CN114031483A - 一种新的4-丁基间苯二酚的合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种新的4‑丁基间苯二酚的合成方法,属于化工合成技术领域,该合成方法包括以下步骤:以4‑丁酰基间苯二酚为原料,聚甲基氢硅氧烷为氢源,钯炭为催化剂、在醇类溶剂中常压条件下升温搅拌反应,HPLC中控反应结束后、过滤钯碳、母液浓缩,所得油状物重结晶纯化,得到4‑丁基间苯二酚。本发明不仅有效避免了废酸和含汞固废的产生;而且常压实现加氢还原,避免了高压危险反应;终产品转化率高,并实现了百公斤级放大生产。
Description
技术领域
本发明涉及化工合成技术领域,具体涉及一种新的4-丁基间苯二酚的合成方法。
背景技术
美白是东方女性永恒的追求,化妆品界对美白原料的探索就从来就没有停止过。市面上美白淡斑的原料层出不穷,从传统的原料(维生素C衍生物、果酸、曲酸及其双棕榈酸酯、β-熊果苷)到后来的传明酸、α-熊果苷、各种提取物等,达几百种之多。但这些原料一般要两三个月才能初步见效,消费者易失去耐心。
4-丁基间苯二酚作为一种新型美白成分,能有效抑制皮肤中的络氨酸酶的活性,阻断黑色素的形成,通过自身与络氨酸直接结合,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。其特点主要有:(1)渗透快,迅速到达皮肤深处(2)抑制黑色素沉积,黄褐斑及雀斑(3)抗紫外线(4)安全性高,低致敏性。同时。该化合物还具有杀菌消炎的作用,其作为间苯二酚衍生物,其结构式为:
目前,关于4-丁基间苯二酚产品的合成文献中,最适合工业化生产且原料易得便宜的工艺合成路线为:首先由间苯二酚和丁酸或丁酰氯在Lewis的催化下发生Friedel-Crafts 酰基化反应得到4-丁酰基间苯二酚,再由4-丁酰基间苯二酚经还原得到4-丁基间苯二酚,化学式为:
首先,关于4-丁酰基间苯二酚的合成较为常规且工艺路线成熟,本发明中重点主要在于以4-丁酰基间苯二酚为原料,一步合成目标产物。
关于关键还原步骤,理论上讲,酮还原成亚甲基的方法有很多,例如:
(1)克莱森还原
该方法是酸性还原方法,也是目前4-丁基间苯二酚的常用生产方法,在生产过程中使用大量的浓盐酸和锌汞齐还原剂,该方法在生产过程中产生了大量汞盐固废和废酸;
(2)黄明龙还原
该方法是碱性还原方法,也是实验室常用的合成方法,因为涉及到200℃高温,工业化难度很大;具体到本化合物,由于自身结构问题,该方法主要生成的是下面结构的杂质,实现不了4-丁基间苯二酚的合成。
(3)Et3SiH还原醛酮为亚甲基
该方法是采用三氟乙酸做溶剂,三乙基硅烷条件下还原酮为亚甲基,在专利CN;具体到本化合物,首先转化率只有55%~60%,另外原材料成本很高不适合工业化生产。
(4)加氢还原
该方法是比较常见的还原方法,而且工业化案例很多。常规操作就是使用金属催化剂,氢气提供氢源,高压条件下实现还原反应;具体到本化合物,采用雷宁镍作催化剂,氢气作为氢源,在压力大于3.5MPa(35个大气压)的压力条件下才能实现还原,工业化难度很大。
目前,该产品工业化工艺主要采用锌汞齐方法还原,会产生大量废酸和含汞固废;另有文献报道采用氢气在高压条件下还原,该工艺危险系数很高,极易发生安全事故。因此,需要提供一种新的4-丁基间苯二酚的合成方法,以解决上述现有存在的问题。
发明内容
有鉴于此,本发明提供一种新的4-丁基间苯二酚的合成方法,不仅有效避免了废酸和含汞固废的产生;而且常压实现加氢还原,避免了高压危险反应;重结晶容易纯化,终产品收率高。
