一种安息香的绿色合成方法
【专利摘要】本发明公开了一种安息香的绿色合成方法。包括以下步骤：(1)将苯甲醛与咪唑盐酸盐按摩尔比为1:0.003～0.015，投入反应釜，再加入占苯甲醛质量的60～75％无水乙醇溶剂，调整反应体系pH值为7.8～8.5，在70～90℃下反应1.5-2.5h；(2)反应结束后，将所述反应釜放入冰水浴中结晶过滤；得到结晶母液和浅黄色固体，所述浅黄色固体用乙醇洗涤，得到白色针状晶体，常压干燥，即为安息香成品。通过该方法来替代传统的剧毒的氰化钾或氰化钠催化剂，以达到减少副产物的绿色化学合成新方法。解决目前行业内安息香合成存在的催化剂毒性大或催化剂毒性较小但合成困难、用量大、催化效率较低、生产成本高的问题。
【专利说明】一种安息香的绿色合成方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种安息香的绿色合成方法。
【背景技术】
[0002]安息香又名苯偶姻，化学名为1，2_ 二苯基无水乙醇酮，是一种白色针状晶体。苯偶姻作为重要的化工原料，广泛用作感光性树脂的光敏剂、染料中间体和粉末涂料的防缩孔剂，也是一种重要的药物合成中间体，如抗癫痫药物二苯基乙内酰脲的合成以及二苯基乙二酮、二苯基乙二酮肟、乙酸安息香类化合物的制备等。
[0003]传统的安息香合成方法是用苯甲醛在热的无水乙醇溶液中用氰化钾或氰化钠作催化剂合成的，此方法收率较高，操作容易，唯一的缺陷是催化剂是剧毒化学品，在催化剂的储存，回收等操作中较为麻烦。不仅生产，安全方面都存在巨大的风险，而且废水处理困难，不符合绿色安全生产的要求。
[0004]1943年Ukai等发现噻唑盐具有和氰负离子相同的催化性能，同样可以用作安息香缩合反应的催化剂，维生素BI在碱性条件下可生成噻唑盐，VBl分子中的噻唑环上的S和N之间的氢原子有较大的酸性，在碱的作用下形成碳负离子，进攻苯甲醛的醛基，使羰基碳极性反转，催化苯偶姻的形成。因此容易获得的维生素BI可作为催化剂用来进行安息香缩合反应。但在实际操作中发现，维生素BI催化反应产率低且不稳定，重复性差。贾晓红等在维生素BI法基础上通过添加微量季铵盐溴化十二烷基二甲基苄基铵作为相转移催化剂，促使反应顺利进行，产率达到72.3%，且重现性很好。虽然维生素BI催化的安息香缩合反应相关报道很多，但是由于催化剂维生素BI用量较大，而且价格比较高，所以维生素BI催化法并没有实现工业化生产。
[0005]1958年Breslow提出了安息香缩合的机理后，人们发现噻唑盐具有和维生素BI相似的活性基团。Davis首次使用类似噻唑盐催化苯甲醛的安息香缩合反应，以甲苯做溶剂，得到了较高的苯偶姻收率，后来研究发现了一系列噻唑环上连接不同取代基的噻唑盐催化剂，通过对噻唑盐的噻唑环上取代基进行了比较和优化，发现噻唑盐催化剂上氮原子的取代基对苯甲醛安息香缩合反应合成苯偶姻具有显著的影响。在这噻唑盐催化下，无需添加任何有机溶剂，苯偶姻分离收率可达72.5%。此后，用噻唑盐作为安息香缩合的催化剂也开始不断的出现，最为常见的是4-甲基-2-羟乙基噻唑盐酸盐，但是该噻唑盐对反应条件要求苛刻，且在空气中难以稳定。虽然，这些催化剂具有毒性低优点，但是都存在催化剂合成困难，价格昂贵；同时催化剂用量大，单位产品催化剂消耗量高，催化效率较小，生产成本高的缺点，都没有实现工业化生产。
[0006]目 前行业内安息香合成存在使用剧毒催化剂，或使用其他毒性较小的催化剂，但催化剂合成困难且价格昂贵的问题；同时安息香合成还存在催化剂用量大，催化效率较低以及生产成本高的问题。
【发明内容】
