3-甲氧基苯甲醛的合成新工艺

2024/2/1 8:32:22

背景技术

3-甲氧基苯甲醛,又称为间茴香醛,作为一种中味型香料,其具有持久的山楂香气,广泛用于配制花香型的香料,在山楂花、紫丁香香精、葵花等中作为主体香料,在桂花香精中作为修饰剂,也可用于食品香精和日用香精,与柑橘等精油配合,效果甚佳。也是一种有机合成中间体,应用于食品、医药及日用化学工业相关产品合成。齐传民等用于合成具有除草功能的新异恶唑化合物,蔡遂雄等用于合成具有抗癌功能的4H-色烯化合物,Kuo Sheng chu等用于合成具有抗癌、抗血小板功能的哇哇琳化合物,Pouget C等用于合成芳香酶抑制剂黄烷酮等。

3-甲氧基苯甲醛

关于3-甲氧基苯甲醛合成方法,主要有以下几条:①由3-羟基苯甲醛与硫酸二甲酯在氢氧化钾催化下反应,通过甲基化合成,收率为81%;②由3-溴苯甲醚与甲醛在醋酸钯等催化剂的作用下合成,收率为81%;③由3-羟基苯甲醛在碳酸钾作催化剂,丙酮溶剂回流条件下,与碘甲烷反应得到92%收率产品。其他诸如采用空气氧化3-羟基苯甲醛方法和采用间甲氧基苯甲酰氯为原料制备,均需要较复杂的工艺和昂贵的催化剂。上述合成反应路线较简单,但涉及到的原料3-羟基苯甲醛和3-溴苯甲醛生产成本较高,且难于得到。

本文采用工业生产上较为常用的间甲酚为原料,通过与醋酐、液氯、乌洛托品、硫酸二甲酯反应合成3-甲氧基苯甲醛,该工艺生产成本较低、适合工业化生产。

合成方法

1、乙酰化反应

在250mL三口瓶中,间甲酚32.4g(0.30 mol),醋酐35.2g(0.35 mol)。通冷却水,搅拌慢慢升温至回流(约140℃),反应3~4h,反应终点以气相色谱检测间甲酚反应完全为准。反应完毕,用旋转蒸发仪减压慢慢蒸出乙酸及部分未反应的醋酐,冷却至室温,得酯化产物3-乙酰氧基甲苯约43g,收率约 95%。

2、氯化反应

干燥250mL反应瓶。安装带氯化氢尾气吸收装置的反应装置,在反应瓶中加入3-乙酰氧基甲苯21.5g(0.15 mol),四氯化碳85g,通冷却水,慢慢升温到60~70℃时,加入偶氮二异丁腈0.6g,通氯气,开始应慢慢通大量氯化氢气体产生时,适当加大通氯气流量并恒定,温度控制在75 ℃左右,待反应液颜色稍有变黄时,降低通氯气流量至约为先前1/2,并用气相色谱检测,控制终点,以3-乙酰氧基甲苯少于0.5%为准。反应结束,减压除去四氯化碳,得到氯代产物约33g,其中一氯代物为32.9%,二氯代物64.0%,三氯代物2.8%。

3、沙米尔脱反应

在250mL反应瓶中,加入氯代产物15g,60%乙醇(V/V)50mL,乌洛托品约4.5g(随氯代产物一氯代物的含量不同而变),一氯代物与乌洛托品摩尔比为1:1.2,室温搅拌反应2h。通冷却水,慢慢升温至回流反应3.5~4h。反应毕,减压蒸馏除去乙醇,冷却至室温,加水20g,搅拌0.5h,静止0.5h分层,得沙米尔脱液约12g。

4、甲基化与水解反应

将沙米尔脱液、甲醇与新洁尔灭投入反应瓶,开搅拌,开循环冷冻,控制温度在15~20℃。慢慢滴加40%KOH,温度小于25℃,滴加过程控制pH<10,当pH到10左右,约加入C1/2左右停止滴加,关闭冷冻,搅拌反应15min。慢慢滴加二甲酯(注意尽量慢),边滴边检测pH不低于7.5,最好控制在8.0左右。滴加毕,重开冷冻,滴加40%KOH溶液,控制温度小于25℃,滴加过程控制pH<10,滴加完毕,反应15min。再滴加二甲酯,操作与前一步一样。滴加完二甲酯后,把剩余40%KOH滴完,操作如前述,搅拌反应30min。滴加剩余的二甲酯。滴完二甲酯后,在20℃下搅拌反应2h。加30%HCl搅拌反应2h。放入3000L反应瓶中,加水约2000L,搅拌30min。每次用200g二氯乙烷萃取,共3次。合并萃取液,加水1g,加入新洁尔灭,加碳酸氢钠,调节pH7.0左右。分去水层。减压蒸去溶剂,再上柱减压蒸,得淡黄色成品3-甲氧基苯甲醛52g,收率67.4%。

参考文献

[1]徐大国,柯中炉,黄振东. 间甲氧基苯甲醛合成新工艺[J]. 应用化工,2013,42(10):1778-1781.

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