CN109796312A - 一种3-羟基联苯的合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种3‑羟基联苯的合成方法,其特征在于,包括如下步骤:在惰性气体或N2气体保护下,以THF为溶剂,3‑溴苯甲醚与镁屑反应,得到格氏试剂;将格氏试剂在催化剂dpppNiCl2存在的条件下与溴苯反应,滴加酸溶液淬灭反应,先分层,将水相经萃取、分液,将所得有机相合并后,依次经洗涤、干燥、浓缩、蒸馏处理后得到中间体3‑甲氧基联苯;将3‑甲氧基联苯加入到冰乙酸中,再加入48%HBr溶液,加完后加热回流熟成,然后冷却,萃取、分液,将所得有机相合并后,依次经洗涤、干燥、浓缩处理、甲苯重结晶,得到3‑羟基联苯。本发明操作方便,反应易于控制,反应设备要求简单,整个工艺适合于工业化生产,制得的3‑羟基联苯GC纯度能达到99%以上,总收率60%以上。
Description
技术领域
本发明涉及一种高纯度3-羟基联苯的方法,属于有机新材料及医药中间体应用的合成技术领域。
背景技术
3-羟基联苯是一种重要的精细有机化工产品与有机中间体,用途广泛包括食品防腐杀菌、合成印染助剂、合成热稳定材料、制备新型阻燃剂等,以及应用于医药新药开发研究中。近几年,随着经济和科学技术的不断发展,使得3-羟基联苯的市场需求逐年增加。因此,开发一种合成高纯度的3-羟基联苯,并能实现工业化的方法非常重要。
有关3-羟基联苯的合成研究,很多国内外文献都进行了报道,一般都是利用Suzuki偶联反应,即在碱(K2CO3、K3PO4、NaOH等)的作用下钯催化(Pd(PPh3)4或PdCl2(PPh3)2)的有机芳香硼化物(3-羟基苯硼酸或苯硼酸)与卤代芳香苯(溴苯或3-溴苯酚)等交叉偶联反应,来合成3-羟基联苯,但都存在一个问题,反应后处理繁琐,产品纯化难度大,最重要是使用了昂贵的金属钯催化剂,成本高,不适合工业化生产。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种低成本、高收率、纯化工艺简单、操作方便的适合于工业化生产的合成3-羟基联苯的工艺方法。
为了解决上述技术问题,本发明提供了一种3-羟基联苯的合成方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤1):在惰性气体或N2气体保护下,以THF为溶剂,3-溴苯甲醚与镁屑反应,得到格氏试剂;
步骤2):将步骤1)得到的格氏试剂在催化剂dpppNiCl2存在的条件下与溴苯反应,滴加酸溶液淬灭反应,先分层,将水相经萃取、分液,将所得有机相合并后,依次经洗涤、干燥、浓缩、蒸馏处理后得到中间体3-甲氧基联苯;
步骤3):将步骤2)得到的中间体3-甲氧基联苯加入到冰乙酸中,再加入48%HBr溶液,加完后加热回流熟成,然后冷却,萃取、分液,将所得有机相合并后,依次经洗涤、干燥、浓缩处理后得到粗品,最后经甲苯重结晶,就得到纯品3-羟基联苯。
优选地,所述步骤1)中3-溴苯甲醚与镁屑反应需在62~65℃条件下熟成1h。
优选地,所述步骤1)中3-溴苯甲醚与镁屑的摩尔比为1:1.05~1.1。
优选地,所述步骤2)中所述的“将步骤1)得到的格氏试剂在催化剂dpppNiCl2存在的条件下与溴苯反应”的具体步骤包括:将步骤1)得到的格氏试剂先加入催化剂dpppNiCl2,然后滴加溴苯,滴加完后熟成,冷却。
优选地,所述步骤2)中的酸溶液为稀盐酸溶液。
优选地,所述的步骤2)采用的萃取剂为异丙醚。
