3-溴-4-羟基苯甲醛的制备方法发展

简介

3-溴-4-羟基苯甲醛是一种化学品，化学式是C₇H₅BrO₂，分子量为201.02，白色或浅黄色结晶（粉末）；可溶于冰乙酸、丙酮、 甲醇等有机溶剂，微溶于水。作为不饱和羰基化合物其中之一，3-溴-4-羟基苯甲醛的密度为1.737 g/cm³，熔点为130-135°C(lit.)，常压下沸点约为261℃，折射率为1.657，蒸汽压数据则是0.00718mmHg at 25°C。

制备方法发展

3-溴-4-羟基苯甲醛是一种重要的化工原料，是合成香兰素、甲氧苄胺嘧啶等的重要中间体。在现有的香兰素的合成方法中有提到，3-溴-4-羟基苯甲醛的合成过程一般是以对羟基苯甲醛为原料，再加入溴素使其溴化，反应结束后减压回收溶剂，残液热水重结晶分离。

专利cn1406918a对上述方法进行了详细说明，即以对羟基苯甲醛为起始原料，以氯甲烷类溶剂作为反应溶剂，然后加入一定量的助溶剂，在溴素作用下进行溴化反应，最后进行后处理得到3-溴-4-羟基苯甲醛产品，采用该制备方法3-溴-4-羟基苯甲醛的收率大约为70～80％左右，同时还会生成5～10％左右的3,5-二溴-4-羟基苯甲醛，副产物的存在使得该方法的使用范围受限。

后来邱国荣[1]报道了一种改进的制备方法，反应原料不变，溶剂为三氯甲烷，同上述制备方法相比，不使用助溶剂乙酸乙酯，其他条件基本类似，报道的收率有94.5％，虽然该方法制得的产物进行了熔点的测定，但是纯度没有经过高效液相的检测，其中所含有的杂质难以确定。

由此可见，现存的制备3-溴-4-羟基苯甲醛的方法存在以下缺点：(1)对羟基苯甲醛在卤代烷烃中的溶解度低，所需要的溶剂量大，回收能耗高；(2)对羟基苯甲醛中的羟基是邻对位定位基团，醛是间位定位基团，导致对羟基苯甲醛羟基的两个邻位异常活泼且差距较小，溴化反应容易生成副产物3,5-二溴-4-羟基苯甲醛，使反应的选择性低，收率低且分离困难，限制了工业上的应用。

所以，新的制备方法需要能够有效减少副产物的生成，提高3-溴-4-羟基苯甲醛的收率和纯度。

为达到此目的，王钰[2]等人提出一种新的方案：

(1)对羟基苯甲缩醛与溴素进行溴化反应，得到3-溴-4-羟基苯甲缩醛；

(2)步骤(1)得到的3-溴-4-羟基苯甲缩醛进行水解反应，反应完全后经过后处理得到所述的3-溴-4-羟基苯甲醛。

本方法中，采用对羟基苯甲缩醛代替对羟基苯甲醛进行溴化反应，发现此时副产物二溴代产物基本上不产生，基本上都生成了一溴代产物，然后水解得到3-溴-4-羟基苯甲醛，收率和纯度都大幅度提高。其原因可能在于：由于缩醛与羟基都为给电子基团，是邻对位定位基团，溴原子是吸电子基团，溴化反应后原料与产物之间的活性差异较大，不易生成二溴醛，中间产物3-溴-4-羟基苯甲缩醛选择性高。

步骤(1)中，所述的溴素先形成溶液，然后再滴加到所述的对羟基苯甲缩醛的溶液中进行反应。采用该种方式，可以有效控制反应液中溴素浓度，限度地降低二溴代副反应。另外，在此过程中，反应溶剂的种类也会影响反应的效率，用于溶解所述溴素的溶剂为醇类溶剂；优选为甲醇、乙醇、异丙醇、仲丁醇、叔丁醇和叔戊醇中的一种或多种；更优选为乙醇、叔丁醇、叔戊醇中的一种或多种，所述的溶剂与溴素的质量比为1～6:1，以便控制溴素浓度在适当的范围之内。进一步地，为了方便操作，使溶剂的回收更加容易，用于溶解对羟基苯甲缩醛和溴素的溶剂相同。在整个步骤(1)。所述的溴素与对羟基苯甲缩醛的投料摩尔比为0.8～1.2：1，溴化反应温度为-20～20℃，滴加溴素时间为1～2h，滴加结束后反应时间为1～4h。

步骤(1)的反应结束后，得到的溴化反应液不进行额外的处理，直接加水，进行步骤(2)的水解反应。水解反应的条件为加热回流，具体的反应温度为60～95℃，反应时间为1～4h，加入的水的质量为溴化反应液的3～10倍，得到的水解液通过结晶、过滤得到所述3-溴-4-羟基苯甲醛；结晶温度为-20～15℃。

本方法中，原料对羟基苯甲缩醛由对羟基苯甲醛与醇进行缩醛反应得到。具体的，以对羟基苯甲醛为原料，醇为反应原料和溶剂，采用反应精馏的方式移除体系中生成的水，使得醛基转化为缩醛，得到对羟基苯甲缩醛的醇溶液；更具体的，将对羟基苯甲醛溶于醇类溶剂中，搅拌条件下，反应一段时间后，采用反应精馏的方式脱水，进行反应，得到对羟基苯甲缩醛的醇溶液。所述的醇为C1～C10烷基醇，具体可以为乙醇、叔丁醇、叔戊醇中的一种或多种，优选的，所述的醇与含有溴素的醇溶液中的醇相同；溶剂的摩尔用量为对羟基苯甲醛的20～40倍，优选30～40倍；缩醛反应温度为20～40℃，优选20～30℃；缩醛反应体系中含水量低于0.5％(质量浓度)停止反应。

同之前的制备方法相比，本方法的具备如下优点：

(1)反应体系均一，对产物选择性高，一溴醛收率可达到98％以上；

(2)上溴结束后，可直接进行水解、结晶，获得高纯度的3-溴-4-羟基苯甲醛，纯度可达到99％以上，工艺过程简单。

参考文献

[1]邱国荣.3-溴-4-羟基苯甲醛的制备[J].潍坊学院学报, 2003, 3(4):2.DOI:10.3969/j.issn.1671-4288.2003.04.013.

[2]王钰,刘辉,李景波,等.一种3-溴-4-羟基苯甲醛的制备方法.CN201911013014.6.