5-三甲基-2（共4篇）
5-三甲基-2 篇1
0 引言
2, 3, 5-三甲基氢醌 (TMHQ) 简称三甲基氢醌, 是合成维生素E的中间体, 承载了VE的主环。近年来, 由于维生素E在临床医学、食品工业、保健品及化妆品等领域得到广泛运用, 使全球得维生素E产品供不应求, 价格昂贵。用于生产维生素E的TMHQ的需求量也随之增加。本实验以偏三甲苯 (TMB) 为原料, 其来源丰富, 价格便宜, 生产成本较低, 因此积极开展TMB的精细加工, 具有一定的经济性。而合成TMHQ的关键在于如何从TMB催化制取2, 3, 5-三甲基苯醌。Li Ying等以芬顿试剂 (亚铁离子 (Fe2+) 为催化剂用双氧水 (H2O2) 进行化学氧化的方法) 作为反应的催化剂、氧化剂、反应溶剂, 将2, 3, 6-三甲基苯酚 (TMP) 一步氧化为TMBQ。TMP、H2O2和Fe SO4用量比1∶1∶10, 温度45℃, 反应5h, TMP转化率100%, TMBQ选择性达95%以上。本次实验以偏三甲苯 (以下称TMB) 为原料, 芬顿试剂为催化氧化体系, 考察硫酸亚铁 (Fe SO4) 用量和H2O2加入方式对反应收率的影响, 探索反应体系在低廉催化剂下, 有机溶剂残余低、污染小、条件温和的合成路线。
1 实验部分
1.1 实验的主要仪器与原料
仪器:X85-2恒温磁力搅拌器 (上海梅颖浦仪器仪表制造有限公司) ;SE602F电子天平 (上海奥豪斯仪器有限公司) ;上海奥豪斯仪器有限公司 (郑州长城科工贸有限公司) ;RE-2000B旋转蒸发仪 (上海亚荣生化仪器厂) ;FTIR-7600傅里叶红外光谱仪 (天津天光光学仪器有限公司)
原料:偏三甲苯AR (阿拉丁) ;过氧化氢AR (成都市科龙化工试剂厂) ;硫酸亚铁CB (广东台山化工厂) , 甲苯AR (成都市科龙化工试剂厂) 。
1.2 实验方法
将原料TMB, 硫酸亚铁以适当比例加入三口烧瓶, 再加入适量的去离子水, 在搅拌下缓慢滴加H2O2, 加热到温度45℃, 在此温度进行反应5h。氧化反应完成后, 将反应液冷却至室温, 用甲苯萃取, 得到TMBQ粗产品, 经过水蒸气蒸馏法得精产品。再用旋转蒸发仪减压蒸馏提纯得2, 3, 5-三甲基苯醌 (TMBQ) 产品。产品称重并记录。
反应体系的主要反应如下:
过氧化氢与硫酸亚铁的氧化体系, 产生具有强氧化性的氢氧自由基, 一步将TMB氧成TMBQ。
2 结果与讨论
为了确定反应最佳工艺条件:硫酸亚铁的用量, 过氧化氢的滴加方式等因素对反应收率的影响进行了单因素考察。
2.1 硫酸亚铁用量对反应收率的影响
在反应时间为5h, 反应温度45℃, 用量比TMB:H2O2为1∶1的条件下, 考察硫酸亚铁用量对反应收率的影响, 实验结果如图1。
图1表明, 随着硫酸亚铁用量的增加, TMBQ收率先增大后减小, 这是因为硫酸亚铁的量相对较少时和H2O2产生氧化性较强的羟基自由基, 反应速率加快, 收率增大;当硫酸亚铁加的用量相对过多时, Fe2+消耗部分羟基自由, 氧化能力较弱, 反应速率较慢, 部分原料不能参加反应, 导致收率降低。当TMB与硫酸亚铁的用量比为1∶4时, TMBQ的收率最大, 为39.92%, 因此, 最佳的TMB与硫酸亚铁的用量比为1∶4。
2.2 过氧化氢加入方式对TMBQ产率的影响
在反应温度45℃, 反应时间5h, 用量比TMB∶H2O2为1∶1, TMB:Fe SO4为1∶4的条件下, 考察过氧化氢加入方式对反应收率的影响, 实验结果见表1。
上表1表明, 一次性加入H2O2时, 部分H2O2受热分解, 无法充分反应而导致2, 3, 5-三甲基苯醌 (TMBQ) 产率下降。反应结果表明, 在45℃下将H2O2逐滴加入反应装置中效果较好。
3 结语
