CN1271026C - 以吡啶作为没食子酸脱羧催化剂制备焦性没食子酸的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种以吡啶作为没食子酸脱羧催化剂制备焦性没食子酸的方法，将无水没食子酸和吡啶搅拌混合，回流反应，物料成熔融体，同时有大量CO₂气泡逸出，保温直至反应产物中无气泡逸出，保持反应产物的温度，并使上述反应产物所处的气氛的减压，从而蒸馏出反应产物中的吡啶，将上述除去吡啶后的产物的升温，并同时收集逸出的升华产物，直至无升华产物逸出为止，将上述逸出的升华产物研碎，加入氯仿，并搅拌洗涤，使得残余吡啶溶解于氯仿中，过滤，并用氯仿淋洗，滤干后干燥，以脱除残留氯仿，获得焦性没食子酸，本发明具有碱性适宜、沸点较低易于分离、对产物质量无影响、可直接通过升华和随后的洗涤而毋须使用其它助剂即可得到高纯产品等优点。

Description

以吡啶作为没食子酸脱羧催化剂制备焦性没食子酸的方法

                            技术领域

本发明涉及一种制备焦性没食子酸的方法，尤其涉及一种以吡啶作为没食子酸脱羧催化剂制备焦性没食子酸的方法。

                            背景技术

18世纪末，Scheele首次通过干馏从没食子酸制得焦性没食子酸。此后，制备方法得到不断的发展，总体上可分为半合成法和全合成法两大类。

半合成法是以没食子酸为原料进行脱羧。最初是直接的加热干馏，此法副产物多，产品得率低；后发展为真空减压脱羧、溶剂脱羧以及在水介质中高压脱羧。1976年波兰专利(Pol.87,354，Pol.83,789)提出用N，N-二甲基甲酰胺作为催化剂常压下脱羧，将粗产品热熔于高沸点邻苯二甲酸酯中蒸馏精制。上世纪90年代日本专利(JP 82,138,753)又提出用发酵法由单宁酸或没食子酸制备焦性没食子酸。

在全合成法方面，具有代表性的有如下几种：70年代Hurd等提出用脂肪酸为原料，通过催化缩合环化、酸水解，最后脱羧制成焦性没食子酸。英国专利(1358700)报道了用环己酮为原料，采用氯化和催化水解制备焦性没食子酸。日本专利曾报道用环己烯为原料，通过催化氧化及水解先制得环己三醇，而后经催化脱氢芳构化合成焦性没食子酸。70年代中，日本提出了将间苯二酚氧化，从产物中分离出焦性没食子酸。美国于80年代将对-叔丁基苯酚溴化、水解、甲氧基化，而后脱烷基和水解制得产物。80年代中期，德国专利提出以2，6-二氨基-4-丁基苯酚为原料进行催化、酸水解制备焦性没食子酸。在上述众多报道中，有些方法具有开发前景，但工业化应用尚有若干工艺问题有待解决。

当前国外生产焦性没食子酸的主要厂家如美国的Mallinckrodt公司，欧洲的HarshwChemical公司、日本的Fuji Chem.Industry公司和Dainippon Pharmaceutical公司等均采用加压脱羧的半合成方法。在我国，传统的焦性没食子酸制备工艺是采用减压下直接高温脱羧。这种制备工艺得率较低，产品质量也较差。近年来国内也有采用常压催化脱羧方法制备焦性没食子酸，获得较高的产品得率和较好的产品质量，但均未报道使用何种催化剂。

                            发明内容

本发明提供一种得率高、能耗低、产品质量好、操作较简便的以吡啶作为没食子酸脱羧催化剂制备焦性没食子酸的方法。

本发明采用如下技术方案：

一种以吡啶作为没食子酸脱羧催化剂制备焦性没食子酸的方法，包括以下几步：

第一步，将无水没食子酸和吡啶以摩尔比为1∶(0.1～0.4)搅拌混合，在130～160℃下回流反应，物料成熔融体，同时有大量CO₂气泡逸出，保温直至反应产物中无气泡生成，

