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如何以焦性没食子酸为原料合成2,3,4,4'-四羟基二苯甲酮?

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,暂无简介 2024-03-15回答

本文将介绍以焦性没食子酸为原料合成2344'-四羟基二苯甲酮的具体步骤和操作技巧,旨在为读者提供合成2344'-四羟基二苯甲酮的指导和参考。


简介:2344'-四羟基二苯甲酮外观为黄色针形结晶,易溶于乙醇、甲醇、丙酮,不溶于苯、氯仿、石油醚,微溶于水,熔点199~204℃。它是一种重要的有机中间体,同时也是重要的工业材料,可用作微电子工业的光致抗蚀剂(光刻胶)、医药中间体、紫外线吸收剂、树脂稳定剂、染料等。特别是在微电子工业迅速发展的今天,对用作紫外正性光刻胶感光剂中间体的2344'-四羟基二苯甲酮的需求量急剧增加


合成:

1. 方法一

2,3,4,4'-四羟基二苯甲酮的合成是经典的Friedel-Crafts酰基化反应。是以焦性没食子酸(连苯三酚)与对羟基苯甲酸为起始原料在路易斯酸(氯化锌、三氟化硼等)或树脂作用下反应而得,反应方程式如下:


包括以下实验步骤:在装有搅拌器、温度计、回流冷凝管和滴液漏斗的四口烧瓶内,加入焦性没食子酸 50g,对羟基苯甲酸55g和400ml 1,1,2,2-四氯乙烷,搅拌下缓慢滴入200ml三氟化硼乙醚溶液,加料毕升温至120℃,反应10小时,加碱中和,冷却至8℃过滤、水洗后110℃干燥3小时,即得深红色粗品。


2. 方法二

以高沸程石油醚代替1122-四氯乙烷为溶剂对焦性没食子酸合成2344’-四羟基二苯甲酮的经典方法——三氟化硼催化法进行改进。在常温下快速搅拌和加热使原料和溶剂体系由混悬液转变成棕色油状溶液一定时间后瞬间产生大量黄色油性结晶产物沉淀完成合成反应。具体实验步骤如下:


取焦性没食子酸0.05 mol (6.30 g) 、适量对羟基苯甲酸与高沸程石油醚 (90~120℃) 100 mL混合均匀 置于三口烧瓶中 磁力搅拌 (300 r/min) 成混悬液;室温条件下 缓慢滴加三氟化硼乙醚溶液 加料后溶液仍为混悬液;接着油浴升温至一定温度回流反应 反应体系首先由混悬液逐渐转变成棕色油状溶液 维持一段时间后 瞬间产生大量黄色油性结晶产物沉淀 继续反应直至沉淀量不再增加 停止反应。三口烧瓶冷却至室温 黄色油性结晶产物沉淀于三口烧瓶底部 将上层石油醚倾倒出来后 60℃减压蒸馏回收催化剂 黄色沉淀中残留催化剂加冷蒸馏水水洗中和 离心过滤 重复数次 将产物水洗至中性 干燥即得2 3 4 4'-四羟基二苯甲酮粗产品。


采用正交试验法优化反应条件为:焦性没食子酸0.05 mol、对羟基苯甲酸用量0.055 mol、催化剂用量0.16 mol(20 mL)、反应温度110℃、反应时间1 h在此条件下2344’-四羟基二苯甲酮产率达83.24%产品纯度为97.83%。


3. 方法三

秦清等人提出了一种新颖的合成2344'-四羟基二苯甲酮的方法。以焦性没食子酸和对羟基苯甲腈为原料于无水乙醚中在氯化氢和Lewis酸ZnCl2存在下发生Hoesch反应经后处理得到2344'-四羟基二苯甲酮。具体步骤如下:


1)2,3,4,4′-四羟基二苯甲酮的合成

将焦性没食子酸(42.0 g0.25 mol)、无水乙醚(150 mL)和对羟基苯甲氰(28.3 g0.24 mol)投入反应器中搅拌水浴控温至 20 ℃待固体完全溶解后加入ZnCl2(13.6 g0.1 mol)并立即通入干燥氯化氢气体3 h 后停止通入氯化氢20 ℃ 保温反应 24 h 后再通入氯化氢 2 h。之后加入质量分数 20 % 的盐酸水溶液 60 mL乙醚 100 mL加热回流 2 h。

2)2,3,4,4′-四羟基二苯甲酮的萃取及提纯

反应结束后自然冷却至室温分出有机层水层用乙醚萃取(50 mL×3)合并有机层。有机层经水洗(50 mL×3)、无水MgSO4干燥、抽滤、减压浓缩得粗品。粗品加入5倍甲苯-乙酸乙酯溶液(体积比3 ∶1)中水浴控温至 80 ℃ 待固体完全溶解后加入 2 % 活性炭搅拌 30 min抽滤滤液静置自然冷却、结晶过滤得终产物。母液可回收套用。


通过正交试验对影响反应的因素进行了考察确定了最优工艺条件:焦性没食子酸与对羟基苯甲腈的物质的量比为1∶0.96催化剂54.4 g(相对于1 mol焦性没食子酸)反应温度20℃反应时间24 h。在此条件下产品得率达90%以上产品纯度在98%以上


参考文献:

[1]欧阳文,曹庸,陈雪香等. 三氟化硼催化合成2,3,4,4'-四羟基二苯甲酮新方法研究 [J]. 林产化学与工业, 2014, 34 (04): 21-24.

[2]秦清,徐浩,钱星等. Hoesch反应法合成2,3,4,4'-四羟基二苯甲酮的研究 [J]. 林产化学与工业, 2012, 32 (02): 71-74.

[3]王光辉. 电子级2,3,4,4'-四羟基二苯甲酮制备工艺的研究[D]. 中国林业科学研究院, 2009.

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