3-羟甲基苯甲酸的应用
发布日期:2020/10/18 17:56:53
背景及概述[1][2]
3-羟甲基苯甲酸具有广泛的用途,主要用作有机试剂,医药中间体,目前的合成方法国内未见文献报道,国外合成该产品的文献很多,但具有工业化前景的合成方法是采用3-甲酰基苯甲酸甲酯为原料采用还原的方法。文献最常用的还原方法是采用化学还原试剂法如NaBH4还原等;也有采用催化加氢的文献,但使用的催化剂极其特殊且很不常见,成本较高。
用化学还原剂(如NaBH4)还原工艺的不足之处是:1)化学还原剂的加料要慢且分批加,需要用低温控制反应温度,因此生产过程中操作不便且存在安全隐患;2)后处理时要加入大量水淬灭反应,然后用有机溶剂萃取水层,工艺繁锁且废水量大;3)成本较高,化学还原剂价格均较贵,且不能回收循环使用,三废处理成本较大,环境压力大。
3-羟甲基苯甲酸的合成方法文献报道主要有以下两类:一是以间二甲苯为原料合成3-羟甲基苯甲酸,其中主要有硝酸氧化法、碘化钾和氧气氧化法等,该类方法反应均比较剧烈、不易控制、副反应较多、反应产率较低;另一是以间苯取代物为原料合成3-羟甲基苯甲酸的方法主要有氯代甲苯制3-羟甲基苯甲酸、间甲基苯甲醛氧化法等。
此类方法原料价格高,生产成本高,工业化实施难度较大,目前工业生产间甲基苯甲酸主要采用间二甲苯空气氧化法,将间二甲苯与钴盐催化剂加入氧化塔预热,通空气进行回流、氧化,该法具有生产条件苛刻、操作复杂、对设备要求高、反应效果不佳、安全系数低及伴生污染物等缺点。
3-羟甲基苯甲酸
应用[3]
3-羟甲基苯甲酸是重要的有机化工原料,是合成除草剂和昆虫驱逐剂等的重要中间体,也是彩色胶片的良好显彰剂,还可以用于人造合成香料香精。
制备[2]
在装有机械搅拌的500ml加氢高压反应釜中加入3-甲酰基苯甲酸甲酯51g,Raney-Ni5g,无水乙醇200g,通氢气使压力达到0.8MPa,封闭加热至50℃(釜内压力最高可达1MPa),加氢至不再吸氢时(约5h)停止反应。过滤回收Raney—Ni,减压回收乙醇,得粗品3-(羟甲基)苯甲酸甲酯体干重为53g,纯度为96.7%,粗品收率为几乎为100%。粗品可通过减压蒸馏得到白色固体34.3g,纯度为98.2%,含量98%以上产品收率为66.5%。粗品还可以通过用己烷/乙酸乙酯重结晶得到含量大于98%的合格3-(羟甲基)苯甲酸甲酯产品。之后通过水解反应得到目标产物3-羟甲基苯甲酸。
方法二:
移取间二甲苯1.0mL(≈8mmol)于100mL圆底烧瓶中,依次加入Cu-MOF(0.30g)、乙腈(20mL)、双氧水(30%,2.0mL,密度为1.111g/mL,65mmol),在30℃下反应5h后,停止反应,冷却,过滤,过柱分离,得到1.06g(分离产率约为96%,主要的副产物是对甲基苯甲酸)3-羟甲基苯甲酸。
过柱分离步骤如下,(1)用正相硅胶填充硅胶柱,然后将滤液用适量的正相硅胶搅拌并让滤液重复吸附在硅胶上;(2)用石油醚冲洗,收集馏分,蒸馏出溶剂得到间二甲苯;(2)用1:1的石油醚与甲醇混合溶剂冲洗,收集馏分,蒸馏出溶剂得到3-甲基苯甲酸;(3)用甲醇冲洗,收集馏分,蒸馏出溶剂得到3-羟甲基苯甲酸。
方法三:
在反应瓶中依次加入催化剂0.1g、引发剂0.1g和乙酸12.0g,油浴升温至115。C,搅拌使其均匀,加人间二甲苯10.6g,滴加过氧化氢17.0g(冷凝水回流),滴毕,保温反应1~5h。冰浴淬灭反应,用二氯甲烷(3x5mL)萃取,HPLC检测组分含量,粗品经多级串联精馏纯化得3-羟甲基苯甲酸10.8g,收率80%,纯度95%;'HNMR(300MHz,DMSO-dp)δ:12.90(s,1H),7.76(dd,J=6.1Hz,5.1Hz,2H),7.41(dt,J=14.8Hz,7.5Hz,2H),2.37(s,3H)。
主要参考资料
[1] 阮丽军, 尚新艳, 戈梅, 陈代杰, & 朱宝泉. (2007). 植物内生真菌hccb00189代谢产物研究. 中国新药杂志, 16(1), 52-55.
[2] 陆翠军, 刘建华, & 杜晓华. (2011). 肟菌酯的合成工艺. 农药, 50(3), 187-191.
[3] 阮丽军, 尚新艳, 戈梅, 陈代杰, & 朱宝泉. (2006). 植物内生真菌HCCB00189代谢产物研究. 全国创新药物及新品种研究、开发学术研讨会.
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