谢芳
(江汉大学化学与环境工程学院,湖北武汉430056)
一种合成间苯三酚的新方法
谢芳
(江汉大学化学与环境工程学院,湖北武汉430056)
以三甲氧基苯为原料,经浓盐酸水解制得间苯三酚,收率80%以上。将制备合成的样品进行红外光谱(IR)、紫外光谱(UV)、核磁共振谱(NMR)、质谱(MS)的测定,并进行了解析,结果符合本品的化学结构。该工艺线路具有原料易得,合成路线短,制备方法简便,收率较高,成本较低,三废少等特点。
三甲氧基苯;间苯三酚;合成新方法
间苯三酚(phloroglucinol)是一种医药化工中间体,在染料合成橡胶、偶氮复合油墨、生产塑料胶囊以及某些合成材料的防腐剂等方面均有应用。目前间苯三酚的合成主要有以下几条线路[1-3]:
线路一:以三硝基甲苯(TNT)为原料,将其氧化后脱羰基,再经还原和水解制得间苯三酚,收率为50%。该法优点为原料便宜,生产工艺成熟,缺点是污染严重,不利于环保,且原料为炸药,不安全等方面的问题。
线路二:以苯胺为原料,经2,4,6-三溴苯胺,1,3,5-三甲氧基苯后制得间苯三酚。该路线缺点为反应步骤长,优点是原料易得,污染少,收率55%左右。
1.1 合成原理
采取三甲氧基苯为起始原料,经过浓盐酸水解制得间苯三酚,本实验方法缩短反应步骤为一步,并将其精制后进行了结构确证,并考虑了废液的处理。结果表明该方法原料易得、操作简单、总得率在80%以上。其反应式如下:
1.2实验原料和试剂
浓盐酸、三甲氧基苯、无水碳酸钠、磷酸、无水硫酸钠、乙酸乙酯等均为分析纯或化学纯。
1.3 间苯三酚的合成
取1,3,5-三甲氧基苯10 g和35%的浓盐酸混合,室温机械搅拌48 h后置于冰水浴中,边搅拌边分批加入Na2CO3中和,使pH值调至2~3后过滤,滤液用乙酸乙酯分3次萃取,萃取液用无水硫酸钠干燥,过滤后减压蒸出乙酸乙酯,得浅黄色固体间苯三酚6.38 g,收率为85%。
1.4 间苯三酚的精制
取粗品5.00 g,加入50 mL水,加热搅拌溶解,加入0.5 g活性碳,搅拌20 min后,过滤除炭,0℃左右放置结晶,过滤,得类白色结晶,于40℃减压干燥得类白色固体间苯三酚4.74g。
1.5 三废处理
本实验在常压条件下进行,条件温和反应安全,无废气产生,所用的溶剂乙酸乙酯可回收再利用,废渣主要是氯化钠,也可以回收利用,活性炭可以深埋处理,对环境没有污染[4]。
2.1 理化性质
2.1.1 熔点参照中国药典2000年版中的熔点测定法,测得自制精制品熔点为217.8~218.6℃;与文献报道值基本一致[5-6]。
2.1.2 溶解度取样品细粉,分别加入适量溶剂,照中国药典2000年版二部凡例项下溶解度试验法进行试验,结果表明:本品在甲醇或乙醇、乙酸乙酯、乙醚中易溶,在水中微溶,在氯仿中极微溶[7-9]。
2.2 红外吸收光谱(IR)
对间苯三酚测试用自制精制样品进行了红外光谱分析,结果见图1。
图1 自制精制品的红外吸收光谱图Fig.1Infrared absorption spectrum of the self-made purified products
样品的红外吸收光谱图在3 220 cm-1左右范围内有吸收峰,说明样品分子结构中可能有羟基等含活泼氢的官能团存在。其中3 470 cm-1的弱尖吸收峰为苯环骨架上C—H伸缩振动的特征吸收;1 620、1 530、1 490和1 420 cm-1的吸收峰为苯环骨架振动的特征吸收;1 160和1 010 cm-1为醚氧CO振动峰;730 cm-1的吸收峰为苯环三取代特征吸收峰[10]。间苯三酚自制精制品红外吸收光谱与参考文献[11]中基本一致,证明为同一化合物。
2.3紫外-可见吸收光谱(UV-VIS)
取间苯三酚自制精制品用甲醇配制成供试品溶液,紫外吸收测试数据列λmax为260 230 nm。
样品的水溶液在紫外光区(200~400 nm)有两处特征吸收,分别在260和230 nm附近。260 nm处的吸收峰对应苯环上大共轭体系的π-π振动。酚羟基上的氧上孤对电子和苯环π电子云的p-π共轭就显现在230 nm吸收峰处。以上分析说明分子结构中有苯环的大π共轭体系和p-π共轭[12]。
2.4 核磁共振谱(NMR)
将间苯三酚自制精制品以氘代丙酮为溶剂进行核磁共振。
2.4.1 核磁共振氢谱核磁共振氢谱见图2。
图2 自制精制品的核磁共振氢谱图Fig.2Nuclear magnetic resonance hydrogen spectrum of the self-made purified products