第二步，保持反应产物的温度为130～160℃，并使上述反应产物所处的气氛的压强从1标准大气压逐渐减至2kPa以下，从而蒸馏出反应产物中的吡啶，

第三步，将上述除去吡啶后的产物在压强小于2kPa和温度为160～190℃条件下升华，并同时收集逸出的升华产物，直至无升华产物逸出为止，

第四步，将上述逸出的升华产物研碎，加入相当于逸出的升华产物4～6倍重量的氯仿，并搅拌洗涤，使得残余吡啶溶解于氯仿中，过滤，并用氯仿淋洗，滤干后在40～60℃下干燥，以脱除残留氯仿，获得焦性没食子酸。

本发明的原理：

焦性没食子酸(pyrogallol)又名连苯三酚，焦桔酚，1，2，3-三羟基苯。

分子式：C₆H₆O₃，分子量126.05，结构式：

焦性没食子酸是一种多用途的化学试剂和化工原料，可用于合成医药、农药、染料，可用作高分子材料的助剂，显影剂，热敏剂和化学分析试剂等。

以吡啶为没食子酸脱羧催化剂制备焦性没食子酸反应过程如下：

羧酸失羧的反应机制可以视为亲电取代，碱性适宜的有机胺对其有催化作用。选择吡啶作为催化剂是基于其化学结构特点，即其氮原子上的一对孤电子可以和羧酸成盐，使羧基上O-H键减弱，又由于苯基是吸电子基团，削弱了苯环与羧基之间的C-C键，双重作用导致了失羧。

吡啶作为脱羧催化剂兼有溶解没食子酸的功能，常压下其沸点为115℃，在脱羧过程中通过冷凝回流，使其返回反应系统，从而使没食子酸得以完全反应。

本发明获得如下技术效果：

1.与现已报道的N，N-二甲基酰胺催化剂相比，本发明所用的催化剂吡啶是一种弱碱性的杂环胺(pK_b＝8.75)，具有碱性适宜、沸点较低易于分离、对产物质量无影响、可直接通过升华和随后的洗涤而毋须使用其它助剂即可得到高纯产品的特点。

2.本发明利用吡啶的催化作用使得无水没食子酸脱羧，然后减压蒸馏出吡啶，再用氯仿洗涤残余吡啶从而制备焦性没食子酸，具有得率高、能耗低、产品质量好、操作较简便的特点，工艺成熟，可用于工业化生产。

3.将蒸馏产物升华，可将焦性没食子酸升华出来与副产物分离，从而提高焦性没食子酸的纯度。

4.由于焦性没食子酸升华的同时，少量吡啶也混合在其中，本发明用氯仿洗涤除去焦性没食子酸中的残余吡啶，获得的焦性没食子酸的产品质量好，结果可参见实施例后面的产品质量分析数据。

5.本发明采用的氯仿为低沸点不燃溶剂，易于从产物中脱除回收，可经简单蒸馏后回用。

                            附图说明

图1是本发明实施例1的流程图。

                            具体实施方式

实施例1：

一种以吡啶作为没食子酸脱羧催化剂制备焦性没食子酸的方法，包括以下几步：

第一步，将无水没食子酸和吡啶以摩尔比为1∶(0.1～0.4)搅拌混合，在130～160℃下回流反应，物料成熔融体，同时有大量CO₂气泡逸出，保温直至反应产物中无气泡生成，

其中，无水没食子酸和吡啶的物质的量的比可以为1∶0.15，1∶0.18，1∶0.22，1∶0.27，1∶0.33，1∶0.36，1∶0.38，回流反应的温度可以为135℃，146℃，153℃，158℃；保温的温度与回流反应温度相同，为130～160℃；

第二步，保持反应产物的温度为130～160℃，并使上述反应产物所处的气氛的压强从1标准大气压逐渐减至2kPa以下，从而蒸馏出反应产物中的吡啶，

本实施例中，可以将反应物所处气氛逐渐从常压抽真空逐渐减至2kPa以下，从而使得常压不易分离的吡啶分离出来；

第三步，将上述除去吡啶后的产物在压强小于2kPa和温度为160～190℃条件下升华，并同时收集逸出的白色晶状升华产物，直至无升华产物逸出为止。

其中，压强可以为1kPa，0.5kPa，0.2kPa，温度可以为165℃，174℃，182℃，188℃，

第四步，将上述逸出的升华产物研碎，加入相当于逸出的升华产物4～6倍重量的氯仿，并搅拌洗涤，使得残余吡啶溶解于氯仿中，过滤，并用氯仿淋洗，滤干后在40～60℃下干燥，以脱除残留氯仿，获得焦性没食子酸。

