CN113582816A - 一种4-烷基间苯二酚的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种4‑烷基间苯二酚的制备方法，属于有机合成化学领域。该方法利用4‑乙酰间苯二酚和烷基醛经Claisen‑Schmidt缩合反应得到中间体Ⅲ，再通过催化氢化还原获得4‑烷基间苯二酚；该方法的合成反应路线为：
Description
技术领域
本发明属于有机合成化学领域，特别涉及一种4-烷基间苯二酚的制备方法。
背景技术
烷基间苯二酚是一类用途广泛的化工中间体，在工业上被用作防腐剂、杀菌剂，应用于环氧树脂及一些聚合物的组成成分等；在生活中被用作药物和食品防腐剂，以及在美容护肤领域用于头发定型和皮肤脱色等。近几年，一类间苯二酚衍生物被发现具有超强的潜在美白功效，通过高效抑制酪氨酸酶，减少黑色素的形成，干涉酪氨酸酶的合成和糖基化，提高酪氨酸酶的降解，抑制黑色素向角化细胞的转化；其美白效果是β-熊果苷的百倍、曲酸的十倍，也强于氢醌的美白效果。该品种还具有抗氧化、抗紫外线以及渗透快、低致敏性等优点，在化妆品市场广受欢迎。
4-丁基间苯二酚能有效地抑制皮肤中酪氨酸酶的活性，阻断黑色素的形成，通过自身与酪氨酸酶直接结合，加速黑色素的分解与排泄，从而减少皮肤色素沉积，祛除色斑和雀斑，而且对黑色素细胞不产生毒害性、刺激性、致敏性等副作用，同时还具有杀菌、消炎的作用。
4-己基间苯二酚与4-丁基间苯二酚类似，同样能抑制酪氨酸酶的活性，阻断黑色素的生成，除此之外，还具有防止紫外线损伤，以及抗皱等功效。
总之，该类品种具有抑制黑色素沉着、黄褐斑及雀斑，抗紫外线，渗透快，迅速到达皮肤深层，安全性高、低致敏性等特点。随着其用途不断地扩大，市场需求量也在不断地增加。
目前，合成4-烷基间苯二酚的方法主要有以下几种：
方法一：以间苯二酚为原料，在三氯化铝或者氯化锌等路易斯酸作用下，与烷基酰氯或者烷基酸进行傅克酰基化反应得到酰基间苯二酚，4-酰基间苯二酚经克莱门森还原，黄鸣龙还原或者催化氢化还原得到目标产物。该方法使用的烷基酰氯或者烷基酸气味大，尤其正丁酸具有极强的腐臭味，生产环境恶劣；傅克反应通常需要大量的路易斯酸，还原条件苛刻，要么消耗大量的锌汞齐和盐酸，产生大量有毒副产物，污染环境；要么涉及高温高压反应，存在较大的安全隐患，难于大规模生产。
方法二：中国专利CN110903169公开了如下合成路线，如式1：
该方法经Vilsmeier反应得到4-甲酰基间苯二酚，与丙酮缩合后经催化氢化还原同时还原双键和酮羰基得到4-丁基间苯二酚。该方法虽然避免傅克酰基化反应，但引入醛基需使用剧毒品三氯氧磷；而且，芳环支链羰基相较于芳基α-位羰基还原条件更苛刻，需要高温高压反应。
方法三：中国专利CN111960924公开了如下合成路线，如式2：
该方法用苄基保护酚羟基后经Wittig反应引入侧链烷基，最后经催化氢化还原同时完成双键还原和苄基脱除。卤化苄为基因毒性物质，而且由于三苯基丙基卤化膦的使用，产生大量三苯氧磷有机废物，难以去除而且污染环境；Wittig反应后中间体需经硅胶柱色谱纯化，限制了其规模化生产。
综上所述，现有技术在4-烷基间苯二酚的制备中，普遍存在原辅材料或副产物高毒性、味道大，环境污染严重；反应条件苛刻，操作要求高，后处理过程复杂繁琐，生产成本偏高；原料转化率低，副产物多，产品收率较低等等，难以大规模生产。
发明内容
本发明的目的在于针对上述现有技术中存在的问题，提出一种4-烷基间苯二酚的制备方法，该方法原辅材料及试剂毒性小，工艺过程简单、绿色环保，显著提高了收率，副产物少，制得的产品质量高。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是一种4-烷基间苯二酚的制备方法，该方法的合成路线如下所示：
式Ⅰ中，R为碳链C1～C10烷基基团中的一种；优选的，R为甲基或者丙基；
具体制备步骤如下：
(1)4-乙酰间苯二酚与烷基醛溶于溶剂a，在碱性条件下于一定温度下经Claisen-Schmidt缩合反应，得到化合物Ⅲ；
(2)将化合物Ⅲ溶于溶剂b，在催化剂作用下于一定温度和压力下经氢化还原反应得到化合物Ⅰ，即4-烷基间苯二酚。
进一步地，步骤(1)中所述的烷基醛选自乙醛水溶液、无水乙醛、三聚乙醛、正丁醛中的一种或者几种。
进一步地，步骤(1)中所述的溶剂a选自甲苯、四氢呋喃、甲醇、乙醇、异丙醇、N,N-二甲基甲酰胺、二甲亚砜、水中的一种或者几种，优选为甲醇或者乙醇。
