水杨醛合成方法的改进

陈秋丽 ， 刘玉霞 ， 刘　菲

(河南省化工研究所有限责任公司 ， 河南 郑州　450052)



水杨醛合成方法的改进

陈秋丽 ， 刘玉霞 ， 刘菲

(河南省化工研究所有限责任公司 ， 河南 郑州450052)

以苯酚和氯仿为原料，四丁基溴化铵为相转移催化剂，反应制备水杨醛。分别考察了催化剂用量、反应时间、反应温度等因素对收率的影响。产品经过气相色谱、熔点、傅里叶红外等测试工具表征得以确认。此合成方法具有合成简便、反应条件温和、操作简单、产品质量稳定等特点，可以进行工业化放大。

水杨醛 ； 合成 ； 苯酚

0　前言

水杨醛(Salicylaldehyde)是苯甲醛最重要的衍生物之一，学名邻羟基苯甲醛，又叫2-羟基苯甲醛，是一种无色澄清油状液体，有焦灼味及杏仁气味，微溶于水，溶于乙醚、乙醇等有机溶剂[1]。水杨醛在低浓度时具有坚果的香豆素风味，本身是一种香料，并且还可用于制造香豆素和配制紫罗兰酮等香料，是一种用途极广的有机合成中间体[2-4]。其广泛应用于香料、医药、农药、染料、金属螯合剂等精细化工领域。在药物合成中常用于制备抑菌作用的卤代水杨醛；在农药方面常用于合成水杨醛缩精胺席夫碱及其铜、镍、锌配合物和嘧啶氧苄胺类化合物等除草剂；在染料方面常用于合成制备芳基偶氮染料；在金属螯合剂方面常用于和壳聚糖反应所生成的衍生物对Ca2+、Fe3+等有很好的螯合作用[5-8]。

合成水杨醛的方法较多，现有的合成方法从原料的角度来看, 水杨醛的合成方法主要有以苯酚、邻甲酚、水杨酸、水杨醇等四种物质为原料的合成线路。在这四种合成路线中已经具有生产规模的方法是利用苯酚为原料的反应Reimer-Tiemman法，该法利用苯酚、氯仿、碱合成酚醛，但是该反应收率不高，一般为20%～35%[1]。以邻甲酚为原料制备水杨醛的方法有光气法、三氯氧磷氯化法，把苯甲基变成苯甲醛基，都存在危险性大、对环境不友好的缺点，所以还没工业应用[9]。现报道的以水杨酸为原料制备水杨醛的方法大多数都采用电解还原的方法，收率大多都能达到50%以上，但是本工艺的设备昂贵，不适合投入工业生产[10]。以水杨醇为原料制备水杨醛的方法现在还停留在实验室研究阶段，由于水杨醇的价格大于水杨醛，所以本制备方法无工业意义[11]。从工业化的角度看，利用苯酚为原料制备水杨醛的方法具有操作工艺简单、原料廉价易得等明显优势，受到普遍重视，尽管现有的生成工艺收率不高，也被广大企业作为首选。

近年来，水杨醛全球的需求量越来越大，产品供不应求，但现在水杨醛的工艺收率不是很好，所以提高水杨醛收率的工艺研究成为活跃的领域之一，研究较高收率和绿色合成水杨醛的工艺路线势在必行。

笔者总结前人的经验, 对Reimer-Tiemman方法的合成条件进行了改进[12-15]。选择以苯酚和氯仿为原料，四丁基溴化铵为相转移催化剂进行催化反应制备水杨醛。此合成路线工艺流程简便、反应条件温和易于控制、操作简单易行、原料易得。收率可达57.8%。

1　实验部分

1.1原料和仪器

原料：苯酚、氯仿、氢氧化钠、盐酸、乙醚、亚硫酸氢钠、硫酸、四丁基溴化铵均购自国药集团上海化学试剂有限公司(分析纯)，都未经任何处理，水杨醛标准样品来自上海阿拉丁生化科技股份有限公司。

仪器：岛津公司IRAffinity-1型傅里叶变换红外光谱仪，美国安捷伦公司689N气相色谱仪，上海佑科YP6002型电子天平。反应器使用上海一科DF-101s集热式磁力搅拌器。

