專利名稱：對羥基苯乙烯及其衍生物的制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及有機合成領域，尤其涉及對羥基苯乙烯及其衍生物的制備方法。
背景技術：
對羥基苯乙烯(PHS)是在廣泛的工業(yè)應用中具有潛在實用性的芳族化合物。其 聚合物被廣泛用于固相合成、相轉移催化和高效液相色譜(HPLC)固定相、環(huán)氧樹脂的固化 劑、有機廢液的吸附劑、選擇性滲透膜、自由基捕獲劑和抗氧劑等方面。應用范圍廣泛涉及 到樹脂、彈性體、粘合劑、涂料、汽車涂飾劑、油墨和電子材料等領域。其衍生物(例如4-叔 丁氧酰氧基苯乙烯，簡稱PTB0CS)由于有良好的光學性能，堿不溶性能等優(yōu)勢，目前被用于 制備昂貴的高性能248nm深紫外光刻膠(分辨率可達0. 13 μ m)的主體成膜樹脂材料。PHS的化學活性高，常溫下亦能緩慢聚合。其衍生物如PTBOCS雖然化學活性會大 大降低，但也是不耐高溫，并且對酸不穩(wěn)定?；衔锏倪@些特性均加大了制備、分離和提純 的難度。目前已有多種化學合成PHS及其衍生物的方法報導，但這些方法多存在一些缺點， 例如，需要昂貴的試劑、苛刻的條件，后處理不便，收率較低等。其報導的合成路線大致為以 下幾類一、PHS 的制備1、以對羥基苯甲醛(PHB)為原料制備PHSSovishQ. Org. Chem. 24 1345-1347,1959)描述了 PHB 在有機堿吡啶和少量苯 胺的存在下，與丙二酸反應得到對羥基肉桂酸(PHCA)，以甲醇和水重結晶PHCA，產品收率 41%。在約225°C下，使PHCA在喹啉中通過銅粉脫羧制備PHS。Pittet等在美國專利號4，316，995中描述制備PHS的方法。在該方法中，先用乙 二胺作催化劑，使PHB與丙二酸反應，得到PHCA，將它在115-120°C下原位脫羧，生成PHS。 然后再將PHS從反應混合物中分離，在堿(例如，氫氧化鉀)的存在下，使其與乙酸酐反應， 形成4-乙酰氧基苯乙烯(PAS)，將它從反應混合物中分離，在強堿的存在下，將它水解，得 到純化的PHS。PHS的總收率約為31%。王磊等(化學試劑.2009，31 (2) 131-134 ; 154.)對PHCA的合成進行了優(yōu)化，采 用PHB在吡啶、哌啶、苯胺混合堿作用下，與丙二酸反應制備PHCA，后將其溶解在碳酸鉀水 溶液中，水層滴加鹽酸使PHCA析出，水重結晶得到純的PHCA。PHCA收率約為93%。K ·庫尼特斯基等在中國專利號1，934，061中對PHCA合成PHS步驟進行了優(yōu)化， 采用PHCA在無機堿乙酸鉀催化劑存在下150°C脫羧制得PHS，采用乙酸乙酯萃取純化PHS。 PHS產率約94%。2、以苯酚為原料制備PHSCorson等(J. Org. Chem. 23 =544-549(1958))提出了從苯酚出發(fā)經乙酰化制備對 羥基苯乙酮，后經過乙酸酐保護制得乙酰氧基苯乙酮，在鈀碳或活性鎳存在下加氫還原為 乙酰氧基苯基甲基甲醇，后在強堿作用下發(fā)生消除反應并脫除乙酰基保護制得產品PHS。 PHS總產率為53%。