更优选地,所述的步骤2)具体包括:将步骤1)得到的格氏试剂冷却至5~10℃条件下,先加入催化剂dpppNiCl2,再滴加溴苯,滴加完后先内温40℃反应1h,接着回流反应3h;冷却至5~10℃,滴加稀盐酸淬灭反应,先分层,水相再用异丙醚来萃取1次,分液,将所得有机相合并后,依次经饱和食盐水、饱和碳酸氢钠溶液洗涤1次,无水硫酸镁干燥,浓缩后的浓缩液再减压蒸馏,收集馏分得到中间体3-甲氧基联苯。
进一步地,所述减压蒸馏收集的馏分为120~126℃/3mmHg馏分。
优选地,所述步骤1)中3-溴苯甲醚与步骤2)中dpppNiCl2,溴苯的摩尔比为1:0.001:0.8~1.0。
优选地,所述的步骤3)采用的萃取剂为甲苯,萃取前先加水。
优选地,所述步骤3)具体包括:将步骤2)得到的中间体3-甲氧基联苯加入到冰乙酸中,再加入48%HBr溶液,加完后加热回流,内温控制在105~110℃熟成2h;冷却至20~25℃,依次加入水、甲苯,搅拌分层,水相再用甲苯萃取1次,分液,将所得有机相合并后,依次经5%亚硫酸钠溶液、饱和碳酸氢钠溶液洗涤1次,无水硫酸镁干燥,过滤、浓缩处理后得到粗品,最后经甲苯重结晶,就得到纯品3-羟基联苯。
更优选地,所述冰乙酸的体积为3-甲氧基联苯重量的3~4L/kg,所述48%HBr的体积为3-甲氧基联苯重量的3~4L/kg。
更优选地,所述重结晶甲苯的体积为粗品重量的7~8L/kg。
本发明采用工业上易得的3-溴苯甲醚、溴苯、镁屑、48%HBr溶液为主原料,便宜的催化剂二氯[1,3-双(二苯基膦基)丙烷]镍(II)简称:dpppNiCl2,THF、冰乙酸为有机溶剂,两步合成得到目标产物粗品,再经甲苯重结晶,就得到高纯度产品3-羟基联苯,GC纯度达到99%以上,总收率为60%以上。
与现有技术相比,本发明的有益效果如下:
1.本发明采用的合成主原料3-溴苯甲醚、溴苯、镁屑、48%HBr溶液、催化剂二氯[1,3-双(二苯基膦基)丙烷]镍(II)简称:dpppNiCl2等均属廉价易得、工业化产品,反应条件温和,操作方便,反应易于控制,反应设备要求简单,整个工艺适合于工业化生产;
2.本发明采用2步合成了3-羟基联苯,控制好每步的反应温度及物料的投量比,中间体3-甲氧基联苯经过减压蒸馏去除杂质,目的物粗品再经过甲苯重结晶,纯化后得到高纯度产品,GC纯度达到99%以上,总收率为60%以上。
附图说明
图1为本发明的合成过程示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例,进一步阐述本发明。应理解,这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解,在阅读了本发明讲授的内容之后,本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改,这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
本发明的合成过程的化学方程式如下:
实施例1
本实施例提供了一种合成3-羟基联苯的工艺方法,具体合成步骤如下:
(1)准备10L玻璃反应釜,N2保护,依次加入镁屑(171g,7.12mol)、800ml溶剂THF,然后加热至62~64℃,滴加3-溴苯甲醚(1.27kg,6.78mol)的THF(2L)溶液,一直保持微沸条件下滴加,滴加完后,在62~65℃条件下熟成1h,使3-溴苯甲醚与镁屑反应得到格氏试剂;
