專利名稱：一種羥基苯甲醛的合成方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種已知化合物的制備方法，確切地說是一種對(鄰、間)羥基苯甲酸的 合成方法。
二背景技術：
羥基苯甲醛是一種重要的有機中間體，在醫(yī)藥、香料以及化工等行業(yè)有廣泛的應用，年 需求量巨大，市場供不應求，我國每年缺口近千噸。
為了獲得價格低廉、品質好的羥基苯甲醛，在近些年已候選出許多新的合成方法與工藝 技術。現(xiàn)將生產羥基苯甲醛的主要方法歸結為以下幾類其一是以苯酚為原料，通過與氯仿.3rded.NewYork:JohnWiley&Sons,1981:1370-1378.] 或甲醛[Kamimura，Hiroshi.JP,62153240[P](1987)].等反應合成對羥基苯甲醛，這些方法工藝 簡單，但工藝收率低，原料消耗大，對設備的要求高，含酚廢水不易處理；其二是以對(鄰、 間)甲酚為原料，有①直接通過與氧氣反應合成對(鄰、間)羥基苯甲醛[AkadaM,Yoshikuni T.JP,6124535[P](1986)]，此工藝原料價格低廉，但工藝產生含酚強堿性廢水20 — 30噸/噸產品 [WangF,etal.[J].ChemCommun,2003(ll):1172-1173]，工藝污染較嚴重，且催化劑難選擇；② 從對(鄰、間)甲酚出發(fā)，經醋酐酯化，氯化及水解制得對羥基苯甲醛[五田博等.日本特許 公開JP62155236A(1987);金婺利隆等.日本特許公開JP63208550A(1988)];③對對(鄰、間) 甲酚利用AP^b^e-W仰菌種通過生物轉化作用來獲得羥基苯甲醛[Edward S,Miller Jr,and StevenW,Peretti[J].GreenChemisry,June 1999:143-152]，雖此工藝綠色，無污染，產率高，操 作簡單，反應條件也比較溫和，但生產周期太長，釜效底。其三是以其它物質為原料，如氨 基苯甲醛法[Takeshita A,TokumwuT. JP,02172940[P](19卯)]等，但都由于存在工藝復雜、產 品純度底以及生產成本高等缺點。
三
發(fā)明內容
本發(fā)明旨在提供一種制備羥基苯甲醛的新的合成方法，所要解決的技術問題是遴選新的 工藝路線。
本發(fā)明所稱的羥基苯甲醛包括對羥基苯甲醛、間羥基苯甲醛和鄰羥基苯甲醛。所用的原 料依次是對甲酚、間甲酚和鄰甲酚。為敘述方便，下統(tǒng)稱甲基酚。
本工藝路線以甲基酚為起始原料，首先與酯化劑三光氣進行酯化反應生成碳酸二(甲基 苯基)酯，然后側鏈氯化生成碳酸二 (二氯甲基苯基)酯(下稱二氯代酯)，最后水解生成
目標產物羥基苯甲醛。該過程流程如下<formula>formula see original document page 4</formula>
申請人曾就三光氣的制備方法申請過發(fā)明專利，ZL00119052.0。
本合成方法以甲基酚為原料，包括酯化、氯化和水解化學過程及其相應的分離等物理過 程，其特征在是
1、 所述的酯化反應是甲基酚的鈉鹽水溶液同三光氣有機溶液在攪拌和有抗氧化劑及催 化劑存在條件下于25 35"C反應3 4小時，反應結束用氨水、甲酸和水洗滌，靜置分層，取 有機相脫溶得到碳酸二 (甲基苯基)酉旨。
甲基酚與三光氣的摩爾比為1: 0.15-0.22，優(yōu)選l: 0.17 0.19。
所述的三光氣有機溶液即是三光氣溶解在二氯甲垸或苯或甲苯或四氫呋喃溶劑中形成 的溶液，優(yōu)選三光氣飽和有機溶液。
所述的抗氧化劑選自亞硫酸鈉或亞硫酸氫鈉或硫代硫酸鈉等，添加量為原料甲基酚質量 的2~3%。
所述的催化劑選自N-甲基嗎啉或三乙胺或三乙烯二胺或吡啶或吡啶衍生物等，添加量 為原料甲基酚質量的2~3%。
