三氟化硼催化二苯甲酮类化合物的合成方法技术

本发明专利技术提供一种三氟化硼催化二苯甲酮类化合物的合成方法，具体是将取代苯甲酸、间苯二酚衍生物和催化剂三氟化硼乙醚加入反应容器中，逐步升温至95‑120℃，反应10min‑30min后，用乙酸乙酯溶解，等量饱和碳酸氢钠洗涤，干燥、重结晶、脱色后得到二苯甲酮类化合物，采用本发明专利技术的技术方案操作简便，以取代苯甲酸和间苯二酚衍生物为原料一步合成，降低了生产成本；反应条件温和；副产物为水，对环境友好，原子利用率高；反应后处理简单，收率可达90%以上。

Three catalytic synthesis of two benzophenone compounds by boron fluoride

The invention provides a synthesis method of benzophenones catalyzed by boron trifluoride, in which substituted benzoic acid, resorcinol derivatives and catalyst boron trifluoride ether are added to the reaction vessel, and the temperature is gradually raised to 95_120 C, and the reaction time is 10_30 minutes, and then dissolved with ethyl acetate and washed with equal amount of saturated sodium bicarbonate. Benzophenones are obtained after drying, recrystallization and decolorization. The technical scheme of the present invention is simple and easy to operate, and one-step synthesis with substituted benzoic acid and resorcinol derivatives as raw materials reduces production cost; the reaction conditions are mild; the by-products are water, environmentally friendly and have high atomic utilization rate; and the post-treatment of the reaction is simple. The yield is above 90%.

