CN112299978A - 一种二苯甲酰甲烷的合成工艺 - Google Patents
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Abstract
一种二苯甲酰甲烷的合成工艺，包括如下步骤：步骤一：前处理；步骤二：合成二苯甲酰甲烷；步骤三：后处理；步骤四：纯化。本发明通过以苯甲酸甲酯及苯乙酮为反应物，在甲醇钠催化条件下生成DBM，反应温和，反应过程无氢气等易爆气体产生，能够在低反应物用量比例下，获得更高的目标化合物收率；并且工艺流程简单，生产周期较短，后期废水处理简单，能够有效降低生产成本。
Description
技术领域
本发明属于合成领域，具体涉及一种二苯甲酰甲烷的合成工艺。
背景技术
二苯甲酰甲烷(1,3-diphenylpropane-1,3-dione，简称DBM)，其结构式为：
分子量为224.26。是一种β-二羰基类和天然黄酮类化合物，天然的DBM广泛存在于番荔枝科、防己科、菊科、盐碱科，蔷薇科、特别是豆科(甘草属和龙葵属)植物中，并具有抗肿瘤、抗菌、抗病毒等功效。DBM是一种重要的有机化合物，由于存在酮式-烯醇式互变异构现象，可以作为有效的紫外线阻隔剂广泛使用；作为优良的配体化合物，在配位化学中广泛在使用。在有机合成化学具有举足轻重的地位，一方面作为重要的有机合成中间体，在农药、医药等领域广泛使用，为杂环化合物的构建发挥巨大的作用；另一方面是许多重要的C-C键形成反应的反应物，例如Knoevenagel缩合、Tsuji-Trost反应和DeMayo反应。
尽管已经有报道了众多合成DBM的方法，但从使用的反应物、工艺条件、反应设备、工艺流程等角度考虑，大多难以放大进行工业化生产。第一，其所使用的反应物有以下特性：1)具有较强的刺激性气味，比如异丁醛、苯甲酰氯等；2)对光敏感，比如碘苯等试剂，保存及反应时须要避光以免变质；3)具有极强的腐蚀性，比如苯酚等；4)获得难度较大，比如α-重氮酮等，其制备原料均有较强毒性或刺激性，并且制备条件复杂苛刻；5)结构复杂、来源少、价格昂贵，比如α,β-不饱和酮酸酯；6)有剧毒，长期接触严重危害身体健康，比如：2-溴苯乙酮，受热能散发处大量的蒸汽，具有极强的催泪性；苯甲腈、丙二腈、苯酚、烷基锂、1,2-环氧丁烷等均可以经皮肤吸收引起中毒，严重损害组织及器官功能；重铬酸吡啶更是能够致癌，损害生育能力，能引起遗传性的基因损害。第二，催化剂多使用贵金属催化剂或重金属催化剂，如钯催化剂、银催化剂、汞齐等，并且结构复杂，并且在使用贵金属催化剂的同时，添加辅助试剂，使得反应体系成分复杂化，后处理繁琐。第三，反应时间长，大多超过12h，甚至36h，较长的反应时间需要提供更多的热量，再加上后处理工艺，使得生产周期过长，严重降低生产效率。第四，反应步骤冗长，单步反应收率较低，每步反应产物均需处理纯化方可进行下一步。第五，反应条件严苛，略有波动会发生严重副反应。第六，反应设备要求高，对于有气体参与反应的，要求在高压下进行，要求设备具有良好的抗压性能；对于反应物有强腐蚀性的或反应生成腐蚀性物质的反应，要求设备具有优良的耐腐蚀性；个别方法所采用的反应器本身结构复杂，难以大规模生产。
发明内容
针对现有技术问题，本发明的目的在于提共一种一种二苯甲酰甲烷的合成工艺。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种二苯甲酰甲烷的合成工艺，包括如下步骤：
步骤一：前处理，将二甲苯、甲醇、苯甲酸甲酯和苯乙酮进行重蒸；
步骤二：合成二苯甲酰甲烷，向反应器中加入二甲苯和甲醇钠溶液，然后用惰性气体驱除反应器中的空气，在保持惰性氛围和搅拌的条件下，加热升温至100-120℃，蒸出反应器中的甲醇，然后在保温的条件下缓慢滴加苯乙酮，待苯乙酮滴加完毕后，搅拌20-30min，之后缓慢滴加苯甲酸甲酯，滴加完成后升温到140-150℃反应5-8小时，待反应结束后移去热源，并停止通惰性气体；
步骤三：后处理，向反应体系中加入二甲苯1-2倍体积的蒸馏水，并快速搅拌，随后加入加入浓盐酸酸化至反应混合物完全溶解，离心分离，除去水相；然后向有机相中加入10w％的碳酸钠溶液调节pH至7，进一步离心分离，分出有机相；向有机相中加入去离子水洗涤，离心收集有机相，得到澄清液；向澄清液中加入干燥剂干燥过夜，并滤出干燥剂，减压蒸馏，蒸出溶剂，并回收未反应的反应物，得到粗品；
步骤四：纯化，将粗品加入到甲醇中，加热到50-60℃，使其完全溶解，在室温下冷却结晶，抽滤，得到产物，并将母液回收套用；将产物放在40-60℃的真空干燥箱中干燥4-6小时。
优选的，步骤二中，二甲苯、苯乙酮、苯甲酸甲酯和甲醇钠溶液的质量比为6-9:3:4-5:5-6；
优选的，步骤二中，惰性气体选自氮气和氩气中的一种。
优选的，步骤三中，干燥剂为无水硫酸钠。
优选的，步骤四中，按质量比，粗品：甲醇＝1:1-2.