[0007]本发明的目的是提供一种安息香的绿色合成方法。解决目前行业内安息香合成存在的催化剂合成困难、用量大、催化效率较低、生产成本高的问题。
[0008]本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下:
[0009]一种安息香的绿色合成方法，包括以下步骤:
[0010](I)将苯甲醛与咪唑盐酸盐按摩尔比为1:0.003~0.015，投入反应釜，再加入占苯甲醛质量的60~75%无水乙醇溶剂，用磷酸二氢钠、磷酸氢二钠作为缓冲溶液，调整PH值 7.8 ~8.5，在 70 ~90°C下反应 1.5-2.5h ；
[0011](2)反应结束后，将所述反应釜放入冰水浴中结晶过滤；得到结晶母液和浅黄色固体，所述浅黄色固体用乙醇洗涤，得到白色针状晶体，常压干燥，即为安息香成品。
[0012](3)在所述步骤⑵中的结晶母液中继续加入摩尔比为1:0.003~0.015的苯甲醛与咪唑盐酸盐，占苯甲醛质量的60~75%无水乙醇溶剂，继续用磷酸二氢钠、磷酸氢二钠作为缓冲溶液，调整PH值7.8~8.5，在70~90°C下反应1.5-2.5h ；
[0013](4)反应结束后，将所述反应釜放入冰水浴中结晶过滤；得到二次结晶母液和浅黄色固体，所述浅黄色固体用乙醇洗涤，得到白色针状晶体，常压干燥，即为安息香成品。
[0014]重复步骤⑶、步骤(4) I~5次。
[0015]优选的，所述步骤(1)中苯甲醛为106g(lmol)，咪唑盐酸盐0.8_1.2g，无水乙醇70-75g，用磷酸二氢钠、 磷酸氢二钠作为缓冲溶液，调整PH值7.8~8.5，在80-85°C下反应2h。
[0016]发明人长期反复研究摸索安息香缩合原理，安息香缩合反应中使用咪唑类化合物作为催化剂，虽然使用咪唑类化合物在国外的文献中早有报道，Monica Orsini等人用1，3-二烷基咪唑离子液体通过电化学产生的N-杂环卡宾代替维生素BI作安息香缩合催化剂，产率较高。但该方法提及的咪唑类物质价格昂贵，反应条件苛刻，虽然取得较高的收率，但在生产中并不适用。本发明使用的原料来源，以及合成都比较简单的咪唑的盐酸盐作为安息香缩合的催化剂，并配合使用磷酸二氢钠和磷酸氢二钠的缓冲溶液，在实验中取得较好的反应效果，具有较大的工业开发价值。
[0017]通过咪唑合成咪唑盐酸盐工艺简单。本发明使用咪唑盐酸盐作为安息香缩合的催化剂，再配合碱性缓冲溶液的反应体系，在反应体系中咪唑类化合物的分子中1，3位的N原子对2位碳原子的吸电子作用，使2位碳原子具有一定的酸性，此物质在碱的作用下，使2位碳原子带有负电，从而催化苯甲醛的缩合。此反应从原理上类似于噻唑盐，可以取得很好的效果。本发明使用磷酸氢二钠和磷酸二氢钠的缓冲溶液，不但可以保证反应在碱性条件下进行，而且确保反应体系在不断反应过程中仍然保持体系的弱碱性。
[0018]本发明的有益效果是:
[0019]1、咪唑盐酸盐的原料来源丰富，合成方式简单，使用咪唑盐酸盐作为安息香缩合的催化剂与噻唑盐，VBl相比较大大减少反应的成本。
[0020]2、在用VBl作为催化剂的合成安息香反应中，需要通过滴加定量的氢氧化钠溶液来保持溶液的PH值9-10。而本发明是使用磷酸氢二钠和磷酸二氢钠配置的缓冲溶液来调节反应体系的PH值。使用磷酸二氢钠和磷酸氢二钠的缓冲液能更好的控制反应体系的PH值，使反应体系的PH值在一个较小的范围内变动。
[0021]3、由于咪唑盐相对于氰化钾或氰化钠仍然成本相对较高，因此本发明通过对结晶母液的循环使用，一方面提高反应的收率，另一方面也减少副产物(残液)的排放，由于副产物的累积增多，循环使用的次数太多，将会影响最后结晶的效果，较为黏稠的副产物会影响晶体的析出，因此循环使用的次数控制在5次以下。
