[發(fā)明專利]醇鎂法制備4-甲基兒茶酚

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610159461.2
• 申請日: 2016-03-21
• 公開（公告）號: CN107216238A
• 公開（公告）日: 2017-09-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉建兵;祝岱楨;黃雅丹
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南師范大學(xué)
• 主分類號: C07C37/60
• 分類號: C07C37/60;C07C39/08
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• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明采用對甲苯酚為原料，經(jīng)與金屬甲醇鎂反應(yīng)制備對甲苯酚鎂，對甲苯酚鎂與多聚甲醛反應(yīng)制備3-甲基水楊醛，用雙氧水氧化3-甲基水楊醛制得4-甲基兒茶酚，以對甲酚計，反應(yīng)總收率可達(dá)80%。與現(xiàn)有文獻(xiàn)相比，該法具有工藝路線簡單、反應(yīng)條件溫和、反應(yīng)收率高和適宜工業(yè)化等優(yōu)點。

背景技術(shù)

4-甲基兒茶酚是一重要的基礎(chǔ)化工原料，其合成方法有很多文獻(xiàn)報道，綜述文獻(xiàn)，其合成方法大致有如下幾類：1. 液化木質(zhì)素法。該法采用高溫（370-380 ^oC）和高壓（200-210 atm），用三氧化二鐵、氧化鎳和硫(三者的物質(zhì)量比為Fe : Ni : S = 20 : 1 : 21 )為催化劑反應(yīng)1hr，反應(yīng)收率只有11%^[6]。2. 對甲酚直接氧化法。直接氧化法合成4-甲基兒茶酚的文獻(xiàn)報道較多^[9-11,13-16]，直接氧化法采用高濃度的雙氧水（大于60%），用無機酸和金屬絡(luò)合物等做催化劑。該類方法一步合成4-甲基兒茶酚，但采用高濃度雙氧水，工業(yè)生產(chǎn)很不安全；此外該類方法普遍存在收率不高，未反應(yīng)的對甲酚及副產(chǎn)物很難分離。3. 酶催化劑生物化學(xué)法^[24-26] 。該類方法是所有合成方法中最環(huán)保的，但酶催化劑的成本高，難以工業(yè)化生產(chǎn)。4. Fries重排法^[5,36,37] 。以對甲基苯酚為原料，經(jīng)醋酐酯化、Fries重排和過氧化氫氧化合成對甲基兒茶酚。該方法Fries重排步驟采用無水三氯化鋁為催化劑，反應(yīng)所需溶劑量很大；此外后處理三氯化鋁產(chǎn)生大量對設(shè)備腐蝕極大的氯化氫氣體和大量廢水。 5. 酚鎂-甲醛法^[38-40] 。該方法用無水氯化鎂為催化劑，三乙胺為縛酸劑，經(jīng)與多聚甲醛反應(yīng)合成3-甲基水楊醛，然后用雙氧水氧化3-甲基水楊醛合成4-甲基兒茶酚。該方法收率、反應(yīng)步驟與Fries重排法類似，由于無水氯化鎂水解比無水三氯化鋁溫和，無氯化氫氣體產(chǎn)生，但也存在反應(yīng)所需溶劑量很大，產(chǎn)生大量的廢水等缺點，此外三乙胺的回收增加了生產(chǎn)成本和廢水的產(chǎn)生。受酚鎂-甲醛法啟發(fā)，我們在合成3-甲基水楊醛時，用對甲酚與金屬鎂反應(yīng)合成對甲酚鎂。與酚鎂-甲醛相比，該方法無需縛酸劑，固液比小，所需溶劑量小。具有工藝路線簡單、反應(yīng)條件溫和、反應(yīng)收率高和適宜工業(yè)化等優(yōu)點。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是4-甲基兒茶酚的合成。以對甲酚為原料，經(jīng)與金屬鎂反應(yīng)合成對甲酚鎂，以對甲酚鎂合成3-甲基水楊醛，然后經(jīng)雙氧水氧化合成4-甲基兒茶酚。說明書附圖中的圖1是4-甲基兒茶酚的合成路線圖。

實例一

將鎂粉(14.4 g, 0.6 mol)投入裝有200ml甲醇的四口反應(yīng)瓶中，開啟電動攪拌，瓶內(nèi)產(chǎn)生大量氣泡，溫度上升至61℃。2h后，溶液變成乳白色懸濁液。將對甲基苯酚(108 g, 1.0mol)加到反應(yīng)瓶中，50min后開始蒸出甲醇，待反應(yīng)液變稠，補200ml甲苯。升高溫度，待內(nèi)溫達(dá)到95℃時，分批加入多聚甲醛(90 g, 3.0 mol)，將裝置改為蒸餾裝置，蒸出低沸點物質(zhì)，30min后幾乎無餾分蒸出，撤去蒸餾裝置，繼續(xù)反應(yīng)2.5h，用TLC點板跟蹤，對甲基苯酚反應(yīng)完全。停止加熱，待內(nèi)溫降至65℃，用18.5%的鹽酸調(diào)節(jié)PH=1。靜置后分液，有機層用70ml甲苯萃取2次，合并有機層，有機層水洗3次至PH接近7。得到中間體4-甲基水楊醛。將中間體4-甲基水楊醛投入裝有80ml水，250ml工業(yè)酒精和110ml雙氧水的反應(yīng)瓶中，開啟電動攪拌，在冰浴下緩慢滴加30%氫氧化鈉，并維持溫度在18℃左右。用TLC點板跟蹤，2h后反應(yīng)完全。滴加20%亞硫酸鈉淬滅雙氧水，使碘化鉀淀粉試紙不變藍(lán)時，用18.5%的鹽酸調(diào)節(jié)PH至2-3之間。然后100ml乙酸乙酯萃取4次，合并有機層。旋干溶劑得到4-甲基兒茶酚粗品。用乙酸乙酯(V):石油醚(V)=7:3為重結(jié)晶溶劑，得到4-甲基兒茶酚白色固體87克，熔點64-66℃，純度99.78%（TC，外標(biāo)）收率（以對甲酚計）69.9%。¹HNMR 和¹³CNMR（500MHZ, CDCl₃）如下：¹H NMR (CDCl₃, 500 MHz) δ 6.75 (d, J = 8.0 Hz, 1 H), 6.70 (d, J = 1.0 Hz, 1 H), 6.61 (s, J = 8.0 Hz, 1 H), 5.24 (s, 2 H), 2.60 (s, 3 H); ¹³C NMR (CDCl₃, 125 MHz) δ 143.3, 141.0, 131.0, 121.4, 116.2, 115.3, 20.7。