CN116217351A - 4-甲氧基-2-萘酚的制备方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种4‑甲氧基‑2‑萘酚的制备方法及其应用，涉及有机合成的技术领域，包括以下步骤：4‑溴‑2‑萘酚在碱性条件下经催化剂催化反应，后处理，得到4‑甲氧基‑2‑萘酚；其中，催化剂包括碘化亚铜、溴化亚铜，以及氯化亚铜中的至少一种。本发明解决了现有技术中4‑甲氧基‑2‑萘酚合成反应的选择性差而导致产物收率低的技术问题，达到4‑甲氧基‑2‑萘酚的收率高、工艺简单且高效，以及适合工厂化生产的技术效果。
Description
技术领域
本发明涉及有机合成的技术领域，尤其是涉及一种4-甲氧基-2-萘酚的制备方法及其应用。
背景技术
4-甲氧基-2-萘酚属于基础有机合成砌块，可应用于医药、农药以及有机合成材料领域。
现有技术中的关于4-甲氧基-2-萘酚的制备方法，包括：使用2,4-二羟基萘为原料，采用甲基化试剂，例如碘甲烷或硫酸二甲酯，进行甲基化而合成4-甲氧基-2-萘酚。然而，该反应的选择性很差，产物包括4-甲氧基-2-萘酚、3-甲氧基-1-萘酚以及2,4-二甲氧基萘，各产物性质接近，尤其是4-甲氧基-2-萘酚与3-甲氧基-1-萘酚的分离纯化非常困难，导致目标产物4-甲氧基-2-萘酚的收率很低。
现有技术中的另一个关于4-甲氧基-2-萘酚的制备方法，包括：使用2,4-二甲氧基萘为原料，经三溴化硼进行脱甲基反应而合成4-甲氧基-2-萘酚。然而，该反应同样存在选择性差的问题，4-甲氧基-2-萘酚与3-甲氧基-1-萘酚的分离纯化非常困难，导致4-甲氧基-2-萘酚的收率很低。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种4-甲氧基-2-萘酚的制备方法，不仅工艺简单、高效，而且4-甲氧基-2-萘酚的收率高，适合工业化生产。
本发明的目的之二在于提供一种4-甲氧基-2-萘酚的制备方法的应用，能够提高4-甲氧基-2-萘酚的收率和纯度。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
第一方面，一种4-甲氧基-2-萘酚的制备方法，包括以下步骤：
4-溴-2-萘酚在碱性条件下经催化剂催化反应，后处理，得到所述4-甲氧基-2-萘酚；
所述催化剂包括碘化亚铜、溴化亚铜，以及氯化亚铜中的至少一种。
进一步的，所述催化剂为碘化亚铜。
进一步的，所述催化剂的用量为4-溴-2-萘酚的0.05～1倍摩尔当量，优选为0.2倍摩尔当量。
进一步的，营造所述碱性条件的碱包括碳酸钾和碳酸铯中的至少一种，优选为碳酸铯。
进一步的，所述碱的用量为4-溴-2-萘酚的1～3倍摩尔当量，优选为1.2倍摩尔当量。
进一步的，所述催化反应的溶剂包括N,N-二甲基甲酰胺和乙腈中的至少一种，优选为N,N-二甲基甲酰胺。
进一步的，所述催化反应的温度为130℃，反应时间为6小时。
进一步的，所述后处理包括以下步骤：
反应结束后除去溶剂，之后加入水和乙酸乙酯，再依次经酸化和分液，得到有机相；
所述有机相依次经浓缩和重结晶，得到所述4-甲氧基-2-萘酚。
进一步的，所述酸化后的pH值在3.5～4.5之间；
优选地，所述重结晶的溶剂包括乙酸乙酯和正己烷中的至少一种；
优选地，所述重结晶的溶剂为体积比1：5的乙酸乙酯和正己烷的混合溶剂。
第二方面，一种上述任一项所述的制备方法在化工生产中的应用。
与现有技术相比，本发明至少具有如下有益效果：
本发明提供的4-甲氧基-2-萘酚的制备方法，以4-溴-2-萘酚为原料，在碱性条件下经特定催化剂作用而合成4-甲氧基-2-萘酚，解决了现有技术中4-甲氧基-2-萘酚合成反应的选择性差而导致产物收率低的技术问题，达到4-甲氧基-2-萘酚的收率高、工艺简单且高效，以及适合工厂化生产的技术效果。