(1) 本研究表明, 在反应时间为5h, 反应温度45℃, 用量比TMB:H2O2为1∶1的条件下, 芬顿试剂 (亚铁离子 (Fe2+) 为催化剂用双氧水 (H2O2) 进行化学氧化的方法) 作为反应的催化剂、氧化剂、反应溶剂, 将TMB一步氧化为TMBQ, 是可行的, 适宜的TMB与Fe SO4的用量比为1∶4。在此条件下, 产品TMBQ的收率为34.95%。
(2) 在45℃下将H2O2逐滴加入反应装置中效果较好。
摘要：以偏三甲苯 (TMB) 为原料, 芬顿试剂作为反应的催化剂、氧化剂、反应溶剂, 氧化后得到中间体2, 3, 5-三甲基苯醌 (TMBQ) 。在反应时间为5h, 反应温度45℃, 用量比TMB∶H2O2为1∶1的条件下, 考察硫酸亚铁 (FeSO4) 用量和H2O2加入方式对反应收率的影响。结果表明:TMB与硫酸亚铁的最佳用量比为1∶4。
关键词：偏三甲苯,2, 3, 5-三甲基苯醌,芬顿试剂
参考文献
[1]崔旭海.维生素F的最新研究进展及应用前景[J].食品工程, 2009, (1) :8-9.
[2]任志强.维生素E的临床新用途[J].中国药理学通报, 1995, 03:232.
5-三甲基-2 篇2
5,6-二(2-甲氧基苯胺基)-2,3-吡啶二酮的合成和晶体结构
在无溶剂条件下,由3-羟基-2(1H)-吡啶酮与2-甲氧基苯胺在NaIO3作用下合成了5,6-二(2-甲氧基苯胺基)-2,3-吡啶二酮,其结构经1HNMK表征.采用X-射线单晶衍射仪测定了产物的晶体结构,晶体结构属单斜晶系,空间群p21/n,晶胞参数为:a=1.165 5(2)nm,6=0.720 80(10)nm,c=2.032 6(4)nm,α=90°,α=92°,β=92.17(3)°,γ=90°,V=1.706 3(5)nm3,Z=4,F(000)=736,Mr=351.36,Dc=1.368 g/cm3,μ=0.098 mm-1,R1=0.058 7,wR2=0.136 5.图3,表2,参10.
作 者：谢文林 肖创平唐绪福 邓彤彤 XIE Wen-lin XIAO Chuang-ping TANG Xu-fu DENG Tong-tong 作者单位：湖南科技大学,化学化工学院,分子构效关系湖南省高校重点实验室,湖南,湘潭,411201刊 名：湖南科技大学学报(自然科学版) ISTIC PKU英文刊名：JOURNAL OF HUNAN UNIVERSITY OF SCIENCE & TECHNOLOGY(NATURAL SCIENCE EDITION)年，卷(期)：23(2)分类号：O626.3关键词：合成 2,3-吡啶二酮 无溶剂 晶体结构
5-三甲基-2 篇3
本文在文献方法的基础上,以1,3,5 - 三甲基苯( 1) 为原料,首先通过氯甲基化反应制得2,4,6 - 三氯甲基 - 1,3,5 - 三甲基苯( 2) ; 然后经亲核取代反应制备2,4,6 - 三氯甲基 - 1,3, 5 - 三甲基苯( 3) ; 及水解反应制备2,4,6 - 三羟甲基 - 1,3,5三甲基苯( 4) ; 最后经氧化反应得到1,3,5 - 三甲基 - 2,4,6间苯三醛( 5) 。此化合物及其中间体的结构经过1H NMR和13C NMR表征。
1实验部分
1.1主要试剂与仪器
1,3,5 - 三甲基苯,氯甲基甲醚,四氯化锡,三水乙酸钠, 乙酸,碳酸钾,均为分析纯,阿拉丁试剂公司; Corey试剂参考文献[4]方法制备。
Bruker Avance III 400 MHz型核磁共振仪,瑞士布鲁克拜厄斯宾有限公司; WRS - 1B数字熔点仪,上海申光仪器仪表有限公司; Tensor27红外光谱仪,德国布鲁克公司。
1.2合成步骤
1. 2. 1 2,4,6 - 三氯甲基 - 1,3,5 - 三甲基苯( 2)
