專利名稱：多環(huán)芳酮3,6-二苯甲?；眉捌浜铣煞椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于有機(jī)合成領(lǐng)域，特指一種新型精細(xì)化工中間體多環(huán)芳酮3,6-二苯甲酰基苊及其合 成方法，即應(yīng)用Friedel-Crafts酰基化反應(yīng)合成一種在染料、醫(yī)藥、農(nóng)藥、塑料、化妝品等領(lǐng)域 都有著十分廣泛應(yīng)用的新型精細(xì)化工中間體-3，6-二苯甲?；?。
背景技術(shù)：
芳酮是形成芳酮聚合物(聚酮)的基礎(chǔ)，芳酮聚合物是結(jié)晶或半結(jié)晶型的熱塑性材料，具有 耐高溫、耐有機(jī)和無(wú)機(jī)化學(xué)類藥品的性能，即使長(zhǎng)期浸泡于熱水中，也能耐水解。芳酮聚合物還 具有耐腐蝕、釋放煙霧少、低毒、阻燃等性能。芳酮作為醫(yī)藥、農(nóng)藥、染料和功能高分子材料中 間體，具有重要的應(yīng)用價(jià)值，其合成一直倍受關(guān)注。
多環(huán)芳烴是制備多環(huán)芳酮的主要原料。由于多環(huán)芳烴具有特殊的共軛結(jié)構(gòu)體系，使其激發(fā)態(tài) 不易通過(guò)振動(dòng)等方向釋放能量，而較易發(fā)射熒光回到基態(tài)，且共軛體系愈大，熒光量子發(fā)射幾率 可能愈高，這就決定了多環(huán)芳香酰氯取代類化合物在衍生化熒光檢測(cè)方面的特殊重要性。這類酰 氯類熒光探針能較快地與醇類化合物發(fā)生衍生化反應(yīng)具有很高的檢測(cè)靈敏度，在甾體避孕藥、阿 托品類抗膽堿藥等的超微量分析研究中得到廣泛應(yīng)用。9-蒽酰氯性質(zhì)比較活潑，反應(yīng)性強(qiáng)，不僅 易與各類氨基、羧基藥物迅速反應(yīng)，而且對(duì)常用的丹磺酰氯等熒光探針無(wú)法應(yīng)用的伯、仲羥基化 合物也能與之較快的反應(yīng)。
Friedel-Crafts酰基化反應(yīng)是制備芳酮常用的重要反應(yīng)之一，具有反應(yīng)簡(jiǎn)單、選擇性高等優(yōu)點(diǎn)。 在芳酮的合成方面，目前對(duì)于以苯和萘及其衍生物，還有蒽、菲等多環(huán)芳烴作為合成原料來(lái)制備 芳酮化合物，文獻(xiàn)已有相關(guān)報(bào)導(dǎo)。而對(duì)于利用多環(huán)芳烴苊為主要原料由?；磻?yīng)制備3，6-二苯 甲酰苊的研究，經(jīng)文獻(xiàn)檢索，目前國(guó)外主要是采用A1C13為催化劑、劇毒的硝基苯做為溶劑，目 標(biāo)產(chǎn)物3,6-二苯甲酰苊的收率只有33%。其主要原因可能是當(dāng)Lewis酸AlCl3催化苊與苯甲酰氯 反應(yīng)的同時(shí)，硝基苯與苊也發(fā)生反應(yīng)并生成了W-苯基氨基苊烯、W-苯基氨基苊、聯(lián)苊-苊烯和聯(lián) 苊等產(chǎn)物，所以致使其產(chǎn)率很低。而我們的研究是采用Lewis酸離子液體為催化劑、CCU和離子 液體作為反應(yīng)溶劑，這樣不僅避免了溶劑參與反應(yīng)，還大大提高了目標(biāo)產(chǎn)物的收率，同時(shí)也降低 了所用溶劑的毒性，該合成方法國(guó)內(nèi)外還未見(jiàn)相關(guān)報(bào)導(dǎo)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種新型精細(xì)化工中間體3,6-二苯甲?；茫摶衔镌谌玖?、醫(yī)藥、農(nóng)藥、塑料、化妝品等領(lǐng)域都有十分廣泛的應(yīng)用。