进一步地，步骤(1)中所述碱选自甲醇钠、乙醇钠、叔丁醇钠、叔丁醇钾、碱金属氢氧化物、碱土金属氢氧化物中的一种或者几种，优选为氢氧化钠或者氢氧化钾。
进一步地，步骤(1)中所述4-乙酰间苯二酚和烷基醛的摩尔比是1.0:1.0～1.0:10，优选1.0:1.5～2.5。
进一步地，步骤(1)中所述4-乙酰间苯二酚和碱的摩尔比为1.0:0.1～1.0:5.0，优选1.0:2.0～3.0。
进一步地，步骤(1)中所述温度为-20～120℃，优选15～35℃。
进一步地，步骤(2)中所述溶剂b选自四氢呋喃、乙酸乙酯、甲醇、乙醇、异丙醇、冰醋酸、盐酸中的一种或者几种，优选为甲醇或者乙醇。
进一步地，步骤(2)中所述催化剂选自钯炭、钌炭、铂炭、铑炭、雷尼镍中的一种或者几种，优选钯炭或者雷尼镍。
进一步地，步骤(2)中所述氢源选自氢气、甲酸铵、甲酸中的一种或者几种，优选氢气。
进一步地，步骤(2)中所述氢化还原反应的压力为0.1～5.0MPa，优选1.0～2.0MPa；所述氢化还原反应的温度为20～120℃，优选60～80℃。
与现有技术相比，本发明的有益技术效果在于：
(1)本发明的方法所用原辅材料及试剂毒性小，安全而且价廉易得，工艺过程简单，显著提高了收率，减少副产物并降低了生产成本，更易于规模化生产；
(2)本发明的方法还原过程采用氢气还原，避免使用高毒高污染的锌汞齐还原剂，绿色环保，后处理简单；
(3)本发明的方法制得的产品质量高，对工业化生产4-烷基间苯二酚具有显著意义；
(4)本发明的方法可以利用不同碳原子数的烷基醛得到不同的4-烷基间苯二酚。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
以下通过特定的具体实施例说明本发明的技术方案。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即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。
实施例一
本实施例提供了一种4-烷基间苯二酚的制备方法，该方法的合成反应路线如下所述：
具体制备方法为：
化合物Ⅲ-1的制备
冰水浴冷却下，将10M氢氧化钠溶液(250mL)滴加进4-乙酰间苯二酚Ⅱ(152.0g,1.0mol)和乙醛(220.3g，2.0mol，40％)的甲醇溶液中；滴加完后自然升至室温，TLC跟踪监测至反应完全；减压浓缩回收甲醇，冰水浴冷却下稀盐酸调节pH＝5～6，过滤，滤饼用纯化水淋洗，烘干，得化合物Ⅲ-1(156.8g)，收率88％。
化合物Ⅰ-1的制备
将化合物Ⅲ-1(100.00g，0.56mol)加入到氢化釜中，加入500mL甲醇和10％钯炭催化剂(10g)，氮气-氢气置换三次以上，通入氢气至1.5MPa，升温至70℃搅拌反应，TLC跟踪监测至反应完全；降温，过滤回收催化剂，甲醇淋洗；滤液减压浓缩回收甲醇至约2倍体积，加入200mL纯化水,降温至0～5℃，过滤，滤饼用甲醇-水淋洗，烘干得4-丁基间苯二酚Ⅰ-1(85.8g)，收率92％。
实施例二
本实施例提供的一种4-烷基间苯二酚的制备方法，该方法的合成反应路线同实施例一，其制备方法为：
化合物Ⅲ-1的制备
冰水浴冷却下，将无水乙醛(88.1g，2.0mol)滴加进4-乙酰间苯二酚Ⅱ(152.0g,1.0mol)和甲醇钠甲醇溶液(400mL，30％)中；滴加完后自然升至室温，TLC跟踪监测至反应完全；减压浓缩回收甲醇，残余物悬浮于500mL纯化水中，冰水浴冷却下稀盐酸调节pH＝3～4，过滤，滤饼用纯化水淋洗，烘干，得化合物Ⅲ-1(162.2g)，收率91％。
化合物Ⅰ-1的制备
将化合物Ⅲ-1(100.00g，0.56mol)加入到氢化釜中，加入400mL乙醇和50mL冰醋酸，5％钌炭催化剂(10g)；氮气-氢气置换三次以上，通入氢气至1.3MPa；升温至80℃搅拌反应，TLC跟踪监测至反应完全。降温，过滤回收催化剂，乙醇淋洗；滤液减压浓缩回收乙醇至约2倍体积，加入200mL纯化水,降温至0～5℃，过滤，滤饼用乙醇-水淋洗，烘干得4-丁基间苯二酚Ⅰ-1(88.4g)，收率95％。
实施例三
本实施例提供了一种4-烷基间苯二酚的制备方法，该方法的合成反应路线如下所述：
具体制备方法为：
化合物Ⅲ-2的制备