本发明提供的4-甲氧基-2-萘酚的制备方法的应用，能够大幅度提高4-甲氧基-2-萘酚的收率，应用效果突出。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种实施方式提供的4-甲氧基-2-萘酚的合成反应式；
图2为本发明对比例1提供的4-甲氧基-2-萘酚的合成反应式；
图3为本发明对比例2提供的4-甲氧基-2-萘酚的合成反应式。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。
根据本发明的第一个方面，提供了一种4-甲氧基-2-萘酚的制备方法，包括以下步骤：
4-溴-2-萘酚在碱性条件下经催化剂催化反应，后处理，得到4-甲氧基-2-萘酚；
其中，催化剂包括但不限于碘化亚铜、溴化亚铜，以及氯化亚铜中的至少一种。
本发明提供的4-甲氧基-2-萘酚的制备方法，以4-溴-2-萘酚为原料，在碱性条件下经特定催化剂作用而合成4-甲氧基-2-萘酚，解决了现有技术中4-甲氧基-2-萘酚合成反应的选择性差而导致产物收率低的技术问题，达到4-甲氧基-2-萘酚的收率高、工艺简单且高效，以及适合工厂化生产的技术效果。
在一种优选的实施方式中，本发明采用的催化剂可以为碘化亚铜，更有利于提高催化反应效果，提高4-甲氧基-2-萘酚的收率。
在一种优选的实施方式中，本发明催化剂的用量可以为4-溴-2-萘酚的0.05～1倍摩尔当量，其典型但非限制性的摩尔当量例如为0.05倍、0.1倍、0.2倍、0.3倍、0.4倍、0.5倍、0.6倍、0.7倍、0.8倍、0.9倍、1倍，可进一步优选为0.2倍摩尔当量，更有利于提高4-甲氧基-2-萘酚的收率。
在一种优选的实施方式中，本发明营造碱性条件的碱包括但不限于碳酸钾和碳酸铯中的至少一种，更有利于提高4-甲氧基-2-萘酚的收率，可进一步优选为碳酸铯。
在一种优选的实施方式中，本发明碱的用量可以为4-溴-2-萘酚的1～3倍摩尔当量，其典型但非限制性的摩尔当量例如为1倍、1.5倍、2倍、2.5倍、3倍，更有利于提高催化反应效果，提高4-甲氧基-2-萘酚的收率，可进一步优选为1.2倍摩尔当量。
在一种优选的实施方式中，本发明催化反应的溶剂包括但不限于N,N-二甲基甲酰胺和乙腈中的至少一种，更有利于反应物的充分溶解，提高催化反应效果，有利于提高4-甲氧基-2-萘酚的收率，可进一步优选为N,N-二甲基甲酰胺。
在一种优选的实施方式中，本发明催化反应的温度可以为130℃，反应时间可以为6小时，更有利于催化反应的充分进行，有利于提高4-甲氧基-2-萘酚的收率。
在一种优选的实施方式中，本发明后处理包括以下步骤：
反应结束后除去溶剂，之后加入水和乙酸乙酯，再依次经酸化、分液，得到有机相；
有机相依次经浓缩、重结晶，得到4-甲氧基-2-萘酚。
本发明的后处理方式更有利于充分提纯分离4-甲氧基-2-萘酚，有利于提高4-甲氧基-2-萘酚的收率和纯度。
在一种优选的实施方式中，本发明酸化后的体系的pH值可以在3.5～4.5之间，其典型但非限制性的pH值例如为3.5、4、4.5，更有利于提高后续的分液效果，可进一步优选为4。
在一种优选的实施方式中，本发明重结晶的溶剂包括但不限于乙酸乙酯和正己烷中的至少一种，可进一步优选为体积比1：5的乙酸乙酯和正己烷的混合溶剂，更有利于去除杂质而提高目标产物的分离纯化效果，提高4-甲氧基-2-萘酚的收率和纯度。
一种4-甲氧基-2-萘酚的典型的制备方法，其合成反应式见图1，包括以下步骤：
(a)在反应瓶中加入4-溴-2-萘酚、溶剂以及甲醇混合，再加入相当于4-溴-2-萘酚1～3倍摩尔当量的碱和相当于4-溴-2-萘酚0.05～1倍摩尔当量的催化剂，得到反应体系；
其中，碱可以为碳酸钾和碳酸铯中的至少一种，催化剂可以为碘化亚铜、溴化亚铜，以及氯化亚铜中的至少一种；
(b)将反应体系做三次氮气置换，之后搅拌状态下在130℃的温度下反应6小时，反应结束后反应体系经减压浓缩以除掉溶剂，将得到的剩余物加入水和乙酸乙酯，再用盐酸酸化至pH约4，之后分液，得到有机相；
有机相在浓缩后经乙酸乙酯和正己烷(体积比1：5)重结晶，分离，得到目标产物4-甲氧基-2-萘酚。