日本ADCHEMC0公司在日本專利2002179622中對Corson的方法略有改進，研究了 一種經對乙酰氧基苯乙酮加氫得到對乙酰氧基苯基甲基甲醇，然后鹵化(S0C12)，再脫氯制 得產品對乙酰氧基苯乙烯的改進路線。3、對乙基苯酚為原料制備PHSHiroshi Fujiwara等在美國專利4，503，271中以對乙基苯酚為原料，在550°C以 上的氣相條件下，當反應體系中存在苯酚和/或對甲酚，其量為對乙基苯酚的5 50wt %時 脫氫，形成PHS。PHS的選擇性達到85%以上，產率約30%。二、PTBOCS 的制備1、以PHB為原料制備PTBOCSHiroshi Ito等在美國專利號4，491，628中描述制備PTBOCS的方法。該方法將 PHB在叔丁醇鉀存在下先與二碳酸二叔丁酯反應，得到對叔丁氧酰氧基苯甲醛，而后采用 witting法制備和高效液相色譜(HPLC)分離得到純品對叔丁氧酰氧基苯乙烯。PTBOCS總 收率約為60%。劉建國等(應用化學[J].2007，24(3) :361_364.)合成 PTBOCS 的方法與 Hiroshi Ito的美國專利大致相同，其中略有改進為一、以四氫呋喃和乙醚為混合溶劑代替專利中 的以四氫呋喃為單一溶劑，相對環(huán)境友好；二、以中性Al2O3為固定相，正己烷為流動相，采 用普通液相色譜分離提純混合產物，簡化分離方法。2、以對乙基苯酚為原料制備PTBOCS劉建國等(應用化學[J]. 2008，25 (4) =424-428.)報導了以對乙基苯酚為原料，在 叔丁醇鉀存在下先與二碳酸二叔丁酯反應制備對特丁氧酰氧基苯乙烷，而后通過N-溴代 丁二酰亞胺(NBS)溴代反應生成1-溴-l_(p-特丁氧酰氧基)苯基乙烷，再在叔丁醇鉀存 在下進行消去反應生成PTB0CS。產品乙酸乙酯萃取提純，PTBOCS的總產率約36%。三、PAS的制備1、以對羥基苯乙酮為原料制備PAS巴庫里什·Ν ·珊等在中國專利1039412中給出PAS的制備方法以對羥基苯乙酮 為原料，經過乙酸酐保護制備乙酰氧基苯乙酮，后在鈀碳或是活性鎳存在下加氫還原為乙 酰氧基苯基甲基甲醇，在強堿如硫酸氫鉀存在下脫水和制備PAS。2、以PHB為原料制備PASJean 等(Polymer, 1983，24 (8)，995-1000)以 PHB 為原料，在 NaOH 水溶液存在下， 與乙酸酐反應生成對乙酰氧基苯甲醛，再經過Wittig反應制備出PAS，但通過這種方法得 到PAS的產率僅在12% 42%之間。K 庫尼特斯基等在中國專利號1，934，061中描述了 PHCA在乙酸鉀催化劑存在下 150°C高溫脫羧制得PHS，降溫至130°C并滴加乙酸酐，進一步反應得到PAS，采用乙酸乙酯 萃取純化PAS。PAS產率約為104%。Kurahashi Takashi也在日本專利2003252828中則描述了以高純度的PHS為原料 進行乙酰化反應，制備PAS。PAS產率可達100%。目前報導的合成PHS的路線中，以PHB為原料，經PHCA到最終產品的方法相對簡 便。其衍生物PTBOCS的合成路線多經過Witting反應，條件苛刻且產率不高。另一衍生物 PAS則可通過PHS乙?；暮啽惴椒ê铣?。
在常見的合成PHCA的報導中，常見的有機堿均可促使此反應進行，實際效果較好 的堿為吡啶，一般產率在50%左右，但吡啶氣味重，不利于工業(yè)化應用。由PHCA合成PAS的 過程中，已經有較高的產率報導，此過程由于多采用二甲基甲酰胺(DMF)為溶劑，最后純化 時DMF殘留較多，會出現(xiàn)產率過100%的現(xiàn)象。而合成PTBOCS目前報導中多要經過witting 反應，且最后多以過柱純化產品，條件相對苛刻，產率在35-65%之間。

