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89-84-9 / 2,4-二羥基苯乙酮的合成

概述

2 ,4-二羥基苯乙酮是有機合成、藥物合成及化工產品的的中間體。用它可以制備抗心絞痛的藥物乙氧黃酮。也可以用于制備農藥、黃酮等精細化工產品;它也是測定鐵離子的一種重要分析試劑。

合成【1】【2】

制備2,4-二羥基苯乙酮,按酰化劑分,大致有以下幾條路線:

(1)以冰醋酸為?;瘎?, 氯化鋅為催化劑;收率61 %,用BF3 ,H2SO4,多聚磷酸等催化體系,收率可達60%~80%。

(2)以醋酸酐為?;瘎?,用HClO4,AlCl3 為催化劑,收率70%~ 90%;以離子交換樹脂為催化劑,收率為83.5 %。

(3)以乙酰氯為酰化劑,以SnCl4 為催化劑,收率80 %;以離子交換樹脂為催化劑,收率52 %。

(4)以乙腈為?;瘎?,ZnCl2為催化劑,收率77 %。

其中用冰醋酸為?;瘎?氯化鋅為催化劑的路線原料易得, 原料價格便宜, 操作方便, 是一條較好的技術路線, 但其收率僅為61 %。從工業生產的角度, 如何提高收率, 降低成本是至關重要的。

1. 采用正交設計方法優化用冰醋酸為?;瘎┲苽? ,4 -二羥基苯乙酮的工藝條件,期望找出影響收率的主要因素,并大幅度提高收率,降低成本。

反應式如下:

2,4-二羥基苯乙酮的合成

實驗過程:先將一定量的ZnCl2 在坩堝中加熱熔融, 然后將它加入至已裝有一定量冰醋酸的三口瓶中,攪拌下加入11 g(0 .1 mol)間苯二酚。油浴加熱至一定溫度。攪拌一定時間后, 冷卻。用25 mL 水和25 mL 濃鹽酸稀釋, 置冰箱中冷卻至5℃。濾出沉淀。用120 mL 冰水分5 次洗滌, 以除去鋅離子。用1∶11 稀鹽酸180 mL 煮沸溶解, 如有不溶物, 則過濾除去, 然后置于冰箱中冷卻至5 ℃,濾出晶體,烘干得產品。

最佳工藝條件為:間苯二酚11 g ,ZnCl2 15 g ,冰醋酸27 mL,反應時間為5 h ,反應溫度為140 ℃,產率可達到91 %~93 %,產品純度≥98 %,比文獻值(61 %)提高了約30 個百分點,原料成本下降約30 %以上,工藝穩定,具有很好的應用前景。

2. 催化劑的作用下,由原料間苯二酚和冰醋酸經付-克反應合成2,4-二羥基苯乙酮

經典的合成方法是以冰醋酸為酰化劑, 氯化鋅為催化劑,但脫色困難、收率不高,多在60% ~ 80%;也有用醋酸酐為?;瘎x子交換樹脂為催化劑;還有用乙酰氯、乙腈為?;瘎琒nCl4為催化劑,但這些方法都不適于工業化。

從經典方法著手,摸索出一種既經濟又易操作的方法,產率高達97.38%。合成路線如下:

2,4-二羥基苯乙酮的合成

原料:間苯二酚、冰乙酸、乙醇、無水甲醇等均為分析純。

最佳反應條件為:冰醋酸用量12 g、催化劑用量16 g、反應時間1.5 h、反應溫度135 ℃;產品的外觀為近乎無色的針狀晶體,熔點為144.8 ~145.8 ℃,紅外和紫外圖譜鑒定產品確為2, 4 -二羥基苯乙酮,純度為96.70%。

3.以間苯二酚和冰醋酸為原料, 在微波輔助作用下合成了2 ,4-二羥基苯乙酮

在100 ml 圓底燒瓶中加入1.10 g(10 mmol)間苯二酚,2.0 ml(15 mmol)冰醋酸,1.25 g(10 mmo l)無水氯化鋅,150 W 微波輻射4 min ,將反應產物倒入30 ml 水中,有桔黃色沉淀析出,減壓抽濾,用去離子水洗滌2~3 次,得桔黃色固體.用50 %乙醇的水溶液重結晶,真空干燥得桔黃色塊狀晶體,產率67.8 %。

醋酸用量對反應產率的影響:在10 mmo l 間苯二酚、10 mmo l 無水氯化鋅用量不變的情況下,改變冰醋酸的用量,150 W 微波輻射4 min ,發現隨著冰醋酸用量的增加,產物的產率提高,當冰醋酸的用量為15 mmol時產率最高。

無水氯化鋅用量對反應產率的影響:在10 mmol 間苯二酚、15 mmol冰醋酸用量不變的情況下,改變無水氯化鋅的用量,150 W 微波輻射4 min ,發現隨著氯化鋅用量的增加,產物的產率逐步提高,當無水氯化鋅的用量為10 mmol時產率最高。

微波功率對反應產率的影響:在10 mmol 間苯二酚、15 mmol 冰醋酸、10 mmol 無水氯化鋅用量不變的情況下,改變微波功率,輻射4 min ,發現隨著微波功率的增大,產物的產率提高, 當功率為150 W 時產率最高,200~250 W 時,產率無明顯變化,300W時出現碳化現象。

反應時間對反應產率的影響:選擇最佳反應條件,利用TLC 進行跟蹤反應,發現反應時間對產率有較大的影響。反應時間4 min 產率最高,反應9 min 時出現碳化現象。

參考文獻

[1]呂亞萍,何金桓,楊忠愚,高收率制備中間體2 ,4 -二羥基苯乙酮,浙江工業大學學報,2002.04,第110頁

[2]徐鎖平,徐郭,裴元,2 ,4-二羥基苯乙酮的微波合成及晶體結構,徐州師范大學學報(自然科學版),2010.03,第68頁

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