本发明提供的4-甲氧基-2-萘酚的制备方法，使用4-溴-2-萘酚为原料，在溶剂、碱以及催化剂的存在下，经一步法合成得到4-甲氧基-2-萘酚，不仅工艺简单、产物收率高，而且产物纯度高，有效解决了现有技术中4-甲氧基-2-萘酚合成反应的选择性差而导致产物收率低的技术问题。
根据本发明的第二个方面，提供了一种上述任一项所述的制备方法在化工生产中的应用。
本发明提供的4-甲氧基-2-萘酚的制备方法的应用，能够大幅度提高4-甲氧基-2-萘酚的收率和纯度，应用效果突出。
下面通过实施例对本发明作进一步说明。如无特别说明，实施例中的材料为根据现有方法制备而得，或直接从市场上购得。
实施例1
一种4-甲氧基-2-萘酚的制备方法，包括以下步骤：
在2L反应瓶中加入111.5g的4-溴-2-萘酚(0.5mol)、600g的溶剂N,N-二甲基甲酰胺、100g的无水甲醇、相当于原料4-溴-2-萘酚1.2倍摩尔当量的碳酸铯，以及相当于原料4-溴-2-萘酚0.2倍摩尔当量的碘化亚铜，充分混合，得到反应体系；
将反应体系做三次氮气置换，之后在搅拌状态下，在130℃的温度下反应6小时，反应结束后体系经减压浓缩以除掉溶剂N,N-二甲基甲酰胺，将得到的剩余物加入水和乙酸乙酯，再用盐酸酸化至pH约4，之后分液，得到有机相；
有机相在浓缩后经乙酸乙酯和正己烷(体积比1：5)重结晶，分离，得到产物4-甲氧基-2-萘酚，其纯度大于99％，收率91％，表征数据如下；
MS：[M+1]+＝175.09；
H-NMR(300MHz,CDCl3)：δ8.13(1H,s),7.52-7.24(3H,m),6.61(1H,d),6.29(1H,d),3.73(3H,s)。
实施例2
一种4-甲氧基-2-萘酚的制备方法，包括以下步骤：
在2L反应瓶中加入111.5g的4-溴-2-萘酚(0.5mol)、600g的溶剂乙腈、100g的无水甲醇、相当于原料4-溴-2-萘酚1.2倍摩尔当量的碳酸铯，以及相当于原料4-溴-2-萘酚0.2倍摩尔当量的溴化亚铜，充分混合，得到反应体系；
将反应体系做三次氮气置换，之后在搅拌状态下，在130℃的温度下反应6小时，反应结束后体系经减压浓缩以除掉溶剂乙腈，将得到的剩余物加入水和乙酸乙酯，用盐酸酸化至pH约4，分液，得到有机相；
有机相在浓缩后经乙酸乙酯和正己烷(体积比1：5)重结晶，分离，得到产物4-甲氧基-2-萘酚，其纯度大于99％，收率70％。
实施例3
一种4-甲氧基-2-萘酚的制备方法，包括以下步骤：
在2L反应瓶中加入111.5g的4-溴-2-萘酚(0.5mol)、600g的溶剂N,N-二甲基甲酰胺、100g的无水甲醇、相当于原料4-溴-2-萘酚1.2倍摩尔当量的碳酸钾，以及相当于原料4-溴-2-萘酚0.2倍摩尔当量的碘化亚铜，充分混合，得到反应体系；
将反应体系做三次氮气置换，之后在搅拌状态下，在130℃的温度下反应6小时，反应结束后体系经减压浓缩以除掉溶剂N,N-二甲基甲酰胺，将得到的剩余物加入水和乙酸乙酯，用盐酸酸化至pH约4，分液，得到有机相；
有机相在浓缩后经乙酸乙酯和正己烷(体积比1：5)重结晶，分离，得到产物4-甲氧基-2-萘酚，其纯度大于99％，收率85％。
实施例4
一种4-甲氧基-2-萘酚的制备方法，包括以下步骤：
在2L反应瓶中加入111.5g的4-溴-2-萘酚(0.5mol)、600g的溶剂N,N-二甲基甲酰胺、100g的无水甲醇、相当于原料4-溴-2-萘酚1.2倍摩尔当量的碳酸钾，以及相当于原料4-溴-2-萘酚0.2倍摩尔当量的氯化亚铜，充分混合，得到反应体系；
将反应体系做三次氮气置换，之后在搅拌状态下，在130℃的温度下反应6小时，反应结束后体系经减压浓缩以除掉溶剂N,N-二甲基甲酰胺，将得到的剩余物加入水和乙酸乙酯，用盐酸酸化至pH约4，分液，得到有机相；
有机相在浓缩后经乙酸乙酯和正己烷(体积比1：5)重结晶，分离，得到产物4-甲氧基-2-萘酚，其纯度大于99％，收率55％。
对比例1
