二恶茂的合成工艺研讨

1甲基苯并二恶茂的合成

在带有机械搅拌的1L四口瓶中，依次加入54g50％NaOH水溶液、300mL二甲基亚砜，41g二氯甲烷，开动搅拌，并加热升温，当温度升到100℃时，把溶有42g（0．33mol）3－甲基邻苯二酚的二甲基亚砜溶液缓慢滴入反应瓶中，并控制其反应温度100℃左右．2h滴加完毕，滴完保温反应4h后停止反应［13］，待反应液冷却后，将反应液倒入冷水中．用乙醚萃取3次，合并有机层．有机层无水硫酸镁干燥，过滤，滤液减压脱溶后既得无色油状液体42g（0．31mol）4－甲基苯并二恶茂，经气相检测质量分数为98％，收率94％（以3－甲基邻苯二酚计）．1HNMR（500MHz，CDCl3）δ6．75（d，J＝7．7Hz，1H），6．70（d，J＝7．5Hz，2H），5．96（s，2H），2．26（s，3H）．MS－EI（m／z，％）：136（M＋），135（100），105（4），91（2），78（6）．1．54－甲基－2，2－二氯苯并二恶茂的合成在带有机械搅拌的250mL三口瓶中，依次投入38．3g（0．18mol）五氯化磷、0．2g过氧化苯甲酰、60mL甲苯，然后缓慢升温至100℃，缓慢滴加11．2g（0．08mol）4－甲基苯并二恶茂．1h加完，继续反应1h［14］．气相检测，反应完毕时，降温．待反应液冷却至室温，减压脱溶后，既得无色油状液体产品16．4g4－甲基－2，2－二氯苯并二恶茂（GC检测96．5％），收率96．5％．1HNMR（500MHz，CDCl3）δ7．02～7．15（m，3H），2．29（s，3H）．

2讨论

2．13－甲基－2－羟基苯甲醛的合成

溶剂对合成3－甲基－2－羟基苯甲醛收率的影响邻甲酚与多聚甲醛在无水MgCl2和三乙胺催化下生成3－甲基－2－羟基苯甲醛的实验过程中，反应溶剂对反应收率有着较大的影响，其结果见表由表1可知：用乙腈作此步反应的溶剂效果最好，甲苯次之．乙酸乙酯在反应体系中稳定性较差，反应收率很低；甲基叔丁基醚与其他溶剂相比价格昂贵，且反应收率不高．所以，在工业化生产中，反应用乙腈作溶剂，更为合适．邻甲酚与无水MgCl2摩尔比对合成3－甲基－2－羟基苯甲醛收率的影响反应过程中，邻甲酚与无水MgCl2首先生成酚盐，该盐是直接影响3－甲基－2－羟基苯甲醛的收率，因此，考虑了邻甲酚与无水MgCl2摩尔比对反应收率的影响，其结果见表2．由表2可知：当邻甲酚与无水MgCl2的摩尔比为1时，适当增加无水MgCl2的量可以提高反应收率，其可能原因是反应过程中形成酚盐需要1当量的无水MgCl2，但无水MgCl2在乙腈中并不能完全溶解，只有大于1当量才能使邻甲酚完全成盐．实验中发现，过量的无水MgCl2会产生副产物．因此，邻甲酚与无水MgCl2的最佳投料摩尔比为1∶1．5．

2．23－甲基邻苯二酚的合成

3－甲基－2－羟基苯甲醛会发生歧化反应，生成相应的醇和酸，氢氧化钠的加入一方面中和双氧水的质子，使过氧根离子能够充分进攻羰基碳原子，另一方面提供了反应所需的碱性环境，促进了水解进行，又使氧化过程不至于过度，减少副产物酸的形成．因此，考虑了氢氧化钠投料量对3－甲基邻苯二酚合成收率的影响，其结果见表3．过量的氢氧化钠不利于反应的进行，虽然缩短了反应的时间，转化率提高，但是收率明显降低．同样增加了中和其所用冰醋酸的量．－甲基苯并二恶茂的合成反应温度对合成4－甲基苯并二恶茂的收率影响在其它反应条件不变的情况下，考察反应温度对收率的影响，结果见表4．由表4可以看出：随着反应温度增加，产物收率先增后降，在110℃时收率最高．说明温度太低时达不到反应最佳条件．温度过高则会引起二氯甲烷回流加剧，参与反应的二氯甲烷有效浓度降低，导致收率下降.碱的种类对合成4－甲基苯并二恶茂的收率影响在其它反应条件不变的情况下，考察了不同碱对反应收率的影响，结果见表5．由表5可见：以对氢氧化钾和氢氧化钠作为碱时，反应收率都较高，氢氧化钠收率略低．而使用碳酸盐时，可能因为碳酸盐在有机溶剂中的溶解性差，而且碱性相对较弱，导致收率明显下降．考虑到氢氧化钠的价格较氢氧化钾低不少，因此选择氢氧化钠更适用于工业化生产．－甲基－2，2－二氯苯并二恶茂的合成在其它反应条件不变的情况下，考察了氯化试剂对反应收率的影响，结果见表6．由表6可见：用五氯化磷做氯化试剂时，反应收率最高；使用氯气时，会出现苯环上取代的副产物，从而收率相对较低．使用NCS时，收率较氯气高，但同样会出现苯环上取代的副产物，所以选择五氯化磷做氯化试剂．

3结论

以邻甲酚为起始原料，经过甲醛化生成Dakin氧化生成3－甲基邻苯二酚，再经醚化生成4－甲基苯并二恶茂，最后经氯化合成目标产物4－甲基－2，2－二氯苯并二恶茂，各步反应产物均经过MS和1HNMR表征确认．合成3－甲基－2－羟基苯甲醛的较佳条件：n（邻甲酚）∶n（MgCl2）∶n（Et3N）∶n（多聚甲醛）＝1∶1．5∶2∶4，在乙腈作溶剂，回流温度下反应，收率94．5％，纯度97．5％．合成3－甲基邻苯二酚的较佳条件：n（3－甲基－2－羟基苯甲醛）∶n（H2O2）∶n（NaOH）＝1∶1．1∶2．3，在50℃下反应14h，收率87．5％，纯度95．5％．合成4－甲基苯并二恶茂的较佳条件：n（3－甲基邻苯二酚）∶n（CH2Cl2）∶n（NaOH）＝1∶1．6∶2．1，在二甲基亚砜作溶剂，100℃下反应6h，收率94％，纯度97．5％．合成4－甲基－2，2－二氯苯并二恶茂的较佳条件：n（4－甲基苯并二恶茂）∶n（PCl5）＝1∶2．2，在甲苯作溶剂，100℃下反应2h，收率96．5％，纯度96．5％．在优化条件下，反应总收率达到75％．

作者：丁成荣 王现刚 杨志香 张国富 张朝阳 单位：浙江工业大学 浙江省工业环保设计研究院有限公司