CN1489567A - 1,3-二酮的纯化方法 - Google Patents

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Abstract

一种1，3－二酮的纯化方法，包括将1，3－二酮与土金属或者碱土金属络合剂在有机溶剂中反应，分离、洗涤和分解得到的络合物和分离纯化的1，3－二酮。

Description

1，3-二酮的纯化方法
本发明涉及一种1，3-二酮的纯化或者从包含所述1，3-二酮的反应混合物中分离纯净1，3-二酮的新方法。
依照本发明，所述方法包括：
a)将1，3-二酮与土金属(earth metal)或者碱土金属络合剂在有机溶剂中反应形成一种络合物，
b)分离所述络合物，
c)用有机溶剂洗涤所述络合物，
d)分解所述络合物，和
e)分离被纯化的1，3-二酮。
在优选的方面，本发明涉及式R1CO-CH2-CO-R2表示的1，3-二酮的纯化或者分离，其中R1和R2独立地为脂肪族、芳香族或者杂环部分。由R1和/或R2代表的脂肪族部分的实例为饱和脂肪族部分，例如C1-20烷基，和不饱和脂肪族部分，如C2-20链烯基或者链炔基(alkinyl groups)，其可为直链或支链且可被或者不被如卤素、羟基、低级烷氧基或低级烷酰氧基取代。
芳香族部分R1和R2的实例为单和双环部分，如未取代或者取代的苯基和萘基。杂环部分的实例为包含一个或多个氮原子、硫原子和/或者氧原子作为杂原子的单和双环杂环，如吡啶基、嘧啶基、噻吩基、呋喃基、噻唑基、吲哚基、喹啉基和异喹啉基。
特别优选地，本发明的1，3-二酮是4-叔丁基-4′-甲氧基-二苯甲酰基甲烷或异丙基二苯甲酰基甲烷，也分别被称为PARSOL1789和EUSOLEX8020，广泛在化妆品防晒组合物中用作UV过滤剂(UV filter)。4-叔丁基-4′-甲氧基-二苯甲酰基甲烷通常是由4-叔丁基苯甲酸衍生物与4-甲氧基苯乙酮通过羟醛(aldol)缩合制备，缩合产物粗品用甲醇重结晶而纯化。用本发明的方法可以得到高纯度的二酮如4-叔丁基-4′-甲氧基-二苯甲酰基甲烷。这特别重要，因为少量的杂质会给产物带入颜色，而这在化妆品组合物中是不希望的。
本发明纯化方法中使用的有机溶剂可为任何一种能溶解将要纯化的1，3-二酮的有机溶剂，且对络合剂呈惰性。典型的溶剂为芳香烃，例如苯，优选甲苯。本发明中使用的其他溶剂的实例为脂肪醇类例如甲醇和乙醇，醚例如乙醚、甲基叔丁基醚，四氢呋喃和二氧六环，和氯代烃例如二氯甲烷，氯仿和氯苯。
土金属或者碱土金属络合剂可为能与1，3-二酮形成络合物的所述金属的任何衍生物。典型的实例为硼、铝、钙和镁的卤化物，特别是三氟化硼，三氯化铝，氯化钙和氯化镁，以及硼酸。优选络合剂是三氟化硼。
纯化方法可通过向1，3-二酮粗品在合适有机溶剂的溶液中添加络合剂，或者向包含1，3-二酮的反应混合物中添加络合剂来进行。合适地，使用等摩尔量的1，3-二酮和络合剂，优选使用稍微过量，如10％摩尔过量的络合剂。1，3-二酮与络合剂反应后，就形成了固体沉淀的络合物，其可以被分离出来，用合适的溶剂洗涤，合适地使用与溶解粗品产物相同的溶剂或者使用1，3-二酮制备反应中的溶剂进行洗涤。洗涤后，固体沉淀可以用含碱的水性介质处理而分解，从而产生高纯度的1，3-二酮。所用碱可为溶于水性介质的任何碱，如氨水，碱金属氢氧化物(alkali hydroxides)、碱金属碳酸盐或者碱金属碳酸氢盐，例如NaOH，KOH，Na2CO3或NaHCO3。优选氨水。合适地使用与1，3-二酮络合物等摩尔量或者稍微过量，如10％摩尔过量的碱。1，3-二酮络合物的分解合适地在溶剂，例如前面说明的溶剂，特别地是烷醇例如甲醇中进行。在本发明的另一个实施方案中，纯净二酮可用酸处理络合物而得到，所用酸溶于水性介质且能与络合剂如草酸形成络合物。
本发明通过下列实施例进行更详细的说明。
实施例1
a)36g(1.2mol)的80％氨基钠(sodium amide)和300g无水甲苯加到充满氮气的圆底烧瓶中。将混合物加热到50℃，在1.5小时内加入150.2g(1mol)乙酰苯甲醚在309g甲苯中的溶液。加液完毕后，混合物在50℃保持15分钟，然后在该温度下，在1小时50分钟内加入192.3g(1mol)对叔丁基苯甲酸甲酯(按照美国专利4,387,089制备)。混合物继续在50℃搅拌1小时,然后在100℃下加热1小时，然后产物以固体沉淀的形式分离出来。混合物放置12小时，然后加入300ml冰-水，接着加入100ml纯净盐酸和250ml冰-水的混合物。分离出各相，有机相用水洗涤两次，用硫酸钠干燥。
