在常压、80-90℃下蒸馏至无馏分流出，然后减压蒸馏，在760mmHg下收集260～262℃的馏分，得47.6g无色液体，即为2-苯基丙酸，收率85.1%，气相色谱检测纯度99.6%（图2）；其中，2-苯基丙醛、磷酸二氢钠、次氯酸钠的摩尔比为1：0.7：1.2；次氯酸钠与双氧水的摩尔比为1:1.5。
对产物做气相质谱检测，结果见图3，由图3可知，质谱解析：150处的峰是2-苯基丙酸的分子离子峰，105处的峰是2-苯基丙酸脱掉一个羧基的碎片峰，91处的峰是2-苯基丙酸脱掉一个羧基和一个甲基的碎片峰，79处的峰是苯环的特征峰，由以上数据可以推断出该化合物就是2-苯基丙酸。
实施例2
一种2-苯基丙酸的制备方法，包括以下步骤：
（1）制备2-苯基丙醛：在250mL高压反应釜中，将45g苯乙烯溶于45g甲醇中，加入催化剂乙酰丙酮二羰基铑0.027g、苯乙烯体积0.06倍的三乙胺，抽真空并用N2置换3次，搅拌升温至65℃，通入CO/H2混合气，在压力1.5～2.0MPa下反应7h，冷却至室温，过滤，将滤液在常压、60～70℃下蒸馏至无馏分流出，降至室温后，减压蒸馏，在12mmHg下收集92～94℃的馏分，得到52.4g无色液体，即为2-苯基丙醛，收率90.4%，气相色谱检测纯度98.0%；其中，所述CO/H2混合气中CO与H2的体积比为1：3；
（2）制备2-苯基丙酸：在三口瓶中，将50g步骤（1）制备得到的2-苯基丙醛溶于300g乙腈中，加入30%双氧水和质量浓度25.4%的磷酸二氢钠水溶液，控制反应温度为0～10℃，再向体系中滴加质量浓度5%的次氯酸钠溶液，滴加完毕后反应6h，加入6g无水亚硫酸钠常温搅拌0.5h，静置分层，取有机相用水洗涤一次，在常压、80-90℃下蒸馏至无馏分流出，然后减压蒸馏，在760mmHg下收集260～262℃的馏分，得46.0g无色液体，即为2-苯基丙酸，收率82.3%，气相色谱检测纯度98.8%。其中，2-苯基丙醛、磷酸二氢钠、次氯酸钠的摩尔比为1：0.5：1.5；次氯酸钠于双氧水的摩尔比为1:1。
实施例3
一种2-苯基丙酸的制备方法，包括以下步骤：
（1）制备2-苯基丙醛：在250mL高压反应釜中，将45g苯乙烯溶于45g甲醇中，加入催化剂乙酰丙酮二羰基铑0.027g、苯乙烯体积0.06倍的三乙胺，抽真空并用N2置换3次，搅拌升温至80℃，通入CO/H2混合气，在压力2.0～2.5MPa下反应7h，冷却至室温，过滤，将滤液在常压、60～70℃下蒸馏至无馏分流出，降至室温后，减压蒸馏，在12mmHg下收集92～94℃的馏分，得到53.6g无色液体，即为2-苯基丙醛，收率92.5%，气相色谱检测纯度98.3%；其中，所述CO/H2混合气中CO与H2的体积比为1：2；
（2）制备2-苯基丙酸：在三口瓶中，将50g步骤（1）制备得到的2-苯基丙醛溶于300g乙腈中，加入 30%双氧水和质量浓度25.4%的磷酸二氢钠水溶液，控制反应温度为10-20℃，再向体系中滴加质量浓度5%的次氯酸钠溶液，滴加完毕后反应6h，加入6g无水亚硫酸钠常温搅拌0.5h，静置分层，取有机相用水洗涤一次，在常压、80-90℃下蒸馏至无馏分流出，然后减压蒸馏，在760mmHg下收集260～262℃的馏分，得48.2g无色液体，即为2-苯基丙酸，收率86.1%，气相色谱检测纯度99.2%。其中，2-苯基丙醛、磷酸二氢钠、次氯酸钠的摩尔比为1：0.5：0.8；次氯酸钠于双氧水的摩尔比为1:2。
实施例4
一种2-苯基丙酸的制备方法，包括以下步骤：
（1）制备2-苯基丙醛：在250mL高压反应釜中，将45g苯乙烯溶于45g甲醇中，加入催化剂乙酰丙酮二羰基铑0.009g、苯乙烯体积0.03倍的三乙胺，抽真空并用N2置换3次，搅拌升温至50℃，通入CO/H2混合气，在压力1.0～1.5MPa下反应8h，冷却至室温，过滤，将滤液在常压、60～70℃下蒸馏至无馏分流出，降至室温后，减压蒸馏，在12mmHg下收集92～94℃的馏分，得到 50.9g无色液体，即为2-苯基丙醛，收率87.9%，气相色谱检测纯度 98.1%；其中，所述CO/H2混合气中CO与H2的体积比为1：2；