實驗表明，在同樣的工藝條件下使用甲基酚鈉粉末與三光氣有機溶液進行固-液反應也 同樣可以得到碳酸二 (甲基苯基)酉旨。
2、 所述的氯化是碳酸二 (甲基苯基)酯在熔融和光照并攪拌條件下直接通入氯氣，通 至理論量(酯與氯氣的摩爾比為1: 2)左右時，降溫至60 7(TC,加入六次甲基四胺和80%
(體積百分比)乙醇水溶液，回流反應1 2小時，用堿調反應液pH值至4 6繼續(xù)回流反應 1~2小時。
所述的光照選自高壓汞燈或熒光紫外燈。
3、 所述的水解是直接在未經分離的氯化反應液中進行的。具體方法是向反應液中加水 和相轉移催化劑，并用無機酸調反應液pH值至1~2，加熱回流反應1 2小時。反應結束后 冷卻、分離，得到固體羥基苯甲醛。
所述的相轉移催化劑選自聚乙二醇(PEG)或季銨鹽，如四甲基溴化銨或四丁基溴化銨或三乙基節(jié)基氯化銨等。其用量為二氯代酯質量的0.5~2%。 所述無機酸選自鹽酸或硫酸。 本方法具有以下有點
(1) 與醋酸酐酰化相比，三光氣法毒性小、反應過程簡單、反應平穩(wěn)易控制且安全性 高。由于本方法采用成酯法保護羥基，大大提高了最終產物的收率，降低了生產成本。
(2) 氯化階段采用無溶劑的本體法，避免了使用溶劑CC14, CCL不僅有毒且對大氣層 有強破壞作用。
(3) 氯化產物不分離，直接對其進行沙米爾脫反應，提高目標產物羥基苯甲醛的產量， 避免了由于對產物的分離所帶來的物料浪費及附加工藝，成本較低。以原料甲基酚計目標產 物收率》87%。
(4) 與醋酸酐等水解最終產物相比較，本發(fā)明生成了二氧化碳和水，對設備的腐蝕性小。
(5) 所用原料均為常用且價格低廉原料，合成條件較溫和，便于工業(yè)化生產。具體實施例方式
實施例1
向裝有攪拌器、冷凝管、滴液漏斗、溫度計的250毫升四口燒瓶中，依次加入21.612g 對甲酚、2%亞硫酸氫鈉、8g氫氧化鈉與50ml水，快速攪拌，至對甲酚完全溶解，在室溫下， 滴加含10.8g三光氣的二氯甲垸飽和溶液，滴加完畢后，加入2y。催化劑N-甲基嗎啉，反應 2小時，用氨水、甲酸、蒸餾水反復洗多次，取二氯甲烷層，蒸干溶劑得碳酸二 (甲基苯基) 酯。收率以對甲酚計算為98. 4%。
用二氯甲烷提純上述產物酯，烘干，投入到裝有攪拌器、冷凝管、溫度計250毫升四口 燒瓶中，攪拌，加熱，在酯熔融狀態(tài)下，通入氯氣，按20 30升/千克酯'小時的流量通至理 論量(約6小時)。冷卻至60 7(TC。
在燒瓶中依次加入4. 4g六次甲基四胺、20ml乙醇、5mL水，攪拌，加熱回流2小時， 冷卻攪拌緩慢加入6ml (50 70%的氫氧化鈉液體)，保持pH在4 6，水浴加熱回流2小時。
蒸出乙醇，向瓶中加入100ml水、0.5%相轉移催化劑四甲基溴化銨、濃鹽酸5 6滴，加 熱至90 11(TC回流，冷卻，過濾，得對羥基苯甲醛粗品，收率以對甲酚計算為88. 1%。
實施例2
向裝有攪拌器、冷凝管、滴液漏斗、溫度計的250毫升四口燒瓶中，依次加入25.8g間 甲酚鈉鹽、3%亞硫酸氫鈉、2%三乙胺與50ml 二氯甲烷，快速攪拌，在室溫下，開始滴加含10.8g三光氣的甲苯飽和溶液，滴加完畢后，反應2小時，用氨水、甲酸、蒸餾水反復洗多 次，取甲苯層，蒸干溶劑得碳酸二 (甲基苯基)酯。收率以間甲酚計算為97.69L
用甲苯提純上述產物酯，烘干，投入到裝有攪拌器、冷凝管、溫度計250毫升四口燒瓶 中，攪拌，加熱，在酯熔融狀態(tài)下，通入氯氣，反應6小時。冷卻至60 7(TC。
在燒瓶中依次加入4.4g六次甲基四胺、20ml乙醇、5mL水，攪拌，加熱回流2小時， 冷卻攪拌緩慢加入一定量的氫氧化鈉溶液，保持pH在4 6，水浴加熱回流2小時。
蒸出乙醇，向瓶中加入100ml水、PEG200g、濃鹽酸5~6滴，加熱至90 11(TC回流， 冷卻，過濾，得間羥基苯甲醛粗品，收率以間甲酚計算為87.2%。
實施例3