将1,3,5 - 三甲基苯6. 00 m L( 43. 00 mmol) 与氯甲基甲醚19. 65 m L( 258. 70 mmol) 加入到无水二氯甲烷120 m L中,于0 ℃ 滴加四氯化锡30. 22 m L ( 258. 70 mmol) ,并且室温反应2 h。反应结束后,向反应液中加入水60 m L,然后二氯甲烷萃取( 50 m L × 3) ,无水硫酸镁干燥,旋蒸浓缩得粗品。经无水乙醇重结晶后,得白色固体8. 85 g,收率为78% 。m. p. 175 ~ 176 ℃ ( 文献[5]: 173 ~ 174 ℃ ) ; IR ( KBr) : υmax( cm- 1) 2993 ( = CH) ,1568 ( C = C) ,1448 ( C = C) ,796 ( C - Cl) ;1H NMR ( 400 MHz,CDCl3) : δ 4. 70 ( s,6H,CH2) ,2. 51 ( s,9H, CH3) 。
1. 2. 2 1,3,5 - 三甲基 - 2,4,6 - 间苯三醛( 5)
将2,4,6 - 三氯甲基 - 1,3,5 - 三甲基苯( 2) 13. 00 g( 48. 96 mmol) 加入到乙酸97. 5 m L中,再加入三水乙酸钠39. 98 g( 293. 79 mmol) ,加热至回流并反应24 h。反应结束后,反应液冷却至室温,加入水90 m L,减压抽滤,得白色固体10. 95 g,未经纯化,直接进入下一步。
将上一步得到的粗品10. 90 g ( 32. 40 mmol) 加入到甲醇150 m L中,然后加入碳酸钾0. 45 g ( 2. 98 mmol ) ,室温反应14 h。反应结束后,减压抽滤,得白色固体5. 33 g,未经纯化, 直接进入下一步。
将Corey试剂( 重铬酸吡啶盐) 4. 71 g( 21. 83 mmol) 加入到干燥二氯甲烷51 m L中,并于搅拌下加入上一步得到的粗品1, 3,5 - 三甲基 - 2,4,6 - 间苯甲醇( 4) 1. 02 g( 4. 86 mmol) ,室温反应12 h。反应结束后减压抽滤,滤液分别用饱和碳酸氢钠水溶液、水和饱和氯化钠水溶液洗涤,且无水硫酸干燥,旋蒸浓缩得粗品。经柱层析( 洗脱剂: 乙酸乙酯∶石油醚 =1∶7( V∶V) ) 得白色固体0. 79 g,收率为80% 。m. p. 172 ~ 173 ℃ ( 文献[2]: 171 ~ 172 ℃ ) ; IR ( KBr) : υmax( cm- 1) 2887 ( CH( O) ) ,2778 ( CH( O) ) ,1691 ( C = O) ,1557( C = C) ;1H NMR ( 400 MHz, CDCl3) : δ 10. 65 ( s,3H,CHO) ,2. 67 ( s,9H,CH3) ;13C NMR ( 100 MHz,CDCl3) : δ 194. 2 ( C = O) ,143. 1 ( C) ,135. 0 ( C) , 16. 2 ( CH3) 。
2结果与讨论
1,3,5 - 三甲基 - 2,4,6 - 间苯三醛( 5) 的合成是以1,3,5 - 三甲基苯为原料,经过氯甲基化反应、亲核取代反应、水解反应和氧化反应的合成路线,且采用 “一锅法”的合成方法, 避免了因中间体纯化所引起的损耗,简单高效的获得目标化合物。
2,4,6 - 三氯甲基 - 1,3,5 - 三甲基苯 ( 2 ) 的制备是根据文献方法,首先将1,3,5 - 三甲基苯和氯甲基甲醚溶于干燥的二氯甲烷中,于0 ℃ 缓慢滴加四氯化锡,然后室温反应2 h。经重结晶纯化后得到产品,收率为78% 。经典的芳香环上的氯甲基化反应是采用甲醛和氯化氢气体提供氯甲基基团,但是此方法需要制备氯化氢气体。本论文中的氯甲基化反应是在四氯化锡的作用下,采用氯甲基甲醚提供氯甲基基团,避免了氯化氢气体的制备。此外,此反应必须在无水的环境下操作,因为氯甲基甲醚和四氯化锡都是对水敏感的试剂。此反应条件易于控制,时间短,不需要高温反应,后处理操作简单易行,是制备三氯甲基化苯的较佳的实验条件。