为解决上述技术问题,本发明提供一种新的4-丁基间苯二酚的合成方法,以4-丁酰基间苯二酚为原料,经还原反应得到目标产物,其具体步骤为:以4-丁酰基间苯二酚为原料,聚甲基氢硅氧烷为氢源,钯炭为催化剂、在醇类溶剂中常压条件下升温搅拌反应,中控反应结束后、过滤钯碳、母液浓缩,所得油状物活性炭脱色,重结晶,得到4-丁基间苯二酚。
进一步的,反应压力为1-10个大气压压力。
进一步的,4-丁酰基间苯二酚和聚甲基氢硅氧烷中的氢的当量比为1:4-1:20。
进一步的,钯碳的使用量为4-丁酰基间苯二酚重量的0.5%-5%。
进一步的,聚甲基氢硅氧烷的氢含量为1.5-5%。
进一步的,钯碳催化剂规格为钯含量5%-20%。
进一步的,反应温度为40-80℃,保温反应时间为4-16小时。
进一步的,钯碳压滤后母液的浓缩方式为先常压后减压蒸馏,蒸馏温度范围为50-135℃。
进一步的,所述醇类溶剂为甲醇或乙醇或异丙醇,重结晶溶剂为环己烷、正己烷、正庚烷、30-60沸程石油醚、60-90沸程石油醚、90-120沸程石油醚。
进一步的,钯碳回收套用的次数为1-5次。
本发明的上述技术方案至少包括以下有益效果:
1、有效避免了废酸和含汞固废的产生,实现零排放;
2、采用聚甲基氢硅氧烷(PMHS),在金属催化剂的条件下,与醇类释放出大量氢质子,作为氢源参与反应,常压实现加氢还原,避免了高压危险反应;
3、终产品收率高。
附图说明
图1为本发明4-丁基间苯二酚的HPLC图谱;
图2为本发明4-丁基间苯二酚的HNMR图谱;
图3为本发明4-丁基间苯二酚的紫外吸收光谱。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步描述,但不限于此。
实施例1
4-丁酰基间苯二酚的合成
在2000 mL三口瓶中加入间苯二酚(220g,1.0 eq)、甲苯(700 mL)、氯化锌(350g,1.3 eq)、丁酸(220g,1.25eq),接分水器,升温至105-110℃保温反应4-6小时,HPLC中控,反应结束后,向反应瓶中加入500g水,得到红色溶液,升温蒸馏出甲苯,直到不再滴出为止,然后降温至室温,每次用200ml乙酸乙酯萃取2-3次,合并有机相,浓缩至干后,得到的油状物,用乙醇水重结晶,干燥得到目标中间体产品,重量305g,收率84.7%。
4-丁基间苯二酚的合成
在100 mL三口瓶中,加入4-丁酰基间苯二酚(10 g,1.0eq)、5% 规格Pd / C(0.1g,0.01X)、甲醇(40 ml,4V)、PMHS(10 mL,氢含量不低于1.5%,4-5eq氢当量),升温至50℃搅拌3-4小时,HPLC中控反应结束,过滤钯碳,然后用油泵浓缩至干,PE/EA(1:0~10:1)作为洗脱液柱层析纯化,得到产品7.5g,HPLC纯度99.5%,HNMR表征,收率81%。
实施例2
本实施例中4-丁酰基间苯二酚的合成步骤与实施例1相同。
本实施例与实施例1的区别在于:4-丁基间苯二酚的合成
在100 mL三口瓶中,加入4-丁酰基间苯二酚(10 g,1.0eq)、5% 规格Pd / C(0.05g,0.005X)、乙醇(30 ml,3V)、PMHS((10 mL, 氢含量不低于1.5%,4-5eq氢当量),升温至60℃搅拌6小时,HPLC中控反应结束,过滤钯碳,然后用油泵减压浓缩至干,PE/EA(1:0~10:1)作为洗脱液柱层析纯化,得到产品7g,HPLC纯度98.6%,收率75.6%。
实施例3
本实施例中4-丁酰基间苯二酚的合成步骤与实施例1相同。
本实施例与实施例1的区别在于:4-丁基间苯二酚的合成
在2000 mL三口瓶中,加入4-丁酰基间苯二酚(300 g,1.0eq)、5% 规格Pd / C(2g,0.007X)、甲醇(1200 ml,4V)、PMHS((320 mL, 氢含量大于1.7%,氢当量大于5 eq),升温至50℃搅拌3-4小时,HPLC中控反应结束,氮气压滤除去钯碳,母液先常压蒸出甲醇,然后用油泵减压浓缩至干,油状物用正己烷做溶剂,活性炭脱色重结晶得到产品201g,HPLC纯度99.1%,收率72.3%。