自制精制品的1HNMR谱中在δ 8.60 ppm峰变化,说明在此区间可能有活泼氢的峰。在5.8 ppm的高场区只有1组氢信号共3个氢,符合间苯三酚的结构[13-16]。
2.4.2 核磁共振碳谱间苯三酚自制精制品的核磁共振碳谱见图3。
为了引导员工认清任务重点,高效达成绩效指标,选择适合中小企业掌握的主观经验法和各级指标配对比较的方式,通过借鉴各类企业对不同岗位知识型员工的权重设置,在此期间始终结合公司的经营重点并收集员工意见,对初步确定的指标权重经过多次合理变更,最终形成规范的指标体系。
图3 自制精制品的的核磁共振碳谱图Fig.313C NMR spectra of the self-made purified products
样品碳谱中共显示2个碳信号,且化学位移分别为96和160,判断结构中只是有两种不饱和碳。归属为间苯三酚上取代和未取代的两种碳,符合间苯三酚的分子结构特征[17-21]。
2.4.3 质谱(MS)自制精制品的质谱图见图4。
间苯三酚的结构较简单,仅有碳、氢和氧3种基本元素,因此质谱图表现较为简洁,没有很多同位素碎片峰。最大质荷比125的碎片离子峰的强度也为最大100。间苯三酚的分子量为126(不含结晶水),因此125为间苯三酚脱一个质子的碎片峰。质荷比110为间苯三酚分子脱掉一个羟基后表现的碎片峰。质荷比96为间苯三酚分子被电离脱掉一个羟基后,再被打掉一个苯环上碳的碎片峰。由于苯环稳定结构被破坏很不稳定,易于继续被电离,表现为很低的强度。该质谱图符合间苯三酚的结构,并且样品和对照品的谱图一致。在质谱条件下本品主要碎片峰可能是这样产生的[22-23]:
图4 自制精制品的质谱图Fig.4Mass spectra of the self-made purified products
2.4.4 水分测定参照中国药典2000年版二部附录ⅧL,将自制品在110℃干燥至恒重。失重:21.98%。间苯三酚含2分子结晶水时计算值为22.2%,含1分子结晶水时计算值为12.5%,推测间苯三酚自制精制品和对照品中含2个分子结晶水[24]。
笔者改进现有间苯三酚原料药的合成工艺,以三甲氧基苯为原料,经过浓盐酸水解制得间苯三酚,收率80%以上。这条工艺路线具有原料易得,合成路线短,制备方法简便,收率较高,成本较低,三废少等特点,适于工业化生产。将制备合成的供结构确证用测试样品(自制精制品)同时进行了红外光谱(IR)、紫外光谱(UV)、核磁共振谱(NMR)(包括氢谱和碳谱)、质谱(MS)的对比测定,并对测试结果图谱进行了解析,结果基本一致,符合本品的化学结构。
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(责任编辑:叶冰)
A New Method of Synthesis of 1,3,5-phloroglucin
XIE Fang
(School of Chemistry and Environmental Engineering,Jianghan University,Wuhan 430056,Hubei,China)
With trimethoxy benzene as material,after hydrolysis with concentrated hydrochloric ac⁃id,prepared phloroglucin,the yield reached 80%.The process route has the feature of easy material obtaining,short synthesis route,preparing method simpleness,high yield,low cost and few three wastes.Tested and analysed the sample with IR,UV,NMR and MS,the results showed the product is consistent with the chemical structure of the substance.
trimethoxy benzene;phloroglucin;synthesis
R625.1
A
1673-0143(2014)06-0035-05
2014-08-04
谢芳(1982—),女,讲师,硕士,研究方向:药物合成方法。