本发明的反应机理如下：
首先，由于苯乙酮的α-碳原子上的氢原子(即α-H)受羰基的影响而具有较大的反应活性，因此，当有强碱(如甲醇钠等)作用在α-H上时，氢原子以质子的形式容易被强碱夺去，失去质子的α-碳原子因多出一个电子从而形成负离子A。
随后，由于负离子A具有亲核反应性，会进攻苯甲酸甲酯的羰基碳原子发生加成反应，生成氧负离子化合物B，化合物B脱除甲氧基负离子，与Na+形成稳定的双齿一元配合物C。最后，在酸性条件下，化合物C水解生成烯醇式化合物D，物质D存在烯醇酮式互变异构，结晶后得到目标化合物DBM。
本发明的有益效果如下：
本发明通过以苯甲酸甲酯及苯乙酮为反应物，在甲醇钠催化条件下生成DBM，反应温和，反应过程无氢气等易爆气体产生，能够在低反应物用量比例下，获得更高的目标化合物收率；并且工艺流程简单，生产周期较短，后期废水处理简单，能够有效降低生产成本。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种二苯甲酰甲烷的合成工艺，包括如下步骤：
步骤一：前处理，将二甲苯、甲醇、苯甲酸甲酯和苯乙酮进行重蒸；
步骤二：合成二苯甲酰甲烷，按质量比，二甲苯：苯乙酮：苯甲酸甲酯：甲醇钠溶液＝6:3:4:5，向反应器中加入二甲苯和甲醇钠溶液，然后用氮气驱除反应器中的空气，在保持氮气氛围和搅拌的条件下，加热升温至100℃，蒸出反应器中的甲醇钠溶液中的甲醇，然后在保温的条件下缓慢滴加苯乙酮，待苯乙酮滴加完毕后，搅拌20min，之后缓慢滴加苯甲酸甲酯，滴加完成后升温到140℃反应8小时，待反应结束后移去热源，并停止通氮气；
步骤三：后处理，向反应体系中加入二甲苯1倍体积的蒸馏水，并快速搅拌，随后加入加入浓盐酸酸化至反应混合物完全溶解，离心分离，除去水相；然后向有机相中加入10w％的碳酸钠溶液调节pH至7，进一步离心分离，分出有机相；向有机相中加入去离子水洗涤，离心收集有机相，得到澄清液；向澄清液中加入无水硫酸钠干燥过夜，并滤出无水硫酸钠，减压蒸馏，蒸出溶剂，并回收未反应的反应物，得到粗品；
步骤四：纯化，将粗品加入到等质量的甲醇中，加热到50℃，使其完全溶解，在室温下冷却结晶，抽滤，得到产物，并将母液回收套用；将产物放在40℃的真空干燥箱中干燥6小时，得到收率为93％的产物，测定纯度为99.5％。
实施例2
一种二苯甲酰甲烷的合成工艺，包括如下步骤：
步骤一：前处理，将二甲苯、甲醇、苯甲酸甲酯和苯乙酮进行重蒸；
步骤二：合成二苯甲酰甲烷，按质量比，二甲苯：苯乙酮：苯甲酸甲酯：甲醇钠溶液＝7:3:5:5，向反应器中加入二甲苯和甲醇钠溶液，然后用氮气驱除反应器中的空气，在保持氮气氛围和搅拌的条件下，加热升温至110℃，蒸出反应器中的甲醇钠溶液中的甲醇，然后在保温的条件下缓慢滴加苯乙酮，待苯乙酮滴加完毕后，搅拌25min，之后缓慢滴加苯甲酸甲酯，滴加完成后升温到145℃反应6小时，待反应结束后移去热源，并停止通惰性气体；
步骤三：后处理，向反应体系中加入二甲苯1.5倍体积的蒸馏水，并快速搅拌，随后加入加入浓盐酸酸化至反应混合物完全溶解，离心分离，除去水相；然后向有机相中加入10w％的碳酸钠溶液调节pH至7，进一步离心分离，分出有机相；向有机相中加入去离子水洗涤，离心收集有机相，得到澄清液；向澄清液中加入无水硫酸钠干燥过夜，并滤出无水硫酸钠，减压蒸馏，蒸出溶剂，并回收未反应的反应物，得到粗品；