本發(fā)明的目的還提供3,6-二苯甲酰基苊的合成方法，主要是基于改變催化劑的類型和酰基化 試劑來(lái)實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明的新型多環(huán)芳酮3,6-二苯甲酰基苊具有如下結(jié)構(gòu)式
其中，多環(huán)結(jié)構(gòu)由原料多環(huán)芳烴苊提供，在其最活潑的3,6位引入了兩個(gè)苯甲?；鶊F(tuán)，苯甲酰 基基團(tuán)由?；噭?如苯甲酰氯、苯甲酸、苯甲酸酐等)提供。
基于以上對(duì)3,6-二苯甲酰基苊的結(jié)構(gòu)的說(shuō)明，可以在以多環(huán)芳烴苊為原料，加入某種?；?試劑并在不同的催化劑存在的條件下選擇性合成這種物質(zhì)。由此，對(duì)本發(fā)明中3，6-二苯甲酰基苊 的合成方法描述如下
1) 向催化劑和不與原料多環(huán)芳烴苊發(fā)生反應(yīng)的溶劑的混合溶液中，邊攪拌邊逐滴加入酰基 化試劑，攪拌至催化劑溶解并混合均勻形成混合溶液1, r溶劑"(催化劑)=10: 4 ~ 10: 8;
2) 將多環(huán)芳烴苊溶液緩慢滴入混合溶液1中，"(苊):"(?；圐RU) = 1: 4 ~ 1: 12;在30~60 'C下的恒溫水浴回流反應(yīng)5~12 h形成反應(yīng)溶液2，反應(yīng)過(guò)程中進(jìn)行攪拌，反應(yīng)后使反應(yīng)溶液2 降至室溫；
3) 對(duì)反應(yīng)溶液2進(jìn)行萃取，萃取出有機(jī)相，反復(fù)洗滌至有機(jī)相呈中性；
4) 對(duì)有機(jī)相進(jìn)行干燥后，減壓蒸餾除去有機(jī)相中的溶劑，得黃色固體粗產(chǎn)物，將粗產(chǎn)物洗 滌并重結(jié)晶，得黃色片狀晶體，此即為成品3， 6-二苯甲酰基苊。
上述制備方法中，步驟l中和步驟2中的攪拌均為磁力攪拌。
上述制備方法中，步驟3中依次用去離子水、飽和Na2C03溶液將有機(jī)相反復(fù)洗滌至中性。 上述制備方法中，步驟4中使用無(wú)水MgS04對(duì)有機(jī)相進(jìn)行千燥；使用石油醚對(duì)粗產(chǎn)物進(jìn)行 洗滌并于丙酮中重結(jié)晶。
上述制備方法中，步驟1中的催化劑為A1C13 、 [Emim]Cl-AlCl3、 [Bmim]Cl-AlCl3、[Omim]Cl-AlCl3、 [Emim]Cl-FeCl3或[Bmim]Cl-FeCl3，其中優(yōu)先含有A1C13成分的離子液體，
最優(yōu)選[Emim]Cl-AlCl3。
上述制備方法中，步驟l中溶劑為CCl4、 CS2、 C12CH2、 (C1CH2)2、正己垸或環(huán)己垸。 上述制備方法中，步驟1中?；噭槟芴峁┍郊柞；鶊F(tuán)的苯甲酰氯、苯甲酸或苯甲酸酐。
上述該合成方法中所涉及的反應(yīng)方程式如下<formula>formula see original document page 6</formula>
上述合成方法中，溶劑可以選用CCl4、 CS2、 C12CH2、 (C1CH2)2、正己烷、環(huán)己烷、離子液 體等，其基本要求是不與原料多環(huán)芳烴苊發(fā)生反應(yīng)。
上述合成方法中，催化劑可用無(wú)水AlCl3、離子液體(如[Bmim]Cl-AlCl3、 [Emim]Cl-AlCl3 [Omim]Cl-AlCl3)、 [Emim]Cl-FeCl3或[Bmim]Cl-FeCl3等。其中，離子液體的量是以A1C13的 摩爾質(zhì)量為基準(zhǔn)衡量的，不同類別離子液體的配制方法可參考具體實(shí)施方式
