羟基苯乙酮——精选推荐
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综述
1.产品概述
(1)羟基苯乙酮的物理性质
分子式:C8H8O2
分子量:136.15 浅绿至黄色油状液体。沸点 213℃/95.6kPa(717mmHg),106℃/2.3kPa(17mmHg),相
对密度 1.131,折光率 1.5584,闪点 98。
又称乙酰基苯酚(acetylphenol)。有邻(o-)、间(m-)、对(p-)三种酚型异构体。邻
羟基苯乙酮为油状浅黄色液体或晶体,熔点4~6℃;沸点218℃,106℃(2.3kPa);相对密
度1.1370,折射率1.5584。间羟基苯乙酮为针状或片状晶体,熔点96℃;沸点296℃,153℃(0.67kPa);相对密度1.0992;折射率1.5348。对羟基苯乙酮为无色针状晶体,熔点109~110℃,沸点148℃(0.44kPa);相对密度1.1090;折射率1.5577。均微溶于水,溶于乙醇、
乙醚和氢氧化钠水溶液。有酚和芳甲基酮的化学性质。邻羟基苯乙酮有毒!为致癌物;有芳
香气味;由乙酸苯酯经三氯化铝催化重排而得;用做络合滴定测铁的指示剂、贵金属及稀有
金属的萃取剂、环戊二烯聚合反应的催化剂。间羟基苯乙酮可由间氨基础苯乙酮重氮化、水解制得。用于苯肾上腺素等药物合成。对羟基苯乙酮有毒,有刺激性!可由乙酸苯酯重排或
由对氨基苯乙酮经重氮化、水解得到;用以制取香料、染料、农药等。
(2)邻羟基苯乙酮的应用
用做络合滴定测铁的指示剂、贵金属及稀有金属的萃取剂、环戊二烯聚合反应的催化剂。间羟基苯乙酮可由间氨基础苯乙酮重氮化、水解制得。用于苯肾上腺素等药物合成。对
羟基苯乙酮有毒,有刺激性!可由乙酸苯酯重排或由对氨基苯乙酮经重氮化、水解得到;用
以制取香料、染料、农药等。。
2. 邻羟基苯乙酮的合成路线及比较
(1)合成路线
①对羟基苯乙酮的合成
以苯酚与醋酐直接加热制得收率98% 的2; 2 以二硫化碳为溶剂, 经F ries 重排得1, 收率36%。同时得对羟基苯乙酮(3) , 收率55%。
乙酸苯酯(2)
苯酚(94g, 1. 00mo l) 与醋酐(107g, 1. 05mo l) 混合, 加热回流30m in 后分馏除去
乙酸(56g) , 收集194~ 196℃馏分, 得无色透明液体2 (133. 2g, 98% )。 邻羟基苯乙酮(1)
三氯化铝(74. 8g, 0. 56mo l) 于二硫化碳(80m l) 中, 搅拌下滴加2 (68g, 0. 50mo l) ,
保持微沸状态, 加毕回流2h, 蒸除二硫化碳后,175~ 185℃搅拌反应3h; 冷至室温后加入3.
2mo löL HCl (220m l) , 放置12h; 分出有机相经水蒸汽蒸馏得淡黄色透明液体1 ( 24. 5 g,
36% )。残余物室温下以乙醚萃取[ 3b ] , 萃取液冷至5℃后析出副产物3, 以水重结晶得白色针状结晶3 (37. -4g,55% ) ,mp 108~ 109. 5℃。
②邻羟基苯乙酮合成方法的改进
以浓硫酸作催化剂, 使苯酚和乙酸酐反应来制备乙酸苯酚酯, 简化了操作, 可使酚酯
收率达96%;酚酯重排采用三氯化铝一氯化钠复盐作催化剂, 不用溶剂进行高温反应, 可得
高收率的邻羟基苯乙酮(42% ) , 同时可回收一定数量的副产品对羟基苯乙酮(29% ). 合成路线如下:
1 主要仪器设备
PE- 1710 红外分光光度计(上海分析仪器厂) ;WRS- 1 数字熔点仪(上海物理光学仪器
厂) 2 实验方法
2. 1 乙酸苯酚酯的制备
苯酚94g (1. 00mo l) 和醋酸酐107g (1. 05mo l) 于烧瓶中混合均匀, 置冷浴中, 滴
加三滴浓硫酸, 振摇, 反应立即进行并放出大量的热, 分馏出乙酸52g, 再收集194℃~
196℃馏份, 得无色透明液体乙酚苯酚酯130g, 收率96% . 2. 2 邻羟基苯乙酮的制备
干燥的氯化钠60g 和粉状三氯化铝136g 于三口瓶中充分混合均匀, 加热至230℃~
250℃, 保持1h, 于200℃左右在30 m in 内滴加乙酸苯酚酯100g (0. 74mo l) , 滴加完毕
后于240℃~ 250℃反应10 m in , 冷却后加入300 m l 10% 盐酸溶液水解, 水蒸汽蒸馏, 馏
出物用乙醚萃取, 萃取液干燥后回收乙醚, 减压蒸馏收集101℃~ 105℃ö2 000Pa 馏分, 得淡黄色透明液体邻羟基苯乙酮42g (42% ) , 水汽蒸馏残余物用沸水提取, 除去氵艹合 状
物, 活性炭脱色, 可得白色针状结晶对羟基苯乙酮29g (29% ) ,m. p. 108℃~ 110℃, 所
得产品的IR 谱图与标准图谱一致.
