对乙酰氧基苯乙烯（精选3篇）
对乙酰氧基苯乙烯 篇1
对甲氧基苯乙腈是一种用于合成医药、农药等化工产品的重要有机中间体,它是合成医药文拉法辛(venlafaxine)的必需中间体,文拉法辛是一种具有抑制去肾上腺素重吸收和拮抗5-HT双重作用机制的苯乙胺类抗抑郁药[1];此外还可以用于合成染料木黄酮(genistein)[2,3,4],化工中间体β-(对甲氧基苯)乙胺,1-(4-甲氧基)苯基-2-丙胺等,用途十分广泛。
1 路线与方法
对甲氧基苯乙腈合成路线有很多,根据文献报道,主要有以下几种方法。
1.1 路线一
1945年W.H.Davies,A.W.Johnson等人报道了以对羟基苯乙腈为原料[5],在强碱条件下,用硫酸二甲酯甲基化合成对甲氧基苯乙腈的路线。该合成路线较短,收率高达90.5%。但现在看来,此方法很不经济,对羟基苯乙腈价格更高,往往是由对甲氧基苯乙腈水解而得到的;另外硫酸二甲酯为剧毒品,对环境污染较大。
1.2 路线二
1956年Kurt Rorig,J.Derland Johnston,Robert W.Hamilton等人报道了对甲氧基苯乙腈的又一种合成路线[6],该方法是以对甲氧基苯甲醇为原料,先卤化生成对甲氧基苄氯,然后再与氰化钠腈化生成最终产物,该方法需要用到剧毒品氰化钠。
1.3 路线三
吴恢庆等采用苯甲醚作为原料,经氯甲基化、腈化两步合成了对甲氧基苯乙腈[7]。其优点是:原料更加低廉,路线也相对简单,但会生成一定的间甲氧基苯乙腈产物,需要精馏将其除去,然而异构体的分离相当困难。
1.4 路线四
以对甲氧基苯乙酸乙酯为原料[8],先生成中间体肟,然后腈化得到对甲氧基苯乙腈。该方法原料成本较高,限制了其进一步应用。
1.5 路线五
周和平,黄胜堂等报道了一条较新的反应路线[9],该反应以对羟基苯乙酰胺为原料,经甲基化、酰胺腈化,最终生成对甲氧基苯乙腈。该方法旨在摒弃剧毒物氰化钠的使用,另外克服了副产物异腈的生成,避免造成分离困难使产品纯度不高的缺点,具有一定的应用前景。
1.6 路线六
该方法未见任何文献报道,采用对氯苯乙腈为原料,在压力釜内与甲醇钠甲基化生成对甲氧基苯乙腈,该方法反应路线简单,原料价格低廉,收率较高,避免了常见甲基化试剂硫酸二甲酯的使用,同时也避免了剧毒品氰化钠的使用,具有很大的工业化应用价值。
2 实验部分
2.1 仪器与试剂
仪器为Bruker-400MHz型核磁共振仪(d6-CDCl3为溶剂,TMS为内标),GC7890气相色谱仪(Agilent),1L压力釜。所用试剂均为工业品。
2.2 实验过程
对氯苯乙腈45.5 g(0.3mol),28%甲醇钠溶液69.4 g(0.36mol)置于1L压力釜中,密封好后,开启搅拌,升温到120℃,搅拌5 h,反应完后冷却至室温,加入100 mL水,搅拌30 min,静置分层,油层干燥后,精馏得到41.9对甲氧基苯乙腈,含量98.5%(GC),收率95%。
3 结果与讨论
3.1 对甲氧基苯乙腈含量分析方法
以OV-17为气相柱,柱温170℃,检测器和气化室温度230℃的GC条件下,产物保留时间为8.471,测得质量分数为98.5%。
3.2 对甲氧基苯乙腈结构的确认
1H-NMR(400MHz,CDCl3,TMS为内标)δ:3.66(s,2H,-CH2-),3.79(s,3H,-OCH3),6.87～6.89(d,2H,ArH),7.20～7.23(d,2H,ArH),结构得到确认。
3.3 投料比对反应的影响
实验考察了对氯苯乙腈与甲醇钠投料比变化的影响,并对其摩尔比进行优化确认,结果表明,当摩尔比为1∶1时,收率为88%,当摩尔比为1∶1.2(或1.2以上)时,收率为95%左右,同时兼顾成本,综合考虑,选择摩尔比为1∶1.2最佳。
3.4 温度对反应的影响
反应温度也是影响该实验的一个重要因素,实验结果表明,当反应温度低于100℃,反应不能进行或转化率较低;当温度为120℃左右时,原料反应完全,且反应情况较好;当反应温度高于120℃,原料反应完全,但时间长容易有杂质生成,给分离造成一定的困难。