中實(shí)施例二所述離子 液體[Emim]Cl-AlCl3的配制方法；而且，由于配制好的離子液體本身不穩(wěn)定，因此在采用離子液 體作為催化劑時(shí)，應(yīng)在常壓、N2保護(hù)條件下進(jìn)行產(chǎn)物合成。催化劑的作用是促使合成反應(yīng)加快 進(jìn)行、使反應(yīng)效果更好(有助于苯甲?；鶊F(tuán)在多環(huán)結(jié)構(gòu)的3、 6位取代)并有效提高合成物質(zhì) 的產(chǎn)率。值得指出的是，含有AlCl3成分的催化劑比其他類型催化劑的催化效果更好，3，6-二苯 甲?；玫漠a(chǎn)率更高；而不同種類的離子液體作催化劑時(shí)催化效果也有差異，具有短鏈結(jié)構(gòu)的離 子液體比具有長(zhǎng)鏈結(jié)構(gòu)的離子液體的催化效果好(即催化效果^!11闊(31-八1(:13>[81^111]<:1-AlCl3〉[Omim]Cl-AlCl3)，更利于實(shí)現(xiàn)3、 6位雙位取代，因此成品3,6-二苯甲?；玫漠a(chǎn)率也 更高。
上述合成方法中，酰基化試劑可以是能提供苯甲?；鶊F(tuán)的苯甲酰氯、苯甲酸、苯甲酸酐等。 本發(fā)明的新型芳酮化合物一3，6-二苯甲?；煤铣煞椒ㄖ饕哂腥缦聝?yōu)點(diǎn) 1)反應(yīng)簡(jiǎn)單，操作方便從以上反應(yīng)方程式可知，產(chǎn)物合成的關(guān)鍵在于苯甲?；鶊F(tuán)的取 代，不涉及其他復(fù)雜類型的反應(yīng)，因此產(chǎn)物合成過(guò)程比較簡(jiǎn)單。2)選擇性好，產(chǎn)率可控通過(guò)對(duì)原料配比、溶劑種類、催化劑種類及用量、反應(yīng)溫度、反 應(yīng)時(shí)間等條件的控制，可以使目標(biāo)產(chǎn)物的產(chǎn)率達(dá)到80%以上。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。通過(guò)下述實(shí)施例將有助于理解本發(fā)明，但并不 限制本發(fā)明的內(nèi)容。(實(shí)施例中，產(chǎn)率是以作為原料的苊為基準(zhǔn)來(lái)計(jì)算的。)
以下實(shí)施例中主要涉及的試劑有苊(>97%， JohnsonMattheyCompany);苯甲酰氯、無(wú)水 A1C13、濃鹽酸、碳酸鈉、石油醚(沸程30~60°C)、丙酮、氯代乙垸、氯代正丁垸、氯代正辛 烷、乙酸乙酯、乙醚(均為巿售分析純)；N-甲基咪唑(99%,美國(guó)Aldrich化學(xué)公司)。 實(shí)施例一以CCl4為溶劑、無(wú)水AlCl3為催化劑、苯甲酰氯為?；噭?將1.08gAlCl3(8mmol，經(jīng)升華處理)加入到盛有10ml CC14的帶有球形回流冷凝管的100ml 三頸燒瓶中，在磁力攪拌下逐滴加入2.0ml苯甲酰氯(8mmo1),攪拌至AlCl3溶解并混勻；再將 0.154g苊(lmmol)溶于5mlCCl4,并將其緩慢滴入三頸燒瓶中，然后將三頸燒瓶放在45。C恒溫 水浴鍋中，開(kāi)啟磁力攪拌，反應(yīng)10h后停止攪拌，將燒瓶取出，使反應(yīng)體系降至室溫；將反應(yīng)混 合物倒入蒸餾水中，充分?jǐn)嚢韬蟮谷敕忠郝┒分徐o置分層，取出有機(jī)相，用三氯甲烷萃取水相3~4 次，萃取液與有機(jī)相合并后依次用去離子水、飽和Na2C03溶液反復(fù)洗滌至有機(jī)相呈中性；減壓 蒸餾除去有機(jī)相中的溶劑，得黃色固體，將其用石油醚洗滌并在丙酮中重結(jié)晶，得黃色片狀晶體。 經(jīng)測(cè)定，產(chǎn)率可達(dá)到82%。 !HNMR(CDCl3, 400MHz), S: 3.60 (d， 4H, J=4.8Hz)， 7.50 (m， 5H，J=7.6Hz)， 7.80 (m, 5H， J=7.2Hz), 7.60 (d， 2H, J=6.0Hz)， 8.20 (d， 2H， J=8.4Hz); MS(m/z): 362(M+)， 264 (M++2), 152。