【具体实施方式】
[0022]实施例1咪唑盐酸盐的合成
[0023]在四口烧瓶中加入68g的咪唑，溶于100mL四氢呋喃中，通过滴液漏斗向烧瓶中缓慢滴加85ml37%盐酸溶液，反应温度保持在60_70°C，反应Ih后放入冰水浴中结晶，过滤，干燥得到咪唑盐酸盐，得到咪唑盐酸盐98.6g，收率约95%。
[0024]实施例2-1安息香的合成
[0025]在反应釜中加入将原料苯甲醛106g，咪唑盐酸盐l.0g，无水乙醇72g，一定配比缓冲溶液磷酸二氢钠、磷酸氢二钠，调整PH值7.8~8.5，在80°C下反应2h。放入冰水浴中结晶过滤，得到浅黄色安息香固体，并用少量乙醇洗涤，得到白色针状晶体，常压干燥，即得98.8g成品。
[0026]对比实施例2-2
[0027]在反应釜中加入苯甲醛106g，4-乙基-2-甲基噻唑盐酸盐Ig,无水乙醇80g，滴加一定量的氢氧化钠溶液，调整PH8-10。在90°C下反应4h。放入冰水浴中结晶过滤，得到浅黄色安息香固体，并用少量乙醇洗涤，得到白色针状晶体，常压干燥，即得88.Sg成品。
[0028]对比实施例2-3
[0029]在反应四口烧瓶中加入苯甲醛106g，VBl催化剂2g，无水乙醇80g，滴加一定量的氢氧化钠溶液，在70°C下反应6h。放入冰水浴中结晶过滤，得到浅黄色安息香固体，并用少量乙醇洗涤，得到白色针状晶体，常压干燥，即得82.1g成品。
[0030]对比实施例2-4
[0031]在反应四口烧瓶中加入将原料苯甲醛106g，咪唑盐酸盐l.0g，无水乙醇72g，加入一定量的氢氧化钠溶液，调整PH值7.8~8.5，在80°C下反应2h。放入冰水浴中结晶过滤，得到浅黄色安息香固体，并用少量乙醇洗涤，得到白色针状晶体，常压干燥，即得91.3g成品O
[0032]上述不同催化剂、碱溶液实施例条件下各指标见表1:
[0033]表1不同催化剂对合成安息香的影响
[0034]
【权利要求】
1.一种安息香的绿色合成方法，包括以下步骤: (1)将苯甲醛与咪唑盐酸盐按摩尔比为1:0.003~0.015，投入反应釜，再加入占苯甲醛质量的60~75%无水乙醇溶剂，调整反应体系PH值为7.8~8.5，在70~90°C下反应1.5-2.5h ； (2)反应结束后，将所述反应釜放入冰水浴中结晶过滤；得到结晶母液和浅黄色固体，所述浅黄色固体用乙醇洗涤，得到白色针状晶体，常压干燥，即为安息香成品。
2.如权利要求1所述的安息香的绿色合成方法，其特征在于:在所述步骤(1)中用磷酸二氢钠、磷酸氢二钠作为缓冲溶液，调整反应体系PH值为7.8~8.5。
3.如权利要求1或2所述的安息香的绿色合成方法，其特征在于:在所述步骤(2)中的结晶母液中继续加入摩尔比为1:0.003~0.015的苯甲醛与咪唑盐酸盐，合成安息香成品O
4.如权利要求1所述的安息香的绿色合成方法，其特征在于:所述步骤(1)中苯甲醛为106g,咪唑盐酸盐0.8-1.2g,无水乙醇70-75g,用磷酸二氢钠、磷酸氢二钠作为缓冲溶液，调整PH值7.8~ 8.5，在80-85°C下反应2h。
【文档编号】C07C49/83GK104003863SQ201410268160
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年6月16日 优先权日:2014年6月16日
【发明者】方向宏, 冯乙巳, 杨志萍, 汤增荣, 何领, 曹镇, 汪鹏飞 申请人:黄山华惠科技有限公司, 合肥工业大学