4 结论
以对氯苯乙腈为起始原料,在甲醇钠、甲醇体系下,在高压釜中甲基化生成对甲氧基苯乙腈,含量98.5%(GC),收率95%。产物结构经核磁确认。实验结果表明,对氯苯乙腈与甲醇钠最佳摩尔配比为1∶1.2;反应最佳温度为120℃。
对甲氧基苯乙腈的传统合成方法往往需要用到甲基化试剂硫酸二甲酯和腈化试剂氰化钠,众所周知,这两种物质都是剧毒品,对环境污染较大,同时给操作人员的安全造成一定的安全隐患。本方法摒弃了硫酸二甲酯和氰化钠的使用,同时反应路线简单,原料低廉,收率较高,是一条适合工业化生产的路线。
摘要：介绍了对甲氧基苯乙腈的各种合成路线,并对其进行简单评价。重点介绍了以对氯苯乙腈为原料合成对甲氧基苯乙腈的方法,该方法具有反应路线简单,原料低廉,收率较高等特点,是一条适合工业化生产的路线。
关键词：对甲氧基苯乙腈,合成
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对乙酰氧基苯乙烯 篇2
1 实验部分
1.1 仪器与试剂
AVANCE-400 超导核磁共振仪,德国Bruker公司;VECTOR 22红外光谱仪,德国Bruker公司; XT-4显微熔点测定仪(温度计未校正);对甲氧基苯乙酮、溴均为市售分析纯。
1.2 实验Ⅰ化合物1的合成
在装有搅拌器、滴液漏斗和回流冷凝管的三口烧瓶中加入15g(0.1mol)对甲氧基苯乙酮和80mL水,滴液漏斗中先加入20mL水,反应体系温度保持在45℃～50℃,然后再加入19.2g(0.12mol)溴,使水覆盖在溴的表面以防止溴的挥发。搅拌下开始滴加几滴溴,待起初滴入的溴完全褪色后再继续滴加剩余的溴,直到溴全部加完,最后用漏斗中覆盖于溴上面的水将溴全部洗入烧瓶中。当溴滴入烧瓶并褪色后,烧瓶中的水相开始变成乳白色浑浊,并可见烧瓶中物料的状态也在发生明显的改变。待全部溴滴加完毕继续搅拌0.5h,期间不断取样通过TLC跟踪检验,直至反应完全。将烧瓶中的产物白色晶体过滤,用80%乙醇-水洗涤晶体,干燥,得产物21.6g,产率94.5%。mp 71℃～72℃(文献值71℃～72.2℃)。IR (KBr)ν: 3052, 2865,1704,1602,1454, 680; 1H NMR (CDCl3,400Hz)δ:3.37 (s, 3H,CH3O),4.56 (s,2H,CH2Br),7.10 (d,2H, J = 8.4 phH),7.66 (d, 2H, J = 8.4 phH)。
1.3 氢溴酸的制备
实验Ⅰ中的滤液98mL再用2mL蒸馏水洗涤粗产品1共得到滤液Ⅰ100mL,取90mL滤液Ⅰ做溶剂做实验Ⅱ,其他实验条件不变,得到滤液Ⅱ,同样的实验条件做实验Ⅲ得到滤液Ⅲ。三种滤液分别取10mL,用标定的0.50mol/L NaOH溶液滴定滤液,得出滤液的浓度和收率。
实验Ⅲ反应完成后所得的滤液是质量浓度为19.32%的溴化氢水溶液,用二氯甲烷(20mL×3)洗去滤液中少量的产物1,然后把90mL的滤液放入蒸馏瓶中,安装蒸馏装置,41℃时蒸出少量的二氯甲烷,100℃～122℃蒸出的大部分是水含有极少量HBr,收集122℃～126℃馏分,这个温度区间的主要馏分是44%～45%氢溴酸,得到44.6%氢溴酸30mL,回收率约81%。
2 结果与讨论
2.1 溶剂对反应的影响及其利用
酮分子中羰基α-氢的溴化反应是在氢溴酸或Lewis酸催化下,酮发生烯醇化作用,然后1个溴原子加到烯醇上而生成溴代产物的。本工艺中使用了水作为溶剂,使反应中所产生的溴化氢溶于水中,生成的氢溴酸起到了催化剂的作用,使溴代反应可在温和的条件下顺利进行。
反应结束过滤出产物后的水实际上已经成为一定浓度的氢溴酸溶液,转入下批反应重复使用。这样做不仅避免了其外逸造成的环境污染和设备腐蚀,也使生产更加安全,另外也降低了成本提高了经济效益。
2.2 溴化剂用量的确定