實(shí)施例二以CCU為溶劑、離子液體[Emim]Cl-AlCl3為催化劑、苯甲酰氯為?；噭?首先，須特別配制離子液體[Emim]Cl-AlCl3(參見(jiàn)文獻(xiàn)陳敏，化學(xué)試劑，2007, 29(10): 628)。 方法如下
① 離子液體中間體[Emim]Cl的合成在N2氣氛下，取等摩爾的經(jīng)五氧化二磷干燥的N-甲 基咪唑與氯代乙垸，在80 82'C下回流反應(yīng)24h，冷卻，靜置分層。于-30匸冷凍1211，傾倒除去 上層液體后，加入15ml乙腈，于80'C攪拌溶解，再加入250ml乙酸乙酉旨，攪拌，于-30。<:冷凍1211, 倒出上層液體，將粗產(chǎn)物于80'C旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)10h，得氯代l-乙基-3-甲基咪唑([Emim]Cl)。
② 離子液體[Emim]Cl-AlCl3的合成按照不同的摩爾比分別稱取[Emim]Cl和AlCl3固體， 在N2保護(hù)下將[Emim]Cl緩慢分批加入AlCl3，不斷攪拌，并在攪拌的情況下在手套箱中過(guò)夜， 以保證反應(yīng)充分。制得不同配比的[Emim]Cl-AlCl3離子液體，置于干燥器中保存。然后進(jìn)行3,6 -二苯甲?；玫暮铣?
在常壓、N2保護(hù)條件下，向帶有球形回流冷凝管的100ml三頸燒瓶中，依次加入10mlCCU 和8mmo1的離子液體[Emim]Cl-AlCl3(n[Emim]Cl: nAlCl產(chǎn)l: 2)(以AlCl3摩爾質(zhì)量為基準(zhǔn))。 在磁力攪拌下逐滴加入4mmo1苯甲酰氯，攪拌至離子液體[Emim]Cl-AlCl3與溶劑CCU混勻； 再將己經(jīng)溶好的苊(0.154g苊(lmmol)溶于5mlCCl4中)緩慢滴入到三頸燒瓶中，然后將三頸 燒瓶放入調(diào)好的恒溫水浴鍋中，開(kāi)啟磁力攪拌在45'C下回流反應(yīng)8h后停止攪拌，將燒瓶取出， 使反應(yīng)體系降至室溫；用乙醚萃取出有機(jī)相(余下的離子液體可以重復(fù)使用)，對(duì)有機(jī)相依次用 去離子水、飽和Na2C03溶液反復(fù)洗滌至其呈中性；用無(wú)水MgS04干燥后，減壓蒸餾除去有機(jī)相 中的溶劑，得黃色固體粗產(chǎn)物，將粗產(chǎn)物再用石油醚洗滌并于丙酮中重結(jié)晶，得黃色片狀晶體。 經(jīng)測(cè)定，產(chǎn)率可達(dá)到86.8%。
權(quán)利要求
1、多環(huán)芳酮3，6-二苯甲?；茫哂腥缦陆Y(jié)構(gòu)式其中，多環(huán)結(jié)構(gòu)由原料多環(huán)芳烴苊提供，在其最活潑的3，6位引入了兩個(gè)苯甲?；鶊F(tuán)，苯甲酰基基團(tuán)由?；噭┨峁?。
2、 權(quán)利要求l所述的多環(huán)芳酮3,6-二苯甲?；玫闹苽浞椒?，具體如下1) 向催化劑和不與原料多環(huán)芳烴苊發(fā)生反應(yīng)的溶劑的混合溶液中，邊攪拌邊逐滴加入 ?；噭?攪拌至催化劑溶解并混合均勻形成混合溶液1 ， F柳j :"(催化劑)=10: 4 ~ 10: 8;2) 將多環(huán)芳烴苊溶液緩慢滴入混合溶液1中，"(苊):"(?；噭?=1: 4 ~ 1: 12;在 30 6(TC下的恒溫水浴回流反應(yīng)5 12h形成反應(yīng)溶液2，反應(yīng)過(guò)程中進(jìn)行攪拌，反應(yīng)后使反 應(yīng)溶液2降至室溫；3) 對(duì)反應(yīng)溶液2進(jìn)行萃取，萃取出有機(jī)相，反復(fù)洗滌至有機(jī)相呈中性；4) 對(duì)有機(jī)相進(jìn)行干燥后，減壓蒸餾除去有機(jī)相中的溶劑，得黃色固體粗產(chǎn)物，將粗產(chǎn) 物洗滌并重結(jié)晶，得黃色片狀晶體，此即為成品3， 6-二苯甲?；?。