b)向步骤a)得到的有机相中，滴加140ml(1.1mol)三氟化硼乙醚络合物(boron trifluoride diethyl etherate)。加入完成后，溶液变成深棕色。5分钟后，出现沉淀，混合物变成红棕色。然后将混合物120℃(回流温度)下加热1小时。颜色又发生变化，从红棕色变到粉紫色。将混合物冷却至室温，滤出沉淀，用600ml叔丁基甲醚洗涤。高真空干燥后，得到240g的4-叔丁基-4′-甲氧基-二苯甲酰基甲烷的BF3络合物，为黄绿荧光固体产物。
c)向装配回流冷凝器、搅拌器和油浴的6升三颈反应烧瓶中，加入240g(0.67mol)步骤b)申得到的4-叔丁基-4′-甲氧基-二苯甲酰基甲烷的BF3络合物、3.5升甲醇和50g氨水(25％)。混合物在搅拌下加热到70℃(回流温度)过夜。形成透明的溶液。用冰浴冷却后，形成沉淀，将沉淀滤出，用1升甲醇水溶液(75％)洗涤。高真空干燥后，得到196g的4-叔丁基-4′-甲氧基-二苯甲酰基甲烷，m.p.85.5℃。HPLC检测纯度：99.7％。
实施例2
a)浓缩实施例1步骤a)得到的部分有机相，在高真空下干燥，得到5g棕色半结晶物质，其中包含70％的4-叔丁基-4′-甲氧基-二苯甲酰基甲烷(用HPLC检测)。所述物质溶解在15毫升乙醇中，加热到60℃。在另一个烧瓶中，0.72g的AlCl3溶解在15ml乙醇中，引起放热反应。将所述溶液缓慢加到第一种溶液中。用2ml氨水(25％)处理该合并的黄色溶液，立即形成浅黄色晶体。反应在60℃下再搅拌15分钟，冷却，过滤。用水和乙醇洗涤残留物且在高真空干燥。得到4.3g相应的Al+3-络合物，为淡橙色晶体。MS：954(M+)；645(100％)。
b)向装配有回流冷凝器、搅拌器和油浴的250ml三颈反应烧瓶中，加入4.1g实施例2步骤a)得到的4-叔丁基-4′-甲氧基-二苯甲酰基甲烷的Al+3-络合物溶解在50ml甲醇和1ml氨水(25％)中的溶液。将混合物加热到回流，加入0.82g草酸二水合物，过滤热溶液。将滤液冷却，沉淀出4-叔丁基-4′-甲氧基-二苯甲酰基甲烷。滤出沉淀，高真空干燥得到2.33g上文提及的纯净产物。用少量水处理滤液，沉淀出4-叔丁基-4′-甲氧基-二苯甲酰基甲烷的第二部分，过滤该第二部分并干燥得到另外1克纯净产物。
实施例3
利用MgCl2代替AlCl3，按照实施例2a)描述的类似方法，得到4-叔丁基-4′-甲氧基-二苯甲酰基甲烷的MgCl2络合物，从其中得到类似于实施例2b)中的纯净、白色的4-叔丁基-4′-甲氧基-二苯甲酰基甲烷。
实施例4
利用CaCl2代替AlCl3，按照实施例2a)描述的类似方法，得到4-叔丁基-4′-甲氧基-二苯甲酰基甲烷的CaCl2络合物，从其中得到类似实施例2b中的纯净、白色的4-叔丁基-4′-甲氧基-二苯甲酰基甲烷。

Claims (10)

1.一种1，3-二酮的纯化方法，包括：
a)将1，3-二酮与土金属或碱土金属络合剂在有机溶剂中反应形成络合物，
b)分离所述络合物，
c)用有机溶剂洗涤所述络合物，
d)分解所述络合物，和
e)分离纯化的1，3-二酮。
2.根据权利要求1的方法，其中络合剂是三氟化硼。
3.根据权利要求1或2的方法，其中反应中使用的有机溶剂是芳香烃。
4.根据权利要求3的方法，其中芳香烃是甲苯。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中用氨水溶液进行处理而分解络合物。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其中1，3-二酮是式R1-CO-CH2-CO-R2的化合物，其中R1和R2独立地为脂肪族、芳香族或杂环部分。
7.根据权利要求6的方法，其中R1和R2独立地为苯基或取代的苯基。
8.根据权利要求7的方法，其中R1为对-叔丁基苯基且R2为对-甲氧基苯基。
9.制备纯净的1，3-二酮的方法，基本上如上文描述，尤其是参考实施例描述的方法。
10.4-叔丁基-4′-甲氧基-二苯甲酰基甲烷的BF3络合物。
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