③β-环糊精选择性催化合成邻羟基苯乙酮
环糊精(Cyclodextrin,简称CD)作为优良的酶模型和分子受体[1-2],能够与具有适当极性和尺寸的有机及无机客体分子形成超分子包结物。在CD包络下的有机反应中,由于CD对客
体有机分子的包络作用使得客体分子中的一些部位更易发生反应而另一些部位则较难发生
反应从而提高了反应的选择性。邻羟基苯乙酮是有机合成以及制药工业的重要中间体[3]。
传统方法是用乙酸苯酯在酸性条件下发生Fries重排反应,除得到邻羟基苯乙酮外,尚有大量
对位产物生成。在三氯化铝催化下,张泽义等人[4]发现以对称四氯乙烷为溶剂,低温反应,邻羟基苯乙酮收率仅为7.5 %;以二硫化碳为溶剂,经高温反应,邻羟基苯乙酮收率达到36 %。 通过在体系中引入β-CD使邻位产物的收率提高到44.6 %。结果表明β-CD与乙酸苯酯形
成的包结物使酰基移位到邻位比对位要容易,反应的选择性和邻位产物的收率都有所提高。
合成路线如下:
1 实验部分 1.1 试 剂
β-CD,纯度>98 %,经蒸馏水重结晶2次。
其他试剂均为分析纯或化学纯。 1.2 步 骤
乙酸苯酯(1)的合成: 将苯酚与乙酐混合,加热回流3 h后,冷却至室温。分出有机相,水洗至中性,无水硫酸钠干燥后常压蒸馏收集194~196℃馏分得无色透明液体1。
邻羟基苯乙酮的合成: 将22.8 g(20 mmol)β-CD溶于500mL水中,室温下边搅拌边加入2.7 g(20 mmoL)乙酸苯酯,继续搅拌24 h后,过滤,滤出生成的β-CD-乙酸苯酯白色沉淀,用少量丙
酮洗涤,经干燥得到白色粉末状包结物,产率85.3 %。取18.7 g(15 mmol)β-CD-乙酸苯酯包结
物溶于20 mL二硫化碳中,然后搅拌下分批加入2.4g(18 mmol)无水AlCl3,加毕回流0.5 h,蒸出二硫化碳后,再升温至140℃反应3 h;冷至室温后加入500 mL 10 %盐酸溶解反应物,搅拌过
夜。经水蒸气蒸馏,馏出液用乙醚多次萃取,萃取液经无水硫酸镁干燥后回收乙醚,减压蒸馏收
集101~105℃/2 000 Pa馏分,得淡黄色透明液体2(0.91g,44.6 %),所得产品的IR谱图与标准图
谱一致。 2 结果与讨论 由于主客体包结的动力主要是化合物的疏水亲脂作用,因而在包结物中乙酸苯酯中亲水性较
大的酯基可能更加倾向于在β-CD空腔的外部,而亲脂性较大的苯环进入其疏水性的空腔
中。因而不管重排反应是经由分子内还是分子间的途径进行,重排的酰基要进入被包结得较
深的苯环的对位总要比进入其邻位难得多,有利于提高生成邻位产物的选择性。实验证明β-CD能够选择性催化Fries重排反应,对反应物起一个选择性定位的作用,使得邻对位产物的比率有所改变。提高体系反应温度有利于生成邻位产物。 3 结 论
(1)用改进的方法合成了邻羟基苯乙酮,收率达到44.6 %。
(2)对反应机理的研究表明,β-CD包结下乙酸苯酯的Fries重排反应中酰基移位到邻位比对位
要容易,β-CD对底物具有选择性定位作用。 (3)实验中引入β-CD取得了较好的反应选择性,但反应底物的浓度相对较低,有待进一步研
究。
(2)合成路线的比较
根据生产方法的选择原则及上述各路线的机理,可得运用路线②是最佳方案。
3.选定合成路线(生产方法)的反应机理 以苯酚、乙酸酐为原料,经酰化反应得到乙酸苯酯粗品,粗品经洗涤、蒸馏等操作得到精制。乙酸苯酯在三氯化铝催化剂作用下,发生Fires重排反应,得到邻羟基苯酚和对羟基苯酚,经后处理产品邻羟基苯乙酮。
评语:文献资料的收集较完整,也有合成方法的比较和
选择,要能进一步消化整理,用自己的文字语言进行编辑则
更好。 85分