(2)冰水浴将步骤(1)制得的格氏试剂冷却至5~10℃下,先加入催化剂dpppNiCl2(3.5g,6.45mmol),再滴加溴苯(845g,5.38mol),滴加速度控制在1.0~1.5h内,滴加完后先内温40℃反应1h,然后在68℃回流反应3h;反应结束后,将反应液冷却至5~10℃,滴加600ml浓盐酸+2.0L水混合液猝灭反应,淬灭完成后,静置分层,下层水相,再用异丙醚(2L×1)萃取,分液,将所得有机相合并后,依次经饱和食盐水(3L×1)、饱和碳酸氢钠溶液(3L×1)洗涤,无水硫酸镁(100g)干燥4h,过滤,滤液再进行浓缩,得到1.11kg黄色液体。粗品再进行减压蒸馏,收集:120~126℃/3mmHg馏分,即为纯的794g中间体3-甲氧基联苯,产率为:80%。
(3)准备10L玻璃反应釜,先依次加入3.0L冰乙酸、中间体3-甲氧基联苯(1.0kg,5.4mol),3L 48%HBr溶液,加完后加热回流,内温控制在105~110℃熟成2h;,反应结束后,将上述反应液冷却至20~25℃,转移至20L容器中,再依次加入3L水、5L甲苯,搅拌分层,水相再用甲苯(3L×1)萃取,分液,将所得有机相合并后,依次经5%亚硫酸钠溶液(3L×1)、饱和碳酸氢钠溶液(3L×1)洗涤,无水硫酸镁(150g)干燥4h,过滤,滤液再进行浓缩,得到1.2kg黄色固体粗品。将1.2kg粗品加入到8.4L甲苯中,加热回流,冷却至室温后,放置-5~-10℃条件下,静置3h,有大量白色结晶析出,抽滤、真空干燥(40℃)48h,得到762g纯品3-羟基联苯,产率为:82.5%。
上述制得的化合物的核磁共振处理数据、GC、MP经检测如下:
1H-NMR(DMSO,400MHz,δppm):δ=4.75(1H,s),6.83(1H,m),7.06(1H,d),7.18(1H,d),7.31(2H,m),7.43(2H,m),7.56(2H,m)
GC:99.4%
MP:79℃
由上述数据可知,上述制得的化合物即为3-羟基联苯,总收率为66%。
实施例2
本实施例提供了一种合成3-羟基联苯的工艺方法,具体合成步骤如下:
(1)准备10L玻璃反应釜,N2保护,依次加入镁屑(179g,7.46mol)、800ml溶剂THF,然后加热至62~64℃,滴加3-溴苯甲醚(1.27kg,6.78mol)的THF(2L)溶液,一直保持微沸条件下滴加,滴加完后,在62~65℃条件下熟成1h,使3-溴苯甲醚与镁屑反应得到格氏试剂;
(2)冰水浴将步骤(1)制得的格氏试剂冷却至5~10℃下,先加入催化剂dpppNiCl2(3.5g,6.45mmol),再滴加溴苯(1064g,6.78mol),滴加速度控制在1.5~2.0h内,滴加完后先内温40℃反应1h,然后68℃回流反应3h;反应结束后,将反应液冷却至5~10℃,滴加600ml浓盐酸+2.0L水混合液,淬灭完成后,静置分层,下层水相,再用异丙醚(2L×1)萃取,分液,将所得有机相合并后,依次经饱和食盐水(3L×1)、饱和碳酸氢钠溶液(3L×1)洗涤,无水硫酸镁(100g)干燥4h,过滤,滤液再进行浓缩,得到1.2kg黄色液体。粗品再进行减压蒸馏,收集:120~126℃/3mmHg馏分,即为纯的814g中间体3-甲氧基联苯,产率为:82%。
(3)准备10L玻璃反应釜,先依次加入4.0L冰乙酸、中间体3-甲氧基联苯(1.0kg,5.4mol),4L 48%HBr溶液,加完后加热回流,内温控制在105~110℃熟成2h;,反应结束后,将上述反应液冷却至20~25℃,转移至20L容器中,再依次加入3L水、5L甲苯,搅拌分层,水相再用甲苯(3L×1)萃取,分液,将所得有机相合并后,依次经5%亚硫酸钠溶液(3L×1)、饱和碳酸氢钠溶液(3L×1)洗涤,无水硫酸镁(150g)干燥4h,过滤,滤液再进行浓缩,得到1.15kg黄色固体粗品。将1.2kg粗品加入到8.4L甲苯中,加热回流,冷却至室温后,放置-5~-10℃条件下,静置3h,有大量白色结晶析出,抽滤、真空干燥(40℃)48h,得到748g纯品3-羟基联苯,产率为:81%。
