CN103435477B - 一种合成对乙氧基苯甲酸的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种合成对乙氧基苯甲酸的新方法，包括以下步骤：将(4-乙氧基苄基)三甲基硅烷加入反应器中；氧气氛中磁力搅拌反应；反应温度25℃；在300W？Xe？lamp光照条件下充分反应。本发明方法避免了传统合成方法中使用高毒，易制毒试剂，提高了工业合成反应的清洁性，降低了环境污染。本发明方法采用溴化氢溶液作为反应的催化剂，降低了成本。本发明方法一步完成，使用的原料种类单一，提高了工艺的经济性。

Description

一种合成对乙氧基苯甲酸的方法

技术领域

本发明涉及一种合成对乙氧基苯甲酸的新方法，尤其是一种以光照为条件，以溴化氢水溶液催化合成对甲氧基苯甲酸的方法。

背景技术

(4-ethoxybenzoicacid)常温下为白色针状晶体，熔点197～199℃，溶于乙醇、***、氯仿，微溶于热水，难溶于冷水。对乙氧基苯甲酸是许多药物及香料的中间体，例如它是新型高效、低毒智能改善药物茵拉西坦的中间体，也是抗心律失常药物乙胺碘肤酮的重要中间体，亦可用于香料和防腐剂。其分子式为C₉H₁₀0₃，相对分子质量为166.17。对乙氧基苯甲酸的结构式为：

对乙氧基苯甲酸的工业生产方法是采用对羟基苯甲酸在碱性条件下，用硫酸二乙酯进行乙基化，由于对羟基苯甲酸有羧基，因此乙基化时耗用较多的碱，反应后还需用酸酸化，对羟基苯甲酸价格也较昂贵，从而增加了成本。孟祥军，张宝发，葛欣曾经报道过用对甲苯酚为原料，通过乙基化、氧气氧化制备对乙氧基苯甲酸。但在此工艺中乙基化时也要用到硫酸二乙酯，同样耗用了较多的碱，而且需要两步完成；在氧气氧化的过程中还需要使用CoBr₂，MnBr₂等金属盐作催化剂。造成了重金属污染的同时，还增加了工艺的成本。

随着环境经济的发展，对乙氧基苯甲酸的传统的生产方法所暴露出来的不具有可持续发展性的弊端，亟需被环境更友好的方法所取代。

光化学作为一门新兴学科，在欧美国家已经得到了较为***的发展。其中，有机光化学的基本理论体系已经建立起来了。但在中国，有机光化学的发展还比较落后。光照而引发的自由基反应，往往可以在很低的温度下进行，此时很多副反应已不能发生，另外很多官能团在光照下并不是活性很高或根本不参与光反应，因此该反应的官能团容忍性将会很好，更利于在全合成的工作中发挥作用。将光化学的方法用于很多反应，将不再需要苛刻的无水无氧条件，操作更加容易。此外，光能比加热更清洁，并节约能源，降低成本，同时可以减少金属试剂带来的污染和降低成本。

发明内容

本发明提供一种(4-乙氧基苄基)三甲基硅烷在光照下脱去三甲基硅自由基，生成相应的苄基自由基中间体，随后苄基自由基在空气的氧化作用下氧化成4-乙氧基苯甲醛，4-乙氧基苯甲醛在催化量的溴化氢溶液的催化下被空气氧化成4-乙氧基苯甲酸。本发明也提供了一种在光照条件下，碳硅键断裂以及高选择性氧化的方法。

为实现上述发明目的，一种合成对乙氧基苯甲酸的方法，包括以下步骤：将(4-乙氧基苄基)三甲基硅烷加入反应器中；氧气氛中磁力搅拌反应；反应温度25℃；在300WXelamp光照条件下充分反应。

实现上述目的的更好的技术方案是，反应器为石英反应器，反应器压力为常压。

实现上述目的的更好的技术方案是，还包括将球型冷凝管与石英反应器相连接，让反应在空气的氧化下进行。

实现上述目的的更好的技术方案是，在反应器中加入催化剂，所用的催化剂为百分之四十的溴化氢水溶液。使用催化剂可以提高反应速度、产率和选择性。

实现上述目的的更好的技术方案是，还包括在反应器中加入溶剂，所述溶剂选用二氯甲烷、DMF、THF、苯、乙腈、甲醇、硝基甲烷中一种或几种的混合物。其中优选无水乙腈和无水苯。

实现上述目的的更好的技术方案是，还包括以下步骤：在反应器中通入含氧气体，加入催化剂，加入溶剂，所用的催化剂为百分之四十的溴化氢水溶液，所选溶剂为二氯甲烷、DMF、THF、苯、乙腈、甲醇、硝基甲烷中一种或几种混合物。

实现上述目的的更好的技术方案是，以石英反应瓶为反应容器，空气为氧化剂，反应温度为室温，催化剂优选百分之四十的溴化氢水溶液(20％moL)的溴化氢溶液，溶剂选择无水乙腈或无水苯。