發(fā)明內容
本發(fā)明主要路線為以PHB為原料，經過PHCA合成PHS，由PHS與乙酸酐或二碳酸二 叔丁酯反應而合成PAS或PTB0CS。為了克服現(xiàn)有技術的不足，線路中提供了便于實現(xiàn)工業(yè) 化生產PHS及其衍生物的方法改進，本發(fā)明所述的制備方法如下(1)對羥基肉桂酸(PHCA)的制備取一定量的對羥基苯甲醛(PHB)、丙二酸、4-甲基吡啶及哌啶，在80 95°C下反 應1. 5h，冷卻后，加入碳酸鉀溶解，分層分液，水層滴加鹽酸溶液調PH值至酸性，過濾固體 得粗品，水重結晶得純品，其中對羥基苯甲醛(PHB)、丙二酸、4-甲基吡啶及哌啶的摩爾比 為 1.0 1.0 2.0 1.5 4.0 0.1 0.3;
權利要求
1.對羥基苯乙烯的制備方法，其特征在于按照下述步驟進行(1)對羥基肉桂酸的制備取一定量的對羥基苯甲醛、丙二酸、4-甲基吡啶及哌啶，在80 95°C下反應1.5h，冷 卻后，加入碳酸鉀溶解，分層分液，水層滴加鹽酸溶液調PH值至酸性，過濾固體得粗品，水 重結晶得純品，其中對羥基苯甲醛、丙二酸、4-甲基吡啶及哌啶的摩爾比為1.0 1.0 2. 0 1. 5 4. 0 0. 1 0. 3 ；(2)對羥基苯乙烯的制備取一定量的對羥基肉桂酸，DMF為溶劑，催化劑量的乙酸鉀，在130 150°C下反應 1. 5h，料液倒入冷水中，用二氯甲烷萃取，無水硫酸鎂干燥，旋蒸得到對羥基苯乙烯。
2.對羥基苯乙烯衍生物的制備方法，其特征在于其中所述4-乙酰氧基苯乙烯的制 備方法如下取一定量的對羥基肉桂酸，DMF為溶劑，催化劑量的乙酸鉀，在130 150°C 下反應1.5h，向其中滴加乙酸酐，并繼續(xù)反應1.5h，冷卻后，倒入冷水，環(huán)己烷萃取，無水 硫酸鎂干燥，旋蒸得純品4-乙酰氧基苯乙烯，其中對羥基肉桂酸與乙酸酐的摩爾比為 1. 0 1. 0 3. 0。
3.對羥基苯乙烯衍生物的制備方法，其特征在于其中所述4-叔丁氧酰氧基苯乙烯的 制備方法如下取一定量的對羥基肉桂酸，DMF為溶劑，催化劑量的乙酸鉀，在130 150°C 下反應1. 5h，降溫至50 70°C，向其中滴加二碳酸二叔丁酯，并繼續(xù)反應2. 0h，冷卻后，倒 入冷水，環(huán)己烷萃取，無水硫酸鎂干燥，旋蒸得純品；其中對羥基肉桂酸與二碳酸二叔丁酯 的摩爾比為1. 0 1. 0 3. 0。
全文摘要
本發(fā)明涉及有機合成領域，尤其涉及對羥基苯乙烯及其衍生物的制備方法。按照下述步驟進行先制備得到對羥基肉桂酸，再制備得到對羥基苯乙烯，最后制備得到4-乙酰氧基苯乙烯或4-叔丁氧酰氧基苯乙烯。本發(fā)明在制備對羥基肉桂酸過程中，采用4-甲基吡啶代替吡啶作為反應的催化劑，提高了對羥基肉桂酸收率，約為95％，同時減輕吡啶帶來的異味和回收率低的問題。采用環(huán)己烷為萃取溶劑萃取在反應液中的對羥基苯乙烯衍生物，極大的降低了溶劑在產品中的殘留問題。改變4-叔丁氧酰氧基苯乙烯的現(xiàn)有合成路線，避免了條件苛刻的Witting反應，同時簡化了過柱等繁瑣的分離提純問題，產率約80％，高于現(xiàn)有的報道。
文檔編號C07C69/96GK102001918SQ20101029947
公開日2011年4月6日 申請日期2010年9月27日 優(yōu)先權日2010年9月27日
發(fā)明者宋國強, 曹引梅, 林林, 趙廷合 申請人:常州大學