本对比例提供的4-甲氧基-2-萘酚的制备方法，其合成反应式见图2，包括以下步骤：
2,4-二羟基萘经甲基化试剂(碘甲烷或硫酸二甲酯)进行甲基化，得到4-甲氧基-2-萘酚。
缺点：反应的选择性很差，各产物(4-甲氧基-2-萘酚、3-甲氧基-1-萘酚以及2,4-二甲氧基萘)的性质接近，导致尤其是4-甲氧基-2-萘酚与3-甲氧基-1-萘酚的分离纯化非常困难，因此4-甲氧基-2-萘酚的收率很低。
对比例2
本对比例提供的4-甲氧基-2-萘酚的制备方法，其合成反应式见图3，包括以下步骤：
2,4-二甲氧基萘经三溴化硼进行脱甲基反应，得到4-甲氧基-2-萘酚。
缺点：反应的选择性差，产物的性质接近，导致4-甲氧基-2-萘酚与3-甲氧基-1-萘酚的分离纯化非常困难，因此4-甲氧基-2-萘酚的收率很低。
综上所述，本发明提供的4-甲氧基-2-萘酚的制备方法，以4-溴-2-萘酚为原料，在碱性条件下经特定催化剂作用而合成4-甲氧基-2-萘酚，解决了现有技术中4-甲氧基-2-萘酚合成反应的选择性差而导致产物收率低的技术问题，达到4-甲氧基-2-萘酚的收率高、工艺简单且高效，以及适合工厂化生产的技术效果。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种4-甲氧基-2-萘酚的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
4-溴-2-萘酚在碱性条件下经催化剂催化反应，后处理，得到所述4-甲氧基-2-萘酚；
所述催化剂包括碘化亚铜、溴化亚铜，以及氯化亚铜中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述催化剂为碘化亚铜。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述催化剂的用量为4-溴-2-萘酚的0.05～1倍摩尔当量，优选为0.2倍摩尔当量。
4.根据权利要求1-3任一项所述的制备方法，其特征在于，营造所述碱性条件的碱包括碳酸钾和碳酸铯中的至少一种，优选为碳酸铯。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述碱的用量为4-溴-2-萘酚的1～3倍摩尔当量，优选为1.2倍摩尔当量。
6.根据权利要求1-3任一项所述的制备方法，其特征在于，所述催化反应的溶剂包括N,N-二甲基甲酰胺和乙腈中的至少一种，优选为N,N-二甲基甲酰胺。
7.根据权利要求1-3任一项所述的制备方法，其特征在于，所述催化反应的温度为130℃，反应时间为6小时。
8.根据权利要求1-3任一项所述的制备方法，其特征在于，所述后处理包括以下步骤：
反应结束后除去溶剂，之后加入水和乙酸乙酯，再依次经酸化和分液，得到有机相；
所述有机相依次经浓缩和重结晶，得到所述4-甲氧基-2-萘酚。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述酸化后的pH值在3.5～4.5之间；
优选地，所述重结晶的溶剂包括乙酸乙酯和正己烷中的至少一种；
优选地，所述重结晶的溶剂为体积比1：5的乙酸乙酯和正己烷的混合溶剂。
10.一种权利要求1-9任一项所述的制备方法在化工生产中的应用。
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| YUJIAN MAO等: "Overcoming peri- and ortho-selectivity in C–H methylation of 1-naphthaldehydes by a tunable transient ligand strategy", CHEM. SCI., vol. 10, no. 13, 6 January 2022 (2022-01-06), pages 2900 * |
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