冰水浴冷却下，将正丁醛(108.2g，1.5mol)滴加进4-乙酰间苯二酚Ⅱ(152.0g,1.0mol)和叔丁醇钾(235.2g，2.1mol)的N,N-二甲基甲酰胺溶液中；滴加完后自然升至室温，TLC跟踪监测至反应完全；冰水浴冷却下，滴加1000mL纯化水，稀盐酸调节pH＝1～2，过滤，滤饼用纯化水淋洗，烘干，得化合物Ⅲ-2(175.3g)，收率85％。
化合物Ⅰ-2的制备
将化合物Ⅲ-2(100.00g，0.48mol)加入到氢化釜中，加入500mL甲醇和20mL盐酸，5％铂炭催化剂(10g)。氮气-氢气置换三次以上，通入氢气至1.8MPa；升温至70℃搅拌反应，TLC跟踪监测至反应完全；降温，过滤回收催化剂，甲醇淋洗；滤液减压浓缩回收甲醇至剩余约2倍体积，加入200mL纯化水,降温至0～5℃，过滤，滤饼用甲醇-水淋洗，烘干得4-己基间苯二酚Ⅰ-2(88.5g)，收率94％。
Claims (10)
1.一种4-烷基间苯二酚的制备方法，其特征在于，该方法的合成路线如下所示：
式Ⅰ中，R为碳链C1～C10烷基基团中的一种；优选的，R为甲基或者丙基；
具体制备步骤如下：
(1)4-乙酰间苯二酚与烷基醛溶于溶剂a，在碱性条件下于一定温度下经Claisen-Schmidt缩合反应，得到化合物Ⅲ；
(2)将化合物Ⅲ溶于溶剂b，在催化剂作用下于一定温度和压力下经氢化还原反应得到化合物Ⅰ，即4-烷基间苯二酚。
2.根据权利要求1所述的4-烷基间苯二酚的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述的烷基醛选自乙醛水溶液、无水乙醛、三聚乙醛、正丁醛中的一种或者几种。
3.根据权利要求1所述的4-烷基间苯二酚的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述的溶剂a选自甲苯、四氢呋喃、甲醇、乙醇、异丙醇、N,N-二甲基甲酰胺、二甲亚砜、水中的一种或者几种。
4.根据权利要求1所述的4-烷基间苯二酚的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述碱选自甲醇钠、乙醇钠、叔丁醇钠、叔丁醇钾、碱金属氢氧化物、碱土金属氢氧化物中的一种或者几种。
5.根据权利要求1所述的4-烷基间苯二酚的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述4-乙酰间苯二酚和烷基醛的摩尔比是1.0:1.0～1.0:10。
6.根据权利要求1所述的4-烷基间苯二酚的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述4-乙酰间苯二酚和碱的摩尔比为1.0:0.1～1.0:5.0。
7.根据权利要求1所述的4-烷基间苯二酚的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述温度为-20～120℃。
8.根据权利要求1所述的4-烷基间苯二酚的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述溶剂b选自四氢呋喃、乙酸乙酯、甲醇、乙醇、异丙醇、冰醋酸、盐酸中的一种或者几种。
9.根据权利要求1所述的4-烷基间苯二酚的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述催化剂选自钯炭、钌炭、铂炭、铑炭、雷尼镍中的一种或者几种。
10.根据权利要求1所述的4-烷基间苯二酚的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述氢源选自氢气、甲酸铵、甲酸中的一种或者几种；所述氢化还原反应的压力为0.1～5.0MPa、温度为20～120℃。
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| US20060129002A1 (en) * | 2004-12-15 | 2006-06-15 | Honeywell International Inc. | Process for the synthesis of alkylresorcinols |
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| CN107805186A (zh) * | 2017-10-27 | 2018-03-16 | 南京斯拜科生化实业有限公司 | 一种4‑烷基间苯二酚的制备方法 |
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