本發(fā)明涉及化學(xué)合成領(lǐng)域,具體涉及一種合成胡椒環(huán)的方法。
背景技術(shù):
胡椒環(huán),化學(xué)名1,2-亞甲二氧基苯,廣泛應(yīng)用于低毒殺蟲劑、黃連素、洋茉莉醛和芝麻酚以及抗氧化劑等的制備,胡椒環(huán)及其衍生物因其特殊的生化活性受到人們的廣泛關(guān)注,其制備技術(shù)的研究開發(fā)成為合成藥物以及合成香料研究中的重點之一。由于社會發(fā)展的需要,以植物精油為起始原料的制備技術(shù)愈來愈受到生態(tài)資源保護(hù)的限制,研究開發(fā)以石油化工產(chǎn)品為起始原料的全化學(xué)合成工藝路線已成為社會發(fā)展的迫切要求。
目前的文獻(xiàn)介紹的合成方法有如下幾種:
1.以鄰苯二酚、二氯甲烷為原料,使用高壓反應(yīng)工藝合成胡椒環(huán),該法對設(shè)備要求較高。
2.以鄰苯二酚、二氯甲烷為原料,以相轉(zhuǎn)移催化劑催化合成胡椒環(huán),但回收困難,成本較高,會造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。
3.以鄰苯二酚、二氯甲烷為原料,以特殊的有機(jī)堿合成胡椒環(huán),但價格過于昂貴,難以工業(yè)化。
4.以鄰苯二酚、二氯甲烷為原料,以非極性溶劑DMF、DMSO為媒介合成胡椒環(huán),存在溶劑反應(yīng)溫度較高(130℃左右),易分解情況。
5. 以鄰苯二酚為原料,采用氣相二氯甲烷反應(yīng),存在二氯甲烷損失嚴(yán)重現(xiàn)象。
6. 其它文獻(xiàn)介紹采用無溶劑反應(yīng)或分子篩催化,均因特殊的催化劑昂貴而難以工業(yè)化。
本發(fā)明介紹一種相對價格低廉,反應(yīng)條件溫和的合成胡椒環(huán)工藝方法。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本專利采用DMSO、二氯甲烷、氫氧化鈉為底料,在回流溫度下,滴加鄰苯二酚的DMSO溶液,反應(yīng)結(jié)束后采用油水分離器分離出產(chǎn)品和二氯甲烷,收率達(dá)到85%以上。
合成路線:
本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn): 一種胡椒環(huán)制備方法,采用DMSO、二氯甲烷、氫氧化鈉為底料,滴加鄰苯二酚的DMSO溶液,反應(yīng)結(jié)束后采用油水分離器分離出胡椒環(huán)和二氯甲烷。
具體地,將DMSO、二氯甲烷、氫氧化鈉投入到燒瓶中,升溫。
具體地,滴加鄰苯二酚的DMSO溶液時控制體系溫度不超過120℃,滴加3到4小時。
具體地,滴完鄰苯二酚的DMSO溶液后,再滴加二氯甲烷,滴完于110℃~115℃回流保溫半小時,然后冷卻到室溫,過濾除去氯化鈉,加入水。
具體地,使用油水分離器分離出二氯甲烷和胡椒環(huán),分離到基本無明顯油相蒸餾出來,然后開始蒸餾回收水,蒸出的水相用適量的二氯甲烷萃取,萃取后的水相可循環(huán)套用。蒸餾到頂溫100℃,開始切換蒸餾回收DMSO ,回收的DMSO可循環(huán)套用。
具體地,上述制備方法具體為:將440mlDMSO,二氯甲烷120ml,氫氧化鈉230g投入到2升的三口燒瓶中,升溫到95℃,開始滴加110g的鄰苯二酚溶解在440ml DMSO中的溶液,控制體系溫度不超過120℃,滴加3到4小時,滴完再滴加90ml二氯甲烷,滴完于110℃~115℃回流保溫半小時,冷卻到室溫,過濾除去氯化鈉,加入水400ml,使用油水分離器分離出殘余的二氯甲烷和胡椒環(huán),分離到基本無明顯油相蒸餾出來,開始蒸餾回收水,蒸出的水相用適量的二氯甲烷萃取,萃取后的水相可循環(huán)套用。蒸餾到頂溫100℃,開始切換蒸餾回收DMSO ,回收的DMSO可循環(huán)套用,殘余約90g。油水分離得到有機(jī)相胡椒環(huán)129g,氣相純度97%,收率85.4%。