然后采用 “一锅法”,经亲核取代反应、水解反应和氧化反应制备1,3,5 - 三甲基 - 2,4,6 - 间苯三醛( 5) 。化合物2与乙酸钠在乙酸中进行回流反应,经处理得到化合物3。由于化合物2与乙酸钠的摩尔比为1∶6,因此可以保证在此化合物的3个苄位上均被乙酸负离子进行亲核取代反应。然后粗品化合物3在碳酸钾做碱,甲醇为溶剂的条件下进行水解反应,得到1,3,5 - 三甲基 - 2,4,6 - 间苯甲醇 ( 4 ) 。最后化合物4在重铬酸吡啶盐的氧化作用下,将此化合物的3个醇羟基均氧化成醛,且经柱层析得到化合物5,总收率为80% 。选用重铬酸吡啶盐做氧化剂是因为,此氧化剂为温和的氧化剂,可以将醇氧化成醛,而不会进一步氧化成酸。因此,此氧化反应中没有得到氧化成酸的副产物。
另外,Sommelet反应是可以将氯甲基化合物转化成醛基的反应,我们也曾经尝试采用此方法,直接将氯甲基化合物2转化成醛基化合物。但是将化合物2与乌洛托品反应成盐,经酸水解后,得到极少的目标化合物。分析其原因,可能是因为化合物2的3个苄基的邻位都有甲基,和乌洛托品进行成盐反应时位阻较大,难以保证3个苄基都能与乌洛托品反应,因此难以进一步将盐转化成醛基。此实验证明Sommelet反应不适合于制备苯环上多取代醛基类化合物。
3结论
5-三甲基-2 篇4
1 反应原理
在乙酸中,以Fecl3及Fe粉为催化剂,原料4-氯-2-硝基苯腈被还原,生成2-氨基-4-氯苯甲腈,然后在甲苯溶液中与叠氮化钠反应,以三乙胺盐酸盐作催化剂,合成5-氯-2-(1H-四唑-5-基)苯胺。合成路线如下:
2 实验
2.1 原料和仪器
原料:4-氯-2-硝基苯腈、叠氮化钠、三乙胺盐酸盐为工业品,其余试剂均为市售的化学纯或分析纯。
仪器:LC-10ATVP型高效液相色谱仪、HP5890气相色谱仪、PerkinElmer983G型红外光谱仪、VG-SE质谱仪、Bruker Av400型核磁共振仪(TMS为内标,CDCl3或DMSO-d6为溶剂)、WRS-1A数字熔点仪、珀金埃尔默2400系列Ⅱ元素分析仪。
2.2 合成
2.2.1 2-氨基-4-氯苯甲腈的制备
向500ml四口瓶中加入乙酸300ml,进行搅拌。加入20.5g 4-氯-2硝基苯腈,溶液由无色透明变成淡黄色。继续搅拌升温(油浴升温),温度升至85℃加入Fe Cl3 1.5g(催化剂),溶液变成橙色透明。分多次加入25g Fe粉,Fe粉加入时温度快速升高有大量H2氢气产生,注意控制温度在90℃～95℃,约用时l.5h,溶液由橙红→褐色→深红色。Fe粉加完后再保温l.5h,使其充分反应,温度保持在90℃～95℃,保温完毕溶液颜色进一步加深。加入3g活性炭搅拌5min脱色,再经热减压抽滤(滤液呈红褐色透明)。取500ml烧杯加入300m冰水,将滤液向烧杯中滴加,有类白色物料析出(是2-氨基-4-氯苯甲腈),搅拌30min,真空过滤,烘干后得到乳白色固体2-氨基-4-氯苯甲腈13.7g,含量98.7%,收率80%。
2.2.2 5-(2-氨基-4-氯苯基)四氮唑三乙胺盐的制备
向500ml四口瓶中加甲苯174g,2-氨基-4-氯苯甲腈20g,Na N311.1g,三乙胺盐酸盐23.5g,搅拌升温至95℃～105℃,保温7小时(溶液由淡黄色→橙色→红褐→墨绿色)。保温完毕加200ml水搅拌,通入N2去除N3离子小时,停止通入N2,静置分层,上层甲苯层绿色澄清溶液,下层水层深绿色混合溶液(料液层),静置30min,保留水层,并再加入57g甲苯进行萃取,搅拌l0min后静置分层,再分出水层。