步骤四：纯化，将粗品加入到等1.5倍质量的甲醇中，加热到55℃，使其完全溶解，在室温下冷却结晶，抽滤，得到产物，并将母液回收套用；将产物放在50℃的真空干燥箱中干燥5小时，得到收率为92％的产物，测定纯度为99.6％。
实施例3
一种二苯甲酰甲烷的合成工艺，包括如下步骤：
步骤一：前处理，将二甲苯、甲醇、苯甲酸甲酯和苯乙酮进行重蒸；
步骤二：合成二苯甲酰甲烷，按质量比，二甲苯：苯乙酮：苯甲酸甲酯：甲醇钠溶液＝9:3:5:6，向反应器中加入二甲苯和甲醇钠溶液，然后用氩气驱除反应器中的空气，在保持氩气氛围和搅拌的条件下，加热升温至120℃，蒸出反应器中的甲醇钠溶液中的甲醇，然后在保温的条件下缓慢滴加苯乙酮，待苯乙酮滴加完毕后，搅拌30min，之后缓慢滴加苯甲酸甲酯，滴加完成后升温到150℃反应5小时，待反应结束后移去热源，并停止通惰性气体；
步骤三：后处理，向反应体系中加入二甲苯2倍体积的蒸馏水，并快速搅拌，随后加入加入浓盐酸酸化至反应混合物完全溶解，离心分离，除去水相；然后向有机相中加入10w％的碳酸钠溶液调节pH至7，进一步离心分离，分出有机相；向有机相中加入去离子水洗涤，离心收集有机相，得到澄清液；向澄清液中加入无水硫酸钠干燥过夜，并滤出无水硫酸钠，减压蒸馏，蒸出溶剂，并回收未反应的反应物，得到粗品；
步骤四：纯化，将粗品加入到2倍质量的甲醇中，加热到60℃，使其完全溶解，在室温下冷却结晶，抽滤，得到产物，并将母液回收套用；将产物放在60℃的真空干燥箱中干燥4小时，得到收率为93％的产物，测定纯度为99.8％。
Claims (5)
1.一种二苯甲酰甲烷的合成工艺，其特征在于，所述合成工艺包括如下步骤：
步骤一：前处理，将二甲苯、甲醇、苯甲酸甲酯和苯乙酮进行重蒸；
步骤二：合成二苯甲酰甲烷，向反应器中加入二甲苯和甲醇钠溶液，然后用惰性气体驱除反应器中的空气，在保持惰性氛围和搅拌的条件下，加热升温至100-120℃，蒸出反应器中的甲醇，然后在保温的条件下缓慢滴加苯乙酮，待苯乙酮滴加完毕后，搅拌20-30min，之后缓慢滴加苯甲酸甲酯，滴加完成后升温到140-150℃反应5-8小时，待反应结束后移去热源，并停止通惰性气体；
步骤三：后处理，向反应体系中加入二甲苯1-2倍体积的蒸馏水，并快速搅拌，随后加入加入浓盐酸酸化至反应混合物完全溶解，离心分离，除去水相；然后向有机相中加入10w％的碳酸钠溶液调节pH至7，进一步离心分离，分出有机相；向有机相中加入去离子水洗涤，离心收集有机相，得到澄清液；向澄清液中加入干燥剂干燥过夜，并滤出干燥剂，减压蒸馏，蒸出溶剂，并回收未反应的反应物，得到粗品；
步骤四：纯化，将粗品加入到甲醇中，加热到50-60℃，使其完全溶解，在室温下冷却结晶，抽滤，得到产物，并将母液回收套用；将产物放在40-60℃的真空干燥箱中干燥4-6小时。
2.根据权利要求1所述的一种二苯甲酰甲烷的合成工艺，其特征在于，步骤二中，二甲苯、苯乙酮、苯甲酸甲酯和甲醇钠溶液的质量比为6-9:3:4-5:5-6。
3.根据权利要求1所述的一种二苯甲酰甲烷的合成工艺，其特征在于，步骤二中，惰性气体选自氮气和氩气中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种二苯甲酰甲烷的合成工艺，其特征在于，步骤三中，干燥剂为无水硫酸钠。
5.根据权利要求1所述的一种二苯甲酰甲烷的合成工艺，其特征在于，步骤四中，按质量比，粗品：甲醇＝1:1-2。
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