其中，氯仿重量可以是相当于逸出的升华产物的4.2倍，4.7，5.1，5.6，5.9倍，干燥温度为45℃，47℃，52℃，56℃。

实施例2：

称取30g无水没食子酸置于带有搅拌和冷凝管的烧瓶内，加入5ml吡啶，在搅拌下加热至155℃回流反应。物料成熔融体，同时有大量CO₂气泡逸出。保温反应直至无气泡生成。先以常压、而后减压至2kPa，155℃蒸出吡啶。继续抽真空直至压强2kPa以下，并缓慢升温至175℃，产物即开始升华。保持温度和真空度恒定，直至无升华产物逸出为止。取出产物研碎，投入洗涤容器中加入70ml氯仿，充分搅拌洗涤。过滤后，用少量氯仿淋洗。滤干后在真空干燥箱中55℃脱除残留氯仿，得产品18g。得率为81％，产品获得率是指的焦性没食子酸产品获得量与理论计算获得量(根据原料的重量和分子式计算)的比值。

实施例3：

称取100g无水没食子酸置于带有搅拌和冷凝管的烧瓶内，加入10ml吡啶，在搅拌下加热至135℃回流反应。物料成熔融体，同时有大量CO₂气泡逸出。保温反应直至无气泡生成。先以常压、而后减压至2kPa，150℃蒸出吡啶。继续抽真空直至压强2kPa以下，并缓慢升温至160℃，产物即开始升华。保持温度和真空度恒定，直至无升华产物逸出为止。取出产物研碎，投入洗涤容器中加入180ml氯仿，充分搅拌洗涤。过滤后，用少量氯仿淋洗。滤干后在真空干燥箱中60℃脱除残留氯仿，得产品59g。得率为81％。

实施例4：

称取200g无水没食子酸置于带有搅拌和冷凝管的烧瓶内，加入20ml吡啶，在搅拌下加热至140℃回流反应。物料成熔融体，同时有大量CO₂气泡逸出。保温反应直至无气泡生成。先以常压、而后减压至2kPa，145℃蒸出吡啶。继续抽真空直至压强2kPa以下，并缓慢升温至180℃，产物即开始升华。保持温度和真空度恒定，直至无升华产物逸出为止。取出产物研碎，投入洗涤容器中加入500ml氯仿，充分搅拌洗涤。过滤后，用少量氯仿淋洗。滤干后在真空干燥箱中50℃脱除残留氯仿，得产品126g。得率为85％。

产品质量分析数据如下：

实验室100g量级试验产品的质量分析结果如下：

外观：白色晶状粉末

定性试验：通过

熔点：133-136℃

溶状：无色澄明

氯化物：≤2ppm

硫酸盐：≤5ppm

干燥失重：0.47％

灼烧残渣：0.0075％

没食子酸：未检出

含量(干基)：99.70％

水分：0.44％

钠：0.54ppm(AAS)

铁：0.37ppm(AAS)

其它元素(ICP，μg/g)：

Al：0.59；Co：0.006；Cr.0.14；Mg.1.49；Mn：0.05；Zn：1.04；

Ba、Be、Ca、Cd、Cu、K、Li、Mo、P、Pb、Sr、Ti、V均未检出。

Claims (1)

1.一种以吡啶作为没食子酸脱羧催化剂制备焦性没食子酸的方法，其特征在于包括以下几步：

第一步，将无水没食子酸和吡啶以摩尔比为1∶(0.1～0.4)搅拌混合，在130～160℃下回流反应，物料成熔融体，同时有大量CO₂气泡逸出，保温直至反应产物中无气泡逸出，

第二步，保持反应产物的温度为130～160℃，并使上述反应产物所处的气氛的压强逐渐减至2kPa以下，从而蒸馏出反应产物中的吡啶，

第三步，将上述除去吡啶后的产物的温度升至160～190℃，并同时收集逸出的升华产物，直至无升华产物逸出为止，

第四步，将上述逸出的升华产物研碎，加入相当于逸出的升华产物4～6倍重量的氯仿，并搅拌洗涤，使得残余吡啶溶解于氯仿中，过滤，并用氯仿淋洗，滤干后在40～60℃下干燥，以脱除残留氯仿，获得焦性没食子酸。

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