本發(fā)明的有益效果在于:本發(fā)明采用DMSO為溶劑,以價格便宜的氫氧化鈉為縛酸劑,同時控制反應(yīng)體系的溫度在120℃以下,減少了高溫導(dǎo)致的溶劑分解現(xiàn)象,后處理采取油水分離器分離方式代替水蒸氣蒸餾方式提取產(chǎn)品,大大減少廢水產(chǎn)生量,工藝安全性更佳。將分出的水再度回收套用,令產(chǎn)生的廢水量降到最小量。將蒸餾回收的二氯甲烷和DMSO再度回收套用,研究發(fā)現(xiàn)對反應(yīng)沒有影響,實現(xiàn)有機(jī)溶劑的綠色循環(huán)使用,降低了生產(chǎn)成本。
具體實施方式
實施例1:胡椒環(huán)制備
將440mlDMSO,二氯甲烷120ml,氫氧化鈉230g投入到2升的三口燒瓶中,升溫到95℃,開始滴加110g的鄰苯二酚溶解在440ml DMSO中的溶液,控制體系溫度不超過120℃,滴加3到4小時,滴完再滴加90ml二氯甲烷,滴完于110℃~115℃回流保溫半小時,冷卻到室溫,過濾除去氯化鈉,加入水400ml,使用油水分離器分離出殘余的二氯甲烷和胡椒環(huán),分離到基本無明顯油相蒸餾出來,開始蒸餾回收水,蒸出的水相用適量的二氯甲烷萃取,萃取后的水相可循環(huán)套用。蒸餾到頂溫100℃,開始切換蒸餾回收DMSO ,回收的DMSO可循環(huán)套用,殘余約90g。油水分離得到有機(jī)相胡椒環(huán)129g,氣相純度97%,收率85.4%。
實施例2:胡椒環(huán)制備
將440ml回收的DMSO(GC98%以上),二氯甲烷120ml,氫氧化鈉230g投入到2升的三口燒瓶中,升溫到95℃,開始滴加110g的鄰苯二酚溶解在440ml DMSO中的溶液(100ml回收DMSO加上300ml新鮮DMSO),控制體系溫度不超過120℃,滴加3到4小時,滴完再滴加90ml二氯甲烷,滴完于110℃~115℃回流保溫半小時,冷卻到室溫,過濾除去氯化鈉,加入回收水400ml,使用油水分離器分離出殘余的二氯甲烷和胡椒環(huán),分離到基本無明顯油相蒸餾出來,開始蒸餾回收水,蒸出的水相用適量的二氯甲烷萃取,萃取后的水相可循環(huán)套用。蒸餾到頂溫100℃,開始切換蒸餾回收DMSO 。油水分離得到有機(jī)相胡椒環(huán)125g,氣相純度96.5%,收率82.3%。
實施例3:胡椒環(huán)制備
將55ml的DMSO,13ml的二氯甲烷和18g氫氧化鈉投入到三口反應(yīng)燒瓶中,攪拌下加熱到95℃,在95~110℃下,滴加16.5g鄰苯二酚溶解在55ml水的水溶液,滴加1.5小時,滴完升溫到110~115℃,保溫4小時,中途補(bǔ)加5ml二氯甲烷,原料基本轉(zhuǎn)化完全,補(bǔ)加80ml水進(jìn)行共沸蒸餾,得到胡椒環(huán)約12g,含量GC98%,收率64%。
對比實例1:(以碳酸鉀為例)
將65mlDMSO,二氯甲烷13ml,碳酸鉀30g投入到三口燒瓶中,升溫到112℃,開始滴加16.5g的鄰苯二酚溶解在55ml DMSO中的溶液,控制體系溫度不超過130℃,滴加1.5小時,滴完再滴加12ml二氯甲烷,滴完于130℃左右回流保溫5小時,冷卻到室溫,過濾除去氯化鉀和碳酸鉀鹽類,加入水140ml,常壓蒸餾出殘余的二氯甲烷和胡椒環(huán),至蒸餾出的水相中基本無明顯油相,進(jìn)行靜置分液,分出的水相加入氯化鈉用適量的二氯甲烷萃取,合并有機(jī)相,濃縮二氯甲烷,最終得到胡椒環(huán)16.9g,氣相純度91.7%,收率84.6%。
對比實例2:(以氫氧化鉀為例,文獻(xiàn)資料)
在500ml的圓底三口燒瓶中依次加入20g的鄰苯二酚、100ml的二氯甲烷,75ml的二甲亞砜,在加熱攪拌下慢慢滴加20g(質(zhì)量分?jǐn)?shù)50%)的氫氧化鉀溶液,油浴溫度控制在85~90℃下回流。反應(yīng)4~5小時(TLC跟蹤反應(yīng)),然后進(jìn)行蒸餾回收二氯甲烷,水蒸汽蒸餾得到粗品,用水洗至中性,用無水硫酸鈉干燥,得到無水油狀物資10.4g,收率57.2%。(《化工技術(shù)與開發(fā)》vol35No1 2006年1月,作者董新榮,李輝)
對比實例3:(以三乙胺為縛酸劑)
以三乙胺為縛酸劑,相同條件,回流保溫2h,產(chǎn)品僅轉(zhuǎn)化1.7%,失敗。
對比實例4:(以吡啶為縛酸劑)
以三乙胺為縛酸劑,相同條件,回流保溫1h,產(chǎn)品僅轉(zhuǎn)化0.98%,失敗。
對比實例5:(以碳酸鈉為縛酸劑)
以碳酸鈉為縛酸劑,相同條件,回流保溫11.5h,產(chǎn)品轉(zhuǎn)化18%,失敗。