向裝有攪拌器、冷凝管、滴液漏斗、溫度計的250毫升四口燒瓶中，依次加入21.612g 鄰甲酚、2%亞硫酸氫鈉、8g氫氧化鈉與50ml水，快速攪拌，至鄰甲酚完全溶解，在室溫下， 滴加含10.8g三光氣的二氯甲烷飽和溶液，滴加完畢后，加入2。/。催化劑N-甲基嗎啉，反應 2小時，用氨水、甲酸、蒸餾水反復洗多次，取二氯甲烷層，蒸干溶劑得碳酸二 (甲基苯基) 酯。收率以鄰甲酚計算為98.4%。
用二氯甲烷提純上述產物酯，烘干，投入到裝有攪拌器、冷凝管、溫度計250毫升四口 燒瓶中，攪拌，加熱，在酯熔融狀態(tài)下，通入氯氣，反應6小時。冷卻至60 7(TC。
在燒瓶中依次加入4.4g六次甲基四胺、20mL乙醇、5mL水，攪拌，加熱回流2小時， 冷卻攪拌緩慢加入6ml (50 70%的氫氧化鈉液體)，保持pH在4 6，水浴加熱回流2小時。
蒸出乙醇，向瓶中加入100ml水、0. 5%相轉移催化劑四J基溴化銨、濃鹽酸5~6滴，加 熱至90 11(TC回流，冷卻，過濾，得鄰羥基苯甲醛粗品，收率以鄰甲酚計算為88. 1%。
權利要求
1、一種羥基苯甲醛的合成方法，以甲基酚為原料，包括酯化、氯化和水解，其特征在于所述的酯化反應是甲基酚鈉與三光氣進行酯化反應生成碳酸二(甲基苯基)酯，所述的氯化是碳酸二(甲基苯基)酯在熔融和光照條件下進行側鏈氯化生成碳酸二(二氯甲基苯基)酯，所述的水解是碳酸(二氯甲基苯基)酯在酸性條件下水解生成羥基苯甲醛。
2、 根據權利要求1所述的合成方法，其特征在于所述的酯化是甲基酚鈉固體或甲基酚鈉水溶液與三光氣有機溶液在抗氧化劑和催化劑存在的條件下于25 35'C反應3~4小時， 甲基酚與三光氣的摩爾比為1: 0.15~0.22;所述的三光氣有機溶液是三光氣溶解在二氯甲烷 或苯或甲苯或四氫呋喃溶劑中形成的溶液。
3、 根據權利要求2所述的合成方法，其特征在于甲基酚與三光氣的摩爾比為1:0.17~0.19。
4、 根據權利要求2所述的合成方法，其特征在于所述的三光氣有機溶液是三光氣飽 和有機溶液。
5、 根據權利要求2所述的合成方法，其特征在于所述的抗氧化劑選自亞硫酸鈉或亞硫酸氫鈉或硫代硫酸鈉，添加量為原料甲基酚質量的2 3%。
6、 根據權利要求2所述的合成方法，其特征在于所述的催化劑選自N-甲基嗎啉或三 乙胺或三乙烯二胺或吡啶或吡啶衍生物，添加量為甲基酚質量的2 3%。
7、 根據權利要求1所述的合成方法，其特征在于所述的氯化是碳酸二 (甲基苯基)酯在熔融和光照并攪拌條件下直接通入氯氣，通至理論量時停止通氯并降溫至60 7(TC，加 入六次甲基四胺和80%乙醇水溶液，回流反應1 2小時，用堿調反應液pH值至4-6，繼續(xù) 回流反應1~2小時；所述的光照是功率……的高壓汞燈或功率……熒光紫外燈。
8、 根據權利要求1所述的合成方法，其特征在于所述的水解是在氯化反應液中加水 和相轉移催化劑，并用無機酸調反應液pH至1 2，加熱回流反應1~2小時。
9、 根據權利要求8所述的合成方法，其特征在于所述的相轉移催化劑選自聚乙二醇 或季銨鹽，添加量為二氯代酯質量的0.5 2%。
全文摘要
一種羥基苯甲醛的合成方法，以甲基酚為原料，首先甲基酚鈉與三光氣進行酯化反應生成碳酸二(甲基苯基)酯，然后在熔融和光照條件下本體氯化生成碳酸二(二氯甲基苯基)酯，最后在酸性條件下水解生成羥基苯甲醛。以對甲酚為原料生成對羥基甲醛，余類推。本方法工藝簡單，反應平穩(wěn)，易于控制，原料易得，便于工業(yè)化，特別是對設備腐蝕性小，對環(huán)境安全，產品收率高，以原料甲基酚計，收率≥87％。
文檔編號C07C45/43GK101417929SQ20081024470
公開日2009年4月29日 申請日期2008年11月26日 優(yōu)先權日2008年11月26日
發(fā)明者姚日生, 超 李, 李曼曼, 磊 王, 鄧勝松, 陳國祥, 麗 陶 申請人:合肥工業(yè)大學