1.2合成路线

合成路线如图1所示。

图1　水杨醛的合成路线

1.3实验步骤

将47.0 g(0.5 mol)苯酚、120 mL 35%氢氧化钠溶液和适量的催化剂四丁基溴化铵加入到装有温度计、球形冷凝管的500 mL三口烧瓶中，开动搅拌，水浴加热升温至50 ℃，开始滴加71.4 g(0.6 mol)氯仿，控制滴加速度，使反应温度≤60 ℃，氯仿全部加入后，继续搅拌反应1 h，控制反应温度60 ℃，反应结束冷却至室温。使用20%盐酸调节溶液pH值为2～3，减压抽滤，将液相转移到分液漏斗中，分出油层，水层用30 mL乙醚萃取3次，将三次萃取的乙醚与油层合并后使用旋转蒸发仪蒸去乙醚、氯仿，然后加入饱和亚硫酸氢钠溶液，振荡并析出半结晶状加成物。将此加成物用10%硫酸分解后，用30 mL乙醚萃取3次，将乙醚溶液合并后使用无水硫酸钠干燥，然后常压蒸馏，收集195～197 ℃馏分，得到无色水杨醛产品35.3 g，收率达到57.8%。IR(KBr 压片，cm-1)：3 032、2 850、2 754、1 667、1 278、763。

2　结果与讨论

本合成方法制备的产物使用气相色谱进行分析，发现出峰时间和标准品完全一致，纯度98.1%，沸点和报道基本一致，傅里叶红外表征分析显示成功合成出水杨醛。下面对合成水杨醛的催化剂用量、反应时间、反应温度等进行了优化。

2.1催化剂用量对合成收率的影响

在相同的实验方法下：47.0 g(0.5 mol)苯酚，120 mL 35%氢氧化钠溶液，反应温度50 ℃，71.4 g(0.6 mol)氯仿，反应时间1 h。改变催化剂用量，考察其对合成收率的影响，结果如图2所示。

图2　催化剂用量对收率的影响

由图2可以看出，随着催化剂用量增加，水杨醛收率逐渐增加，但是到达一定量(2%物质的量分数)之后，再加入催化剂对收率已经没有提高，反而有所下降，所以选择2%为本方法催化剂用量。

2.2反应时间对合成收率的影响

在相同的实验方法下：47.0 g(0.5 mol)苯酚，120 mL 35%氢氧化钠溶液，反应温度50 ℃，71.4 g(0.6 mol)氯仿，催化剂用量为2%(物质的量分数)。改变反应时间，考察其对合成收率的影响，结果如图3所示。

图3　反应时间对收率的影响

由图3可以看出，随着反应时间的增长，水杨醛收率逐渐增加，但是到达1.5 h后，收率基本上保持不变，故选择最佳时间为1.5 h。

2.3反应温度对合成收率的影响

在相同的实验方法下：47.0 g(0.5 mol)苯酚，120 mL 35%氢氧化钠溶液，反应时间1.5 h，71.4 g(0.6 mol)氯仿，催化剂用量为2%(物质的量分数)，改变反应温度，考察反应温度对合成收率的影响，结果如图4所示。

图4　反应温度对收率的影响

从图4可以看出，反应温度30～60 ℃，水杨醛的收率逐渐增高，当反应温度为60 ℃时收率最高，而当继续升高时，水杨醛的收率有所下降，这可能与温度过高，苯酚焦化更严重有关，所以选择60 ℃为反应温度。

3　结论

以苯酚和氯仿为原料，四丁基溴化铵为相转移催化剂，分别从催化剂用量、反应时间、反应温度对水杨醛的合成方法进行改进优化之后，反应收率可达57.8%。实验表明，本工艺路线合成方法简便，反应条件温和，操作简单，产品质量稳定，有利于工业化生产。

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Improvement of Salicylaldehyde Synthesis Method

CHEN Qiuli , LIU Yuxia , LIU Fei

(Henan Chemical Industry Research Institute Co.Ltd ，Zhengzhou450052 ， China)

Salicylaldehyde is synthesized in a new process using phenol and chloroform as raw materials，tetrabutylammonium bromide as the phase-transfer catalyst.The affecting factors including catalyst quantity,the reaction time and the reaction temperature are investigated. The product structure is characterized by GC,melting point,IR.The new synthetic method is a simple process,mild reaction condition,simple operation and stable product quality,and it be potentially utilized in industrial amplification.

salicylaldehyde ； synthesis ； phenol

2016-06-10

陈秋丽(1983-) ，女，助理工程师，从事有机合成方面的研究工作，电话：15936233637。

TQ224.7

A

1003-3467(2016)09-0031-03