对二乙氧基苯的制备

背景及概述

1，4-二乙氧基苯属于对苯二酚的烷基醚类，是一种具有很浓茴香味的白色晶体，可以用于配制香料或做增香剂，同时它也是一种重要的有机合成中间体，应用于农药、医药、燃料、试剂等的合成中。对于1，4-二乙氧基苯的合成，经典方法为利用酚钠和演乙烷的Williarnson方法以及酚的碱性水溶液与硫酸二乙酯反应。前者反应条件苛刻，操作繁杂且收率不高，后者用到毒性较大的硫酸二乙酯。近十多年来随着相转移催化法的发展，有人利用相转移催化剂，如四丁基溴化铵和聚苯乙稀固载聚乙二醇来催化合成1，4-二乙氧基苯并取得较好的效果。但季铵盐存在着不稳定和易乳化的缺点，高分子固载相转移催化剂需要合成。因此，作者考虑从本反应的反应物、反应试剂及产物着手，选择一种恰当溶剂，使其能溶解或部分溶解反应物及反应试剂，使上述多相反应变均相反应，而反应产物之一在此溶剂中的溶解度又较小，从而促进反应向左进行。经试验表明，在一定温度下甲醇和乙醇能满足此要求，得到较高收率的产品。

制备

相转移催化法是在有机合成中发展起来的重要方法，它具有反应条件温和、操作简单、选择性好、产率高等优点。常用于有机化合物的烷基化反应。文献[1]用四丁基溴化铵做相转移催化剂，合成了对二乙氧基苯，由于季铵盐类相转移催化剂有明显的乳化作用，给产物的分离带来困难，而且催化剂不能回收重复使用。为克服上述种种不足，我们以大孔型交联聚苯乙烯（氯球）为载体，研究制得季磷盐型高聚物相转移催化剂，并尝试将其应用于对二乙氧基苯的催化合成反应，取得了较好的效果。以甲醇或乙醇为溶剂，在氢氧化钾存在下对苯二酚与溴乙烷于60℃反应3h，可以直接合成1，4-二乙氧基苯。1，4-二乙氧基苯的合成反应式如下图：

1，4-二乙氧基苯的合成反应式

实验操作

仪器与试剂

美国Nicolep501P型傅利叶变换红外光谱仪，江苏电热熔点测定仪，美国PE-2400CHN元素分析仪等。所用试剂均为市售化学纯。

合成方法

催化剂的合成

在配置有搅拌器、回流冷凝管、温度计的100ml四口瓶中加入氯球10g和甲苯30ml溶胀过夜；依次加入四丁基碘化铵、50%氢氧化钠溶液、2-氯乙醇（1小时内滴完），在70℃反应5小时，抽滤，甲苯洗涤，乙醇浸泡3小时，用水冲洗至中性，抽滤，晾干，加甲苯溶胀过夜；再加碘化钾和三苯基膦，氮气保护下搅拌，加热，调节温度在90℃反应5小时，趁热抽滤并用甲苯洗涤，乙醇浸泡3小时，用水冲洗至中性，抽滤，然后按国标方法对催化剂进行常规处理，即得催化剂。

在100ml三颈瓶中加入对苯二酚，粉末状的催化剂，一定量的溴丁烷和20ml甲醇溶剂，在氢氧化钾存在下，装上回流冷凝管和电动搅拌器，在水浴中至一定温度下搅拌反应一定时间。冷却，加水搅拌(此时溶液应呈碱性)，静置，抽滤，水洗至中性，真空干燥则得产品，必要时可用95％乙醇重结晶。

结果与讨论

溶剂的选择

取3种有机溶剂考察对无机反应试剂的溶解度及实验结果。对苯二酚，粉末状的催化剂，一定量的溴丁烷和20ml溶剂，在氢氧化钾存在下，反应2小时。在该反应中，甲醇和乙醇作为良好溶剂取得了良好效果。由于氢氧化钾在丙酮中几乎不溶，因而产品很少，收率低。

碱的选择

根据上述结果，采用对苯二酚，溴乙烷，不同的碱，利用甲醇和乙醇为溶剂，在60℃水浴中搅拌反应2小时，使用氢氧化钠时产品成银白色，色度好，但产品收率较低，而碳酸钠在醇中难溶，因而几乎得不到产品。使用氢氧化钾时，不但产率高，色度也较好。故选氢氧化钾为宜。

温度的选择

按上述反应中物质量，氢氧化钾为碱，改变水浴温度进行反应2小时，结果可见，温度较低时，反应进行很慢，而过高温度会引起溴乙烷很快挥发，影响产品收率，恰当的温度为60℃左右。

溴乙烷用量的选择

甲醇和乙醇均为该反应的有利溶剂。由于乙醇毒性较甲醇小，故选乙醇为溶剂，对苯二酚，氢氧化钾，改变溴乙烷的用量，于60℃水浴中反应2小时，结果可见，该反应溴乙烷的恰当用量是mol对苯二酚：mol溴乙烷=1：3.5。

反应时间的影响

采用对苯二酚，溴乙烷，氢氧化钾，乙醇为溶剂，在60℃水浴温度下，改变反应时间进行反应，结果可见，该反应进行2小时产品收率近80％。

结论

本文研制得新型高聚物相转移催化剂，并成功将其应用于对二乙氧基苯的催化合成反应。

(1)通过本反应研究表明，只要选择恰当溶剂，该溶剂能溶解或部分溶解反应物及反应试剂，而使反应产物之一溶解度较小，就可以使多相反应转化成均相反应。

(2)采用对苯二酚，溴乙烷，氢氧化钾和20mL甲(或乙醇)为溶剂在60℃反应2小时，就可以得到收率约80％的纯产品。

(3)利用该法合成1，4-二乙氧基苯，操作方便，反应温度低，反应时间短，是合成1，4-二乙氧基苯的良好方法。

参考文献

[1] Journal of Agricultural and Food Chemistry, , vol. 55, # 25 p. 10323 - 10330