（2）制备2-苯基丙酸：在三口瓶中，将50g步骤（1）制备得到的2-苯基丙醛溶于300g乙腈中，加入30%双氧水和质量浓度25.4%的磷酸二氢钠水溶液，控制反应温度为10-20℃，再向体系中滴加质量浓度5%的次氯酸钠溶液，滴加完毕后反应4h，加入6g无水亚硫酸钠常温搅拌0.5h，静置分层，取有机相用水洗涤一次，在常压、80-90℃下蒸馏至无馏分流出，然后减压蒸馏，在760mmHg下收集260～262℃的馏分，得 44.9g无色液体，即为2-苯基丙酸，收率80.2%，气相色谱检测纯度98.1%；其中，2-苯基丙醛、磷酸二氢钠、次氯酸钠的摩尔比为1：0.5：1.5；次氯酸钠与双氧水的摩尔比为1：1。
实施例5
一种2-苯基丙酸的制备方法，包括以下步骤：
（1）制备2-苯基丙醛：在250mL高压反应釜中，将45g苯乙烯溶于45g甲醇中，加入催化剂乙酰丙酮二羰基铑0.036g、苯乙烯体积0.03倍的三乙胺，抽真空并用N2置换3次，搅拌升温至50℃，通入CO/H2混合气，在压力2.5～3.0MPa下反应5h，冷却至室温，过滤，将滤液在常压、60～70℃下蒸馏至无馏分流出，降至室温后，减压蒸馏，在12mmHg下收集92～94℃的馏分，得到53.7g无色液体，即为2-苯基丙醛，收率92.8%，气相色谱检测纯度98.2%；其中，所述CO/H2混合气中CO与H2的体积比为1：2；
（2）制备2-苯基丙酸：在三口瓶中，将50g步骤（1）制备得到的2-苯基丙醛溶于300g乙腈中，加入30%双氧水和质量浓度25.4%的磷酸二氢钠水溶液，控制反应温度为10-20℃，再向体系中滴加质量浓度5%的次氯酸钠溶液，滴加完毕后反应5h，加入6g无水亚硫酸钠常温搅拌0.5h，静置分层，取有机相用水洗涤一次，在常压、80-90℃下蒸馏至无馏分流出，然后减压蒸馏，在760mmHg下收集260～262℃的馏分，得45.7g无色液体，即为2-苯基丙酸，收率81.6%，气相色谱检测纯度98.7%；其中，2-苯基丙醛、磷酸二氢钠、次氯酸钠的摩尔比为1：0.8：2.0；次氯酸钠与双氧水的摩尔比为1.5：1。
对实施例2-5得到的产物做气相质谱检测，结果与图3相似，可知，本发明最终制备的物质为2-苯基丙酸。

Claims (5)

1.一种2-苯基丙酸的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）制备2-苯基丙醛：按照质量比1:1将苯乙烯溶于甲醇中，加入催化剂乙酰丙酮二羰基铑和三乙胺，将反应装置抽真空并用N2置换3次，搅拌升温至50～80℃，通入CO/H2混合气，在压力1～3MPa下反应5～8h，冷却至室温，过滤，将滤液在常压、60～70℃下蒸馏至无馏分流出，降至室温后，减压蒸馏，收集馏分，得到2-苯基丙醛；
（2）制备2-苯基丙酸：按照质量比1:6将步骤（1）制备得到的2-苯基丙醛溶于乙腈中，加入双氧水和质量浓度25.4%的磷酸二氢钠水溶液，控制反应温度为0～20℃，再向体系中滴加质量浓度5%的次氯酸钠溶液，滴加完毕后反应4-6h，加入无水亚硫酸钠常温搅拌0.5h，静置分层，取有机相用水洗涤一次，在常压、80-90℃下蒸馏至无馏分流出，然后减压蒸馏，收集馏分，得到2-苯基丙酸；
其中，步骤（1）中所述乙酰丙酮二羰基铑与苯乙烯的质量比为（2-8）：10000；所述三乙胺与苯乙烯的体积比为（3-8）：100。
2.根据权利要求1所述2-苯基丙酸的制备方法，其特征在于：步骤（1）中所述CO/H2混合气中CO与H2的体积比为1：（1～3）。
3.根据权利要求1所述2-苯基丙酸的制备方法，其特征在于：步骤（2）中所述2-苯基丙醛、磷酸二氢钠、次氯酸钠的摩尔比为1：（0.5～0.8）：（1.5～2.0）；次氯酸钠与双氧水的摩尔比为（1～2）：1。
4.根据权利要求1或3所述2-苯基丙酸的制备方法，其特征在于：步骤（2）中所述双氧水的质量浓度为30%。
5.根据权利要求1所述2-苯基丙酸的制备方法，其特征在于：步骤（1）中所述减压蒸馏的条件为：12mmHg、92～94℃。
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