【技术实现步骤摘要】
三氟化硼催化二苯甲酮类化合物的合成方法
本专利技术涉及三氟化硼催化二苯甲酮类化合物的合成方法。本专利技术是要解决现有二苯甲酮类化合物合成方法存在环境污染大、成本高和收率低的问题。
技术介绍
二苯甲酮是紫外线吸收剂、有机颜料、医药、香料、杀虫剂的中间体。首先二苯甲酮是紫外吸收剂是自由基(II)光引发剂，主要用于自由基紫外光固化清漆体系，如UV涂料、UV油墨、UV粘合剂等，同时也可作为抗紫外线成分用于防晒系列化妆品中。其次在医药工业中用于生产双环己哌啶、苯甲托品氢溴酸盐、苯海拉明盐酸盐等药品。再次二苯甲酮也是苯乙烯聚合抑制剂和香料定香剂，能赋予香精以甜的气息，用在多种香水和皂用香精中，也可用于调配杏仁、桃子、奶油、椰子等食用香精。目前二苯甲酮主要合成方法有以下几类：经典Friedel-Crafts反应合成方法，有以下几个案例。Beger等[J.Beger,etal.Synthesevon4-Alkoxy-2-hydroxyphenylketoximenalsMetallextraktions‐Reagenzien.AdvancedSynthesis&Catalysis,1992,334(3):269-277.]报道了以Lewis酸(如氯化铝、氯化锌或三氯化铁等)催化苯甲酰氯与间苯二酚合成二苯甲酮，但合成产率不高(80％左右)，产品颜色较深，需要脱色处理，最大的缺点是产生废酸固体催化剂、氯化氢气体和低浓度盐酸，为三废处理带来诸多不便。SarveshKumar等[SarveshKumar,etal.ArylalkylKetones,Benzophenones,DesoxybenzoinsandhalconesInhibitTNF-aInducedExpressionofICAM-1:Structure-ActivityAnalysis.Arch.Pharm.Chem.LifeSci.2012,345,368–377.]报道了以苯和2,4-二羟基苯甲酰氯进行Friedel-Crafts反应制备二苯甲酮，但酰氯成本较高，且副产物仍有氯化氢，没有从根本上解决环境友好的问题。采用氯化铝等[Synthesis1991,4,322-324；JustusLiebigsAnnalenderChemie1913,398,137-196；CN201010189053；CN200910063442；CN201310044918]催化三氯甲苯与间苯二酚在较低温度下反应，再水解后得到UV-0，该工艺成本较低，收率高，但产物颜色较深，产生大量的废气和废酸污染环境。亦有文献报道采用间苯二酚与苯甲腈[ChemistryofHeterocyclicCompounds2015,50,1616-1623]、苯甲酸衍生物[OrganicPreparationsandProceduresInternational1992,24,687-690]或苯甲醛[ZhangC.Y.,etal.Hypervalentiodineinsynthesis59:ApplicationofpolymericdiaryliodoniumsaltsasaryltransferreagentsinSPOS.Synlett2000,8,1175-1177.]为原料制备二苯甲酮的新方法，该类方法通过过渡金属实现了不同羰基化合物和苯的分子间脱氢偶联，原子经济性高，是有机合成领域的新思路，但多需要昂贵的催化剂，且操作复杂，反应时间长，且收率中等，原料成本较高。三氟化硼乙醚在有机合成中用作乙酰化、烷基化、聚合、脱水和缩合反应的催化剂。在此基础上，为探讨二苯甲酮衍生物的高效合成方法，采用三氟化硼乙醚为催化剂，以期获得简洁高效的合成方法，降低生产成本及合成难度。
技术实现思路
本专利技术是要解决现有合成二苯甲酮类化合物方法存在环境污染大，成本高和收率低的问题，而提供的一种新的催化合成方法。实现本专利技术目的的技术解决方案是：以取代苯甲酸和间苯二酚衍生物为原料，在三氟化硼乙醚存在条件下发生Friedel-Crafts反应制备二苯甲酮衍生物。该方法以三氟化硼乙醚无溶剂催化一步合成，降低了设备成本；副产物为水，对环境友好，原子利用率高；反应后处理简单，收率可达90％以上；反应无溶剂，且催化剂可以回收套用，降低了成本，适合工业化生产。具体实施步骤如下：将取代苯甲酸和间苯二酚衍生物加入到三氟化硼乙醚中，在温度110℃和搅拌条件下反应0.5h，蒸除溶剂三氟化硼乙醚，将剩余物用饱和的碳酸氢钠洗涤残余溶剂，用甲醇和水重结晶，活性炭脱色，即得目标产物。其中，原料和催化剂的使用摩尔比为取代苯甲酸：间苯二酚衍生物：三氟化硼乙醚＝1:1:0.4。本专利技术合成二苯甲酮类化合物的反应通式如下：本专利技术具有以下优点：(1)操作简便，以取代苯甲酸和间苯二酚衍生物为原料一步合成，降低了生产成本。(2)反应条件温和。(3)副产物为水，对环境友好，原子利用率高。(4)反应后处理简单，收率可达90％以上。(5)反应以催化剂为溶剂，且催化剂可以回收套用，降低了成本，适合工业化生产。附图说明图1为化合物3a的氢谱。图2为化合物3b的氢谱。具体实施方式实施例1实验部分试剂与器材苯甲酸、间苯二酚、乙酸乙酯、石油醚、三氟化硼乙醚均为分析纯试剂。实验仪器包括X-4数字显示显微熔点测定仪、SHB-IIIA循环水式多用真空泵、BrukerAV400-MHz核磁共振谱仪、AVATAR330型红外光谱仪、EYELASB-1100旋转蒸发仪等。实验步骤将间苯二酚，邻溴苯甲酸和三氟化硼乙醚加入到1L的三口反应瓶中，升温反应，TLC点板监测，待反应完全后，蒸出溶剂，用少量乙酸乙酯溶解，先后用等量饱和的碳酸氢钠、饱和的食盐水洗涤，分出有机层，干燥，蒸出乙酸乙酯，得黄色粗产物。在倒入适量甲醇和蒸馏水中重结晶，得白色固体。条件筛选表1反应条件的筛选aa反应条件：邻溴苯甲酸1a(2mmol)，间苯二酚2a(2mmol)b重结晶产率根据实验发现，随着温度的升高产率会增高，但考虑到工业生产安全，将温度最高定位110摄氏度。但是延长反应时间为增加副反应，影响收率。故而选择催化剂当量为0.4倍，反应温度为110℃，时间25min为最佳反应条件。实施例1：将邻溴苯甲酸(122g,1.0mol)、间苯二酚(110g,1.0mol)，和三氟化硼乙醚(56.8g,0.4mol)加入到1L的三口反应瓶中，逐步升温至110℃，反应0.5小时，蒸出溶剂，用少量乙酸乙酯溶解，用等量饱和的碳酸氢钠洗涤，分出有机层，干燥，蒸出乙酸乙酯，得黄色粗产物。在倒入适量甲醇和蒸馏水中重结晶，用活性炭脱色，得白色固体276.4g，收率95％。其中催化剂三氟化硼乙醚回收率＞60％、乙酸乙酯回收率＞98％，甲醇和水回收率＞98％，产品综合收率＞93％。在此基础上，分别拓展了邻碘苯甲酸、乙酰水杨酸、对羟基苯甲酸、苯甲酸等芳基羧酸，分别与间苯二酚或对甲基苯酚在催化剂三氟化硼乙醚的催化下反应(取代苯甲酸、取代苯酚、三氟化硼乙醚的物质的量之比为1：1：0.4)，操作按照实施1执行，均可高收率得到目标产物。表2反应底物拓展结构表征实验试剂及仪器：氘代氯仿、氘代二甲亚砜(氘原子含量99.8％，TMS含量0.03％V/V本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.三氟化硼催化二苯甲酮类化合物的合成方法，其特征在于，包括如下步骤：将取代苯甲酸、间苯二酚衍生物和催化剂三氟化硼乙醚加入反应容器中，逐步升温至95‑120℃，反应10min‑30min后，用乙酸乙酯溶解，饱和碳酸氢钠洗涤，干燥、重结晶、脱色后得到二苯甲酮类化合物，反应通式如下：

【技术特征摘要】
1.三氟化硼催化二苯甲酮类化合物的合成方法，其特征在于，包括如下步骤：将取代苯甲酸、间苯二酚衍生物和催化剂三氟化硼乙醚加入反应容器中，逐步升温至95-120℃，反应10min-30min后，用乙酸乙酯溶解，饱和碳酸氢钠洗涤，干燥、重结晶、脱色后得到二苯甲酮类化合物，反应通式如下：2.权利要求1所述的三氟化硼催化二苯甲酮类化合物的合成方法，其特征在于，所述的取代苯甲酸中R1包括氢、溴、碘、羟基、羧基、乙酰氧基中的任意一种，R1取代基位置不固定，具体包括邻、间、对位。3...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘明国，黄年玉，邹坤，汪鋆植，周明，杨权力，李荣坤，吉玉，
申请(专利权)人：三峡大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42