碳酸二甲酯作甲基化试剂合成取代苯甲醚的研究进展
时间:2012-12-12 阅读:3537
碳酸二甲酯作甲基化试剂合成取代苯甲醚的研究进展 摘 要:取代苯甲醚是一种重要的化工原料,广泛的应用于医药、农药、香料食品添加剂等领域。本文综述了碳酸二甲酯(DMC)和酚类化合物合成相应的苯甲醚、取代苯甲醚的研究进展,总结分析了影响产率及转化率的因素,为充分利用碳酸二甲酯进行甲基化反应提供了有效的参考依据。
关键词:碳酸二甲酯;甲基化;取代苯甲醚;合成
甲基化反应是有机药物合成中常用的方法,许多重要的化工中间体都是通过此反应得出。传统的甲基化试剂为*、卤代甲烷等有毒物质,属于高危、高毒、高腐蚀性药品,在合成过程中需要使用大量的碱中和副产物酸,生成的无机盐会增加分离与提纯的难度。碳酸二甲酯(DMC)作为一种新型的绿色化学试剂,具有无毒、对环境无污染等特点,因其分子结构中含有甲基、羰基活性基团可作为*、卤代甲烷等甲基化试剂的替代品。本文对近年来以碳酸二甲酯作甲基化试剂合成取代苯甲醚的研究工作进行了总结。
1 苯甲醚的合成
苯甲醚是一种重要的有机中间体、医药中间体及精细化工产品,除用于调配香料外,还可用于农药(甲氧滴涕杀虫剂)的合成,也可用作溶剂、乙烯聚合物紫外线的稳定剂[1],并被大量用于油和酯中的抗氧化剂和染料的初级原料。*与碳酸二甲酯的甲基化反应表达式为:
碳酸二甲酯作甲基化试剂合成取代苯甲醚的研究进展Tundo[2]等研究了使用涂有聚乙二醇的 K2CO3床层作为PTC,在常压条件下反应温度在 160-200℃,反应物与产物均处于气象状态,虽然苯甲醚的收率达到 100%,但气-液相转移催化条件适用于沸点低的底物。Romero[3]等人使用碱性分子筛为催化剂,DMC与*的投料比为2:1,反应温度438K的条件下,*的转化率达到 100%,苯甲醚的选择性为 85%。Ouk[4, 5]等人报道了在固-液相转移催化剂下酚类与 DMC 的反应,在 K2CO3存在的碱性条件下,反应温度在 90-100℃,发现四丁基*的甲基化效果是的,并且 K2CO3与四丁基*均可重复利用。在不加入 PTC 的情况下产率为零,而不加 K2CO3的情况下延长反应时间,其产率为 45%。宋锡瑾[6]等人研究了在常压下气-固相反应装置中,以碱金属交换的分子筛为催化剂,DMC 与*的投料比为 1:1,在 280℃气体流量为 900mL/min 的条件下,X 型分子筛催化剂上*的转化率为 92.5%,苯甲醚的产率为 84.3%。Y 型分子筛上*的转化率为 28.5%,苯甲醚的产率为 12.8%。Lee[7]等研究了在酚羟基甲基化反应中不用碱金属碳酸盐作为催化剂的催化性能,发现 CsNO3效果,在 120-160℃条件下苯甲醚有很好的产率。陈冰[8]等人对负载型钾盐催化剂用于苯甲醚的合成进行了研究,把 SiO2分别负载到 K2CO3、KF、KBr上作为催化剂,发现甲基化反应在 KF 负载的催化剂上活性zui高,在 250℃的条件下,苯甲醚的收率为 93.93%,选择性为 98.19%。
2 一取代苯甲醚的合成
2.1 愈创木酚的合成
愈创木酚是医药、香料等工业的重要精细化工中间体,可用于合成止咳祛痰的*以及香料香兰素,还可用做测定铜、酸和亚硝酸盐的试剂。常用于反应的催化剂有高岭土、铝胶及分子筛等,但以上催化剂都会使邻苯二酚的转化率降低。邻苯二酚与DMC的甲基化反应表达式为:
碳酸二甲酯作甲基化试剂合成取代苯甲醚的研究进展Fu和One[9, 10]对邻苯二酚与DMC的反应进行了研究。采用固定床反应器,在260℃反应条件下用铝胶做催化剂,1小时后邻苯二酚的转化率达到zui大值为50%,但催化剂不久后失去活性,4小时后转化率降至20%。单独使用Al2O3,邻苯二酚的转化率为43%;把LiOH负载Al2O3在上,反应温度在583K条件下,愈创木酚的选择性很好达到84%,邻二*的转化率可达到80%。比单一的Al2O3活性显著提高,但5h后邻苯二酚转化率却由83%降至75%;把NaOH负载在Al2O3上,邻苯二酚的转化率为98%,愈创木酚的选择性为74%,并且随着反应时间的推移产物分布多样且急剧变化;把KNO3负载在Al2O3上在310℃条件下,邻苯二甲醚的收率达到97%[11]。Jyothi等[12]将煅烧后的Mg-Al水滑石应用于*或邻苯二酚与DMC甲基化反应中,在气相连续流动的固定床反应器内,以镁铝投料比为3:1的煅烧水滑石为催化剂,573K下邻苯二酚转化率可达96%,此时主产物为愈创木酚,其选择性达84%。虽然催化剂在开始时表现出了很高的活性,但随着反应的进行催化剂的活性也随之衰减,反应5h后活性降至81%左右。刘海红[13]等人在2004年用DMC做甲基化试剂合成愈创木酚,邻苯二酚与DMC的投料比为1:3,以HY分子筛为催化剂,碱性条件下,邻苯二酚的转化率可达到37.6%,产率为34.9%。朱小梅[14]等人研究发现磷酸盐系催化剂是反应性能较好的催化剂,转化率和选择性均可达到90%以上,其催化剂的使用寿命可达到2000小时以上,适用于工业。并且对其反应机理进行了研究,发现弱酸-弱碱中心共同存在下将更有益于反应的进行。