实施例4
本实施例中4-丁酰基间苯二酚的合成步骤与实施例1相同。
本实施例与实施例1的区别在于:4-丁基间苯二酚的合成
在 500m L三口瓶中,加入4-丁酰基间苯二酚(100 g,1.0eq)、5% 规格Pd / C(0.8g,0.008 X)、甲醇(250 g),PMHS((120 g, 氢含量大于1.7%,氢当量大于5 eq),升温至50℃搅拌3-4小时,HPLC中控反应结束,使用压滤装置压滤除去钯碳,母液先常压蒸出甲醇,然后用油泵减压浓缩至干,油状物用正己烷做溶剂,活性炭脱色重结晶得到产品68 kg,HPLC纯度98.7%,收率73.8 %。
实施例5
本实施例中4-丁酰基间苯二酚的合成步骤与实施例1相同。
本实施例与实施例1的区别在于:4-丁基间苯二酚的合成
每次投料10g4-丁酰基间苯二酚,套用钯碳可得表1数据
表1
由表1可知,钯碳套用次数至少为3次。
本发明采用金属钯碳加氢工艺,使用4-丁酰基间苯二酚作原料,甲醇/乙醇做溶剂,选择了PMHS作为氢源来替代氢气,在常压条件下40-80℃反应即可实现目标产物的合成,反应液经蒸馏、脱色重结晶,即可拿到合格产品,有效避免了废酸和含汞固废的产生,,避免了高压危险反应,HPLC纯度可达98%以上,终产品转化率高。
以上是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以作出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种新的4-丁基间苯二酚的合成方法,其特征在于以4-丁酰基间苯二酚为原料,经还原反应得到目标产物,其具体步骤为:以4-丁酰基间苯二酚为原料,聚甲基氢硅氧烷为氢源,钯炭为催化剂、在醇类溶剂中常压条件下升温搅拌反应,中控反应结束后、过滤钯碳、母液浓缩,所得油状物活性炭脱色,重结晶,得到4-丁基间苯二酚。
2.根据权利要求1所述的新的4-丁基间苯二酚的合成方法,其特征在于,反应压力为1-10个大气压压力。
3.根据权利要求1所述的新的4-丁基间苯二酚的合成方法,其特征在于,4-丁酰基间苯二酚和聚甲基氢硅氧烷中的氢的当量比为1:4-1:20。
4.根据权利要求 1所述的新的4-丁基间苯二酚的合成方法,其特征在于,钯碳的使用量为4-丁酰基间苯二酚重量的0.5%-5%。
5.根据权利要求1所述的新的4-丁基间苯二酚的合成方法,其特征在于,聚甲基氢硅氧烷的氢含量为1.5-5%。
6.根据权利要求 1所述的新的4-丁基间苯二酚的合成方法,其特征在于,钯碳催化剂规格为钯含量5%-20%。
7.根据权利要求1所述的新的4-丁基间苯二酚的合成方法,其特征在于,反应温度为40-80℃,保温反应时间为4-16小时。
8.根据权利要求 1所述的新的4-丁基间苯二酚的合成方法,其特征在于,钯碳压滤后母液的浓缩方式为先常压后减压蒸馏,蒸馏温度范围为50-135℃。
9.根据权利要求1所述的新的4-丁基间苯二酚的合成方法,其特征在于,所述醇类溶剂为甲醇或乙醇或异丙醇,重结晶溶剂为环己烷、正己烷、正庚烷、30-60沸程石油醚、60-90沸程石油醚、90-120沸程石油醚。
10.根据权利要求 1所述的新的4-丁基间苯二酚的合成方法,其特征在于,钯碳回收套用的次数为1-5次。
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2021
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