本发明方法与传统工艺相比有着显著的优点：(1)新方法采用了氙灯光照为能量来源，为工业上制备各种精细化学品提供了一种全新的思路。(2)本发明方法避免了传统合成方法中使用高毒，易制毒试剂，提高了工业合成反应的清洁性，降低了环境污染。(3)本发明方法采用溴化氢溶液作为反应的催化剂催化剂，降低了成本。(4)本发明方法一步完成，使用的原料种类单一，提高了工艺的经济性。(5)本发明方法可选择在常温、常压下完成反应。在常温、常压下反应可以降低对反应设备的要求，降低反应设备制造成本及反应过程成本，提高反应的安全性。(6)本发明采用空气作为氧化剂来源，进一步节约了成本。(7)本发明方法提供了一种碳硅键高效断裂，以及高选择性氧化的新方法。

反应器在实验室可以使用石英反应器、高硼硅玻璃容器，工业生产时可以使用带有石英片的釜式反应器或管式反应器等。

典型的合成步骤如下：用有机溶剂溶解(4-乙氧基苄基)三甲基硅烷，再加入适量催化剂，通入空气，在常温、常压下在光照条件下搅拌反应。经TLC和高效液相色谱确定，原料(4-乙氧基苄基)三甲基硅烷已经反应完全，真空旋转蒸发，柱层析分离纯化，计算对甲氧基苯甲醛和对甲氧基苯甲酸各自组分含量。

具体实施方式

以下结合具体实施例，对本发明进行详细说明。

实施例1

在50mL石英反应瓶中，加入42mg(4-乙氧基苄基)三甲基硅烷，10mL乙腈溶剂，氧气氛中磁力搅拌，在25℃温度，Xelamp(300W)光照下反应3小时。经TLC和高效液相色谱分析，原料(4-乙氧基苄基)三甲基硅烷已经反应完全。真空旋转蒸发，柱层析分离纯化，产物对乙氧基苯甲醛质量为3mg，产率为9％[¹HNMR(400MHz，CDCl₃)：δ9.88(s，1H)，7.83(d，J=8.8Hz，2H)，6.99(d，J=8.4Hz，2H)，4.12(q，J=6.8Hz，2H)，1.46(t，J=6.8，3H)]；对乙氧基苯甲酸质量为7mg，产率为21％[¹HNMR(400MHz，CDCl₃)：δ8.05(d，J=9.2Hz，2H)，6.93(d，J=9.2Hz，2H)，4.11(q，J=6.8Hz，2H)，1.45(t，J=6.8，3H)]。保持其他条件不变，改变上述反应的温度，分别在0℃、50℃温度下进行，温度升高或降低都使得该反应的产率降低。

实施例2

在50mL石英反应瓶中，加入42mg(4-乙氧基苄基)三甲基硅烷，10mL溶剂乙腈，2.7μL溴化氢溶液(aq.质量含量40％)，氧气氛中磁力搅拌，在25℃温度，Xelamp(300W)光照下反应17小时。反应时间达到后，经TLC和高效液相色谱分析，只有单一的产物对乙氧基苯甲酸生成。真空旋转蒸发，柱层析分离纯化，产物质量为19mg，产率为58％。保持其他条件不变，改变上述反应的温度，分别在0℃、50℃温度下进行，温度升高或降低都使得该反应的产率降低。

实施例3

在50mL石英反应瓶中，加入42mg(4-乙氧基苄基)三甲基硅烷，10mL溶剂乙腈，5.4μL溴化氢溶液(aq.质量含量40％)，氧气氛中磁力搅拌，在25℃温度，Xelamp(300W)光照下反应9.5小时。反应时间达到后，经TLC和高效液相色谱分析，只有单一的产物对乙氧基苯甲酸生成。真空旋转蒸发，柱层析分离纯化，产物质量为25mg，产率为75％。保持其他条件不变，改变上述反应的温度，分别在0℃、50℃温度下进行，温度升高或降低都使得该反应的产率降低。

实施例4

在50mL石英反应瓶中，加入42mg(4-甲氧基苄基)三甲基硅烷，10mL溶剂乙腈，5.4μL溴化氢溶液(aq.质量含量40％)，空气氛中磁力搅拌，在25℃温度，Xelamp(300W)光照下反应4小时。反应时间达到后，经TLC和高效液相色谱分析，只有单一的产物对甲氧基苯甲酸生成。真空旋转蒸发，柱层析分离纯化，产物质量为32mg，产率为97％。保持其他条件不变，改变上述反应的温度，分别在0℃、50℃温度下进行，温度升高或降低都使得该反应的产率降低。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (1)

1.一种合成对乙氧基苯甲酸的方法，其特征在于，包括以下步骤：在50mL石英反应瓶中，加入42mg(4-乙氧基苄基)三甲基硅烷，10mL溶剂乙腈，5.4μL质量含量40％的溴化氢溶液，氧气氛中磁力搅拌，在25℃温度，Xelamp300W光照下反应9.5小时。