(佳木斯大學(xué)藥學(xué)院,黑龍江佳木斯154007)
對羥基苯甲醚不僅是醫(yī)藥、香料、農(nóng)藥等精細(xì)化工產(chǎn)品的重要中間體,還可作為高分子的阻聚劑、防老劑、增塑劑等,用途非常廣泛。根據(jù)原料的不同,對羥基苯甲醚的合成方法可分為苯甲醚法、對苯二酚法、苯甲醛法等,這些方法或需低溫、氮?dú)獗Wo(hù),或需高溫、高壓,或用到毒性較大的試劑,或溶劑用量較大,或收率低[1-3]。鑒于此,作者參照相關(guān)文獻(xiàn),以對苯二酚為原料、碳酸二甲酯(DMC)為甲基化試劑、聚乙二醇-400(PEG-400)為相轉(zhuǎn)移催化劑,在微波輔助條件下合成對羥基苯甲醚[4-6],并通過1HNMR 對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行確證。
對苯二酚、碳酸二甲酯(DMC)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、聚乙二醇-400(PEG-400),均為分析純。
XH-200A 型電腦微波固液相合成/萃取儀,北京祥鵠科技發(fā)展有限公司;RE-52A 型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀,上海亞榮生化儀器廠;FA2004型電子分析天平,上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司;Bruker 400MHz型核磁共振儀(氘代氯仿為溶劑),德國Bruker公司。
在50mL三頸瓶中分別加入1.10g(0.01 mol)對苯二酚、0.9g(0.0065 mol)碳酸鉀、1.6g(0.004 mol)PEG-400和7.2g(0.08mol)DMC,置于微波合成反應(yīng)器中并安裝回流裝置,設(shè)定反應(yīng)溫度為95 ℃、反應(yīng)時(shí)間為35min、功率為450 W,啟動反應(yīng),TLC監(jiān)測反應(yīng)過程(展開劑為石油醚∶乙酸乙酯=2∶1),反應(yīng)結(jié)束后用水蒸氣蒸餾法蒸出產(chǎn)物,旋蒸出有機(jī)溶劑,干燥,得到白色片狀晶體對羥基苯甲醚。合成路線如下:
對羥基苯甲醚,收率76.40%[7-9];熔點(diǎn)54~56 ℃;1HNMR(400 MHz,CDCl3),δ:3.85(s,3H),6.85(s,2H),6.76(s,2H),5.30(s,1H)。
以對羥基苯甲醚收率為考核指標(biāo),以反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、n(對苯二酚)∶n(PEG-400)、n(對苯二酚)∶n(DMC)為考察因素,進(jìn)行L9(34)正交實(shí)驗(yàn),以優(yōu)化對羥基苯甲醚的合成條件。正交實(shí)驗(yàn)的因素與水平見表1,結(jié)果與分析見表2。
由表2可以看出,各因素對對羥基苯甲醚收率的影響大小依次為:D>A>C>B,即n(對苯二酚)∶n(DMC)對對羥基苯甲醚收率影響最大,其次是反應(yīng)溫度和n(對苯二酚)∶n(PEG-400),最后是反應(yīng)時(shí)間。最優(yōu)合成條件為A2B2C2D2,即反應(yīng)溫度95℃、反應(yīng)時(shí)間35 min、n(對苯二酚)∶n(PEG-400)為1∶0.40、n(對苯二酚)∶n(DMC)為1∶8,亦即原料配比n(對苯二酚)∶n(DMC)∶n(K2CO3)∶n(PEG-400)為1∶8∶0.65∶0.40。按上述最優(yōu)條件進(jìn)行3次驗(yàn)證實(shí)驗(yàn),收率分別為76.39%、75.97%、76.85%,平均收率為76.40%。
表1 正交實(shí)驗(yàn)的因素與水平Tab.1 Factors and levels of orthogonal experiment
表2 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析Tab.2 Results and analysis of orthogonal experiment
以對苯二酚為原料、碳酸二甲酯(DMC)為甲基化試劑、PEG-400為相轉(zhuǎn)移催化劑,微波輔助合成對羥基苯甲醚。通過正交實(shí)驗(yàn)確定最優(yōu)合成工藝條件為:n(對苯二酚)∶n(DMC)∶n(K2CO3)∶n(PEG-400)=1∶8∶0.65∶0.40、反應(yīng)溫度95 ℃、反應(yīng)時(shí)間35 min,在此條件下,對羥基苯甲醚收率為76.40%。該方法具有操作簡便、工藝綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn),為對羥基苯甲醚的合成研究提供了參考。
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