本工艺方法中的溴代反应是用溴作为溴化剂在水中进行的,为了使产物的纯度好、收率高且易于分离,首先确定要使溴稍微过量,为此通过实验考察了不同溴的用量与反应收率之间的关系,结果列于表2。
a:表中数据均为三次实验的平均值;b:A对甲氧基苯乙酮;b:B溴。
从表2可见,以溴与对甲氧基苯乙酮按1:1为基础,当不断增加溴的用量,反应的收率也会有所增加但增加的幅度不大,当达到1:1.1以上几乎不再增加,综合考虑各种因素确定1:1.1的比例应为最佳。
2.3 反应温度和时间对收率的影响
从反应机理可知,酸的存在可以催化该反应,当向反应体系中加入少量溴时水中就会有氢溴酸存在,从而引发并促使反应能够顺利进行。虽然该反应本身为放热反应,不过反应开始时要稍微加热以引发反应,本实验在原料比例为1:1.1情况下进行加热反应,通过TLC跟踪,直到反应物对甲氧基苯乙酮完全消失为终点。考查了不同温度下反应考查了不同温度下反应的收率和时间的关系,将三次实验结果的平均值绘制成图1。图中可见,与反应温度50℃下反应比较,加热到50℃以上虽可使反应时间稍微缩短但其收率并未见明显提高。综合考虑能耗等经济成本问题,应该选择温度45℃～50℃反应2h为最佳条件。提高温度和延长反应时间对产率并无明显影响。
2.4 副产物的制备问题
本实验中的目标产物几乎不溶于水,因此反应结束后产物完全是以固体状态存在于水中的,因此只要过滤即可将其分离出来。滤出的固体再经水洗、干燥即可。滤出的水溶液实际上就是氢溴酸溶液,其中会溶有少量1,可以作为下批反应的溶剂继续使用。本文做了实验Ⅰ、实验Ⅱ、实验Ⅲ,结果列于表2。从表2中可以看出,经过三次反应后的滤液中HBr的含量高达19.32%,目标产物1的收率并没有减少。每一次反应后的滤液经滴定后计算得出溴化氢的产率都高达98%,最后蒸馏得到浓的氢溴酸的产率只有80%,原因是蒸馏过程中有一部分溴化氢被氧化。本实验用作水溶剂,循环利用后的水中溶解的溴化氢达到一定浓度时,通过蒸馏制取氢溴酸。这样既减少了对环境的污染又较大提高了原子的利用率,适用于工业生产。
3 结论与展望
以水为溶剂用溴作溴化剂,在水相中实现了羰基化合物的α-位的溴化反应,高收率合成了1,通过实验优化并确定了本工艺的反应条件,其最佳工艺条件为:(1)原料配比:对甲氧基苯乙酮:溴=1:1.1;(2)反应温度为50℃;(3)反应时间为2h;收率可达94%以上。
本工艺方法的特点是:(1)不使用任何有机溶剂,对环境无污染,属于环境友好的绿色化学工艺;(2)反应温度不高,用作溶剂的水可以循环使用,节约能源;(3)操作简单,生产成本降低,适合于规模化生产。
本工艺中用作溶剂的水在循环使用到一定程度后,已经成为很高浓度的氢溴酸溶液,其中溶有少量的产物1,采用了简单的方法将其萃取除去,然后通过共沸蒸馏的方法制取了45%氢溴酸,作为本工艺的联产品从而进一步降低生产成本,大幅度提高经济效益。总之,本工艺方法将最大程度的体现现代工艺的资源节约型和环境友好型的要求。
摘要：研究了以溴为溴化剂,在水相中合成对甲氧基-α-溴代苯乙酮的新工艺。通过实验优化并确定的工艺条件为:n(对甲氧基苯乙酮):n(溴)=1:1.1;反应温度为50℃;反应时间为2h;收率可达94%以上,并对反应完成后的溴化氢水溶液进行蒸馏制备成浓度45%的氢溴酸,收率达80%以上。本工艺不使用任何有机溶剂,对环境无污染,用作溶剂的水可以循环使用,然后制备氢溴酸,原子利用率高,操作简单,生产成本低,适合于规模化生产。
关键词：对甲氧基-α-溴代苯乙酮,氢溴酸,水相,环境友好
参考文献
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对乙酰氧基苯乙烯 篇3
1 计算方法
用密度泛函的B3LYP/6-31G方法对乙烯基取代的-萘并萘醌目标化合物进行了基态构型优化, 计算模型如图1所示。并通过振动分析确认了光异构化过程中所有光异构体的稳定态和过渡态。用Gaussian 09量子化学程序包完成全部计算。