上述制得的化合物的核磁共振处理数据、GC、MP经检测如下:
1H-NMR(DMSO,400MHz,δppm):δ=4.89(1H,s),6.80(1H,m),7.06(1H,d),7.28(1H,d),7.32(2H,m),7.42(2H,m),7.56(2H,m)
GC:99.2%
MP:79℃
由上述数据可知,上述制得的化合物即为3-羟基联苯,总收率为66.4%。
Claims (9)
1.一种3-羟基联苯的合成方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤1):在惰性气体或N2气体保护下,以THF为溶剂,3-溴苯甲醚与镁屑反应,得到格氏试剂;
步骤2):将步骤1)得到的格氏试剂在催化剂dpppNiCl2存在的条件下与溴苯反应,滴加酸溶液淬灭反应,先分层,将水相经萃取、分液,将所得有机相合并后,依次经洗涤、干燥、浓缩、蒸馏处理后得到中间体3-甲氧基联苯;
步骤3):将步骤2)得到的中间体3-甲氧基联苯加入到冰乙酸中,再加入48%HBr溶液,加完后加热回流熟成,然后冷却,萃取、分液,将所得有机相合并后,依次经洗涤、干燥、浓缩处理后得到粗品,最后经甲苯重结晶,就得到纯品3-羟基联苯。
2.如权利要求1所述的3-羟基联苯的合成方法,其特征在于,所述步骤1)中3-溴苯甲醚与镁屑反应需在62~65℃条件下熟成1h。
3.如权利要求1所述的3-羟基联苯的合成方法,其特征在于,所述步骤1)中3-溴苯甲醚与镁屑的摩尔比为1:1.05~1.1。
4.如权利要求1所述的3-羟基联苯的合成方法,其特征在于,所述步骤2)具体包括:将步骤1)得到的格氏试剂冷却至5~10℃条件下,先加入催化剂dpppNiCl2,再滴加溴苯,滴加完后先内温40℃反应1h,接着回流反应3h;冷却至5~10℃,滴加稀盐酸淬灭反应,先分层,水相再用异丙醚来萃取1次,分液,将所得有机相合并后,依次经饱和食盐水、饱和碳酸氢钠溶液洗涤1次,无水硫酸镁干燥,浓缩后的浓缩液再减压蒸馏,收集馏分得到中间体3-甲氧基联苯。
5.如权利要求4所述的3-羟基联苯的合成方法,其特征在于,所述减压蒸馏收集的馏分为120~126℃/3mmHg馏分。
6.如权利要求1所述的3-羟基联苯的合成方法,其特征在于,所述步骤1)中3-溴苯甲醚与步骤2)中dpppNiCl2,溴苯的摩尔比为1:0.001:0.8~1.0。
7.如权利要求1所述的3-羟基联苯的合成方法,其特征在于,所述步骤3)具体包括:将步骤2)得到的中间体3-甲氧基联苯加入到冰乙酸中,再加入48%HBr溶液,加完后加热回流,内温控制在105~110℃熟成2h;冷却至20~25℃,依次加入水、甲苯,搅拌分层,水相再用甲苯萃取1次,分液,将所得有机相合并后,依次经5%亚硫酸钠溶液、饱和碳酸氢钠溶液洗涤1次,无水硫酸镁干燥,过滤、浓缩处理后得到粗品,最后经甲苯重结晶,就得到纯品3-羟基联苯。
8.如权利要求7所述的3-羟基联苯的合成方法,其特征在于,所述冰乙酸的体积为3-甲氧基联苯重量的3~4L/kg,所述48%HBr的体积为3-甲氧基联苯重量的3~4L/kg。
9.如权利要求7所述的3-羟基联苯的合成方法,其特征在于,所述重结晶甲苯的体积为粗品重量的7~8L/kg。
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