强酸性阳离子交换树脂催化合成4-羟基苯乙酸甲酯

背景及概述

4-羟基苯乙酸甲酯为白色或乳白色针状晶体，熔点55-58℃，沸点162-163℃，它是一种重要的有机合成中间体，用于合成新型医药、农药及部分精细化学品等。传统的合成方法是采用硫酸作为催化剂，由于浓硫酸同时具有酯化、脱水和氧化的作用，导致一系列副反应的发生，后处理工艺复杂，不利于产品的精制和原料的回收，而且使用硫酸作为催化剂会严重腐蚀设备，对环境有相当大的影响，造成产品的成本增加。

近年来，用离子交换树脂取代浓硫酸进行酯化反应的研究已成为国内外的研究热点。它具有反应活性高，后处理过程简单，环境友好等优势。作为一种新型绿色催化剂，离子交换树脂已显示出非常好的应用前景。

制备

本文采用强酸性阳离子交换树脂作为催化剂，以4-羟基苯乙酸和甲醇为原料合成4-羟基苯乙酸甲酯，重点考察了反应温度、反应时间、酸醇摩尔比、催化剂用量、催化剂重复使用对反应的影响，从而得出合成反应产物的工艺条件[1]。

图1 4-羟基苯乙酸甲酯的合成反应式

实验操作：

树脂预处理

将732型强酸性阳离子交换树脂放入蒸馏水中充分浸泡24 h，然后用2 mol／L的盐酸浸泡24 h，最后用蒸馏水冲洗树脂多次直至洗涤液为中性，抽滤树脂，置于烘箱中烘干备用。

4-羟基苯乙酸甲酯的合成

在装有温度计、分水器及回流冷凝管的三口烧瓶内，加入对羟基苯乙酸、甲醇、适量的强酸性阳离子交换树脂催化剂及带水剂，加热回流并启动电磁搅拌，控温65-70℃，直至冷凝液中不再有水带出，蒸出甲醇，停止加热及搅拌，趁热过滤出强酸性阳离子交换树脂，滤液冷却经中和、蒸馏、结晶等步骤获取最终产物。所得最终产物为白色针状晶体，测得熔点为56-58℃，符合产品质量标准。通过气相色谱分析其含量，计算对羟基苯乙酸甲酯的收率。

参考文献

[1]Journal of the American Chemical Society, , vol. 119, # 10 p. 2453 - 2463