2 结果与讨论
2.1 光异构体结构
表1列出乙烯氧基萘并萘醌光异构化反应中所有光异构化化合物及其过渡态的几何构型数据。
表1的数据显示, 在基态或激发态的光异构化过程中发生光异构化时, 三种光异构化化合物的萘并萘醌结构中几个环之间呈现近共平面的变化规律。在过渡态时迁移基团与萘醌环平面形成的二面角为30°左右, 基态和激发态时二面角的角度变大。这可能与迁移过程中因乙烯基基团体积小而有利于嵌入到O (19) 原子和O (20) 原子立体空间有关系。
2.2 原子净电荷分布
在B3LYP/6–31G水平上计算了6-乙烯氧基-5, 12-萘并萘醌光异构体中各原子的Mulliken电荷分布列于表2。表2数据显示6种化合物负电荷集中在O (19) , O (20) , O (21) 在原子上。
迁移基团乙烯基与母体醌环分子之间发生电荷转移, 在基态以及激发态的构型中乙烯基均显示给电子性质, 相互间电荷传递的净效果使得萘并萘醌分子带有-0.316e, -0.253e, -0.347e, -0.392e, -0.37e, -0.449e的正电荷。乙烯基的给电子作用使得萘并萘醌环上各原子的负电荷基本上平均分布, 最大负电荷都集中在了氧原子上。
2.3 光异构化反应
表3列出用密度泛函的B3LYP方法对乙烯氧基萘并萘醌化合物异构体进行构型优化之后, 得到的能量数据, 包括总能量, 零点能, 振动频率。
基态M11由过渡态TS1异构化为M12的反应的正活化能为147.25k J/mol, 逆活化能为111.32.76k J/mol。JM11由过渡态JTS1异构化为JM12的反应的正活化能为161.9 k J/mol, 逆活化能为1 206.8k J/mol。
迁移基团为乙烯基基团的萘并萘醌化合物与甲基基团[6]的化合物对比其光异构化反应活化能数据显示, 正反应和逆反应活化能降低了40~90k J/mol。迁移基团为乙烯基基团时其光异构化反应的活化能降低, 说明不同迁移基团与萘并萘醌环上连接的O原子形成不同程度的共轭, 以致对光异构反应的正逆活化能产生影响。
乙烯氧基萘并萘醌化合物的基态trans醌式构型M11比ana醌式构型M12构型能量低, M11稳定;激发态trans醌式构型JM11依然表现为比ana醌式构型JM12构型能量低。说明乙烯氧基萘并萘醌化合物能量上trans醌式构型有优势, 以trans醌式构型存在。
2.4 紫外吸收光谱
对乙烯氧基萘并萘醌化合物光异构化反应中所有光异构体用TD/DFT进行了紫外吸收光谱计算, 数据列于表4。光异构体的紫外光谱理论数据与实验测定值相符合, 紫外光照射至达到光稳态, 完成呈色过程:而后用可见光照射至光稳态, 完成消色过程。
3 结论
6-乙烯氧基-5, 12-萘并萘醌光致异构化反应中的活化能研究表明, 在基态和激发态乙烯氧基萘并萘醌化合物两种光异构体都显示为trans醌式构型稳定, 说明热力学上乙烯氧基萘并萘醌化合物有利于以trans醌式构型存在。乙烯氧基增加了共轭程度, 可以有效地降低光异构化反应的活化能。对乙烯氧基萘并萘醌化合物光异构化反应中所有光异构体用TD/DFT进行了紫外吸收光谱计算, 光异构体的紫外光谱理论数据与实验测定值相一致, 与光异构化反应的光激发条件相符合。
摘要：用密度泛函理论的B3LYP/6-31G方法和从头算的CIS/6-31G方法分别研究了6-乙烯氧基-5, 12-萘并萘醌基态和激发态的异构化反应。反应势能面显示, 6-乙烯氧基-5, 12-萘并萘醌在光异构化反应中基态和激发态不能构成四能级反应, 热力学上有利于以trans醌式构型存在。此外, 用TD/B3LYP方法在溶剂存在下计算了上述化合物的紫外吸收光谱, 计算所得到的光谱数据与实验值基本一致, 与光异构化反应的光激发条件相符合。
关键词：萘并萘醌,光致变色,光异构化,密度泛函理论
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