3、 權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于步驟l中和步驟2中的攪拌均為磁力攪拌。
4、 權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于步驟3中依次用去離子水、飽和Na2C03 溶液將有機(jī)相反復(fù)洗滌至中性。
5、 權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于步驟4中使用無(wú)水MgS04對(duì)有機(jī)相進(jìn)行 干燥；使用石油醚對(duì)粗產(chǎn)物進(jìn)行洗滌并于丙酮中重結(jié)晶。
6、 權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于步驟l中的催化劑為AlCl3 、 [Emim]Cl-A1C13、 [Bmim]Cl-AlCl3、 [Omim]Cl-AlCl3、 [Emim]Cl-FeCl3或[Bmim]Cl-FeCl3。
7、 權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于步驟l中的催化劑為含有AlCl3成分的 離子液體。
8、 權(quán)利要求6或7所述的制備方法，其特征在于:步驟1中的催化劑為[Emim]Cl-AlCl3。
9、 權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于步驟1中溶劑為CCV CS2、 C12CH2、 (C1CH2)2、正己垸或環(huán)己垸。
10、 權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于步驟l中?；噭槟芴峁┍郊柞；?基團(tuán)的苯甲酰氯、苯甲酸或苯甲酸酐。
全文摘要
3，6-二苯甲?；眉捌浜铣煞椒?，屬于有機(jī)合成領(lǐng)域，具體如下向催化劑和不與原料多環(huán)芳烴苊發(fā)生反應(yīng)的溶劑的混合溶液中，邊攪拌邊逐滴加入?；噭?，攪拌至催化劑溶解并混合均勻形成混合溶液1，V_溶劑∶n(催化劑＝10∶4～10∶8)；將多環(huán)芳烴苊溶液緩慢滴入混合溶液1中，n(苊)∶n(酰基化試劑)＝1∶4～1∶12；在30～60℃下的恒溫水浴回流反應(yīng)5～12h形成反應(yīng)溶液2，反應(yīng)過(guò)程中進(jìn)行攪拌，反應(yīng)后使反應(yīng)溶液2降至室溫；對(duì)反應(yīng)溶液2進(jìn)行萃取，萃取出有機(jī)相，反復(fù)洗滌至有機(jī)相呈中性；對(duì)有機(jī)相進(jìn)行干燥后，減壓蒸餾除去有機(jī)相中的溶劑，得黃色固體粗產(chǎn)物，將粗產(chǎn)物洗滌并重結(jié)晶，得黃色片狀晶體，此即為成品3，6-二苯甲?；?。本發(fā)明不僅避免了溶劑參與反應(yīng)，還大大提高了目標(biāo)產(chǎn)物的收率，同時(shí)也降低了所用溶劑的毒性。
文檔編號(hào)C07C49/792GK101638358SQ20091018420
公開(kāi)日2010年2月3日 申請(qǐng)日期2009年8月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月14日
發(fā)明者李國(guó)芳, 穎 羅, 謝吉民, 敏 陳, 黃立靜 申請(qǐng)人:江蘇大學(xué)