另取1000ml四口瓶,先加入水290ml,再加入50%硫酸25.7g,升温60℃～70℃。向水层反应液里进行滴加,有白色固体析出,此时PH=1。滴加完毕60℃～70℃保温3小时使物料充分析出,保温完毕后通N2赶HN3(叠氮化氢熔点80℃,沸点35.7℃,无色液体或气体有刺激性臭味剧毒,无水叠氮化钠极易爆炸),用N2置换两小时后,加入100g水再通N2进行置换一小时,降温至10℃～15℃左右过滤,得5-(2-氨基-4-氯苯基)四氮唑三乙胺盐粗品,用250ml水经三次清洗虑饼,使PH=6,再次真空抽滤,在80℃下减压烘干得5-(2-氨基-4-氯苯基)四氮唑三乙胺盐纯品31.2g,含量98%,收率80%。
2.2.3 5-氯-2-(1H-四唑-5-基)苯胺的合成
向250ml四口瓶中加入88g氯磺酸,再缓慢加入16g 5-(2-氨基-4-氯苯基)四氮唑三乙胺盐,持续加料时间为2小时,温度迅速升高,将温度控制在85℃～95℃,溶液颜色从淡黄色透明液体变成红棕色最后成黑棕色,加料完毕后,在85℃～95℃下继续保温1小时。开始滴加PCl311.3g,滴加完成用时2小时,温度控制在85℃～95℃,保温3小时。保温完毕停止加热,得到磺酰氯反应液。
另取500ml四口瓶放在冷却设备中(乙醇介质温度降到-19℃),加入7.5gNacl,150ml冰水,降温至0℃。同时将磺酰氯反应液降温到5℃,向500ml四口瓶中滴加反应液。温度快速升高,并有大量白烟生成(水解反应),器壁上有少量淡黄色固体析出,温度保持在8℃以下。滴加过程中分四次加水,每次加入65g,约用时3小时。滴加完毕将四口瓶从冷却设备中取出,加入乙酸乙酯250ml,搅拌5min,进行分层萃取。乙酸乙酯萃取过程中有乳化物生成,可以经抽滤除去。放掉水相再加125ml乙酸乙酯萃取,放掉水相收集有机相。
有机相用100ml氯化钠饱和溶液水洗,分层静止,放掉水相。有机相在70℃～80℃下常压蒸馏,再在l5℃～20℃下减压蒸馏,直至有机相全部蒸出,四口瓶中的淡黄色固体全部析出。停止蒸馏并加入二恶烷16.5g,溶解物料,搅拌冷却至5℃。加入80g水和l32g二恶烷的混合液(预冷至5℃以下),冷却至0℃,溶液呈黄色浑浊液。向溶液中滴加25%氨水(预冷l5℃以下),温度升高,控制温度在25℃,溶液颜色由浅黄色浑浊溶液变成棕色透明。滴加完毕后保温30min,加2g活性炭搅拌30min,真空抽滤。将滤液在80℃常压蒸馏至PH=6～7为止(蒸出二恶烷)。加水200ml,温度控制在70℃～80℃,加入乙酸8g,控制溶液PH=4.5,再加入10%硫酸至PH=4.0有乳白色物料析出,自然降温搅拌至物料全部析出,抽滤烘干得5-氯-2-(1H-四唑-5-基)苯胺纯品9.02g。
3 结果分析
3.1 产品结构分析
用IR、1HNMR、MS对产品结构测定结果如下:
结构分析证明5-氯-2-(1H-四唑-5-基)苯胺的含量99%。
3.2 产品收率分析
依据5-(2-氨基-4-氯苯基)四氮唑三乙胺盐的加入量,得出理论量,计算5-氯-2-(1H-四唑-5-基)苯胺的收率为85%。此方法生产工艺简单,生产能力大,易于控制,适合工业生产。
摘要：本文论述了以4-氯-2-硝基苯腈为原料,在Fecl3及Fe粉催化作用下还原生成2-氨基-4-氯苯甲腈,然后在三乙胺盐酸盐的催化作用下与叠氮化钠反应合成5-氯-2-(1H-四唑-5-基)苯胺的过程,产品结构经IR、1HNMR、MS测定得到认证,含量达到99%,收率75%。
关键词：2-氨基-4-氯苯甲腈,叠氮化钠,5-氯-2-(1H-四唑-5-基)苯胺
参考文献
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