簡(jiǎn)介
3-溴-4-羥基苯甲醛是一種化學(xué)品，化學(xué)式是C7H5BrO2，分子量為201.02，白色或淺黃色結(jié)晶（粉末）；可溶于冰乙酸、丙酮、 甲醇等有機(jī)溶劑，微溶于水。作為不飽和羰基化合物其中之一，3-溴-4-羥基苯甲醛的密度為1.737 g/cm3，熔點(diǎn)為130-135°C(lit.)，常壓下沸點(diǎn)約為261℃，折射率為1.657，蒸汽壓數(shù)據(jù)則是0.00718mmHg at 25°C。
制備方法發(fā)展
3-溴-4-羥基苯甲醛是一種重要的化工原料，是合成香蘭素、甲氧芐胺嘧啶等的重要中間體。在現(xiàn)有的香蘭素的合成方法中有提到，3-溴-4-羥基苯甲醛的合成過程一般是以對(duì)羥基苯甲醛為原料，再加入溴素使其溴化，反應(yīng)結(jié)束后減壓回收溶劑，殘液熱水重結(jié)晶分離。
專利cn1406918a對(duì)上述方法進(jìn)行了詳細(xì)說明，即以對(duì)羥基苯甲醛為起始原料，以氯甲烷類溶劑作為反應(yīng)溶劑，然后加入一定量的助溶劑，在溴素作用下進(jìn)行溴化反應(yīng)，最后進(jìn)行后處理得到3-溴-4-羥基苯甲醛產(chǎn)品，采用該制備方法3-溴-4-羥基苯甲醛的收率大約為70～80％左右，同時(shí)還會(huì)生成5～10％左右的3,5-二溴-4-羥基苯甲醛，副產(chǎn)物的存在使得該方法的使用范圍受限。
后來邱國(guó)榮[1]報(bào)道了一種改進(jìn)的制備方法，反應(yīng)原料不變，溶劑為三氯甲烷，同上述制備方法相比，不使用助溶劑乙酸乙酯，其他條件基本類似，報(bào)道的收率有94.5％，雖然該方法制得的產(chǎn)物進(jìn)行了熔點(diǎn)的測(cè)定，但是純度沒有經(jīng)過高效液相的檢測(cè)，其中所含有的雜質(zhì)難以確定。
由此可見，現(xiàn)存的制備3-溴-4-羥基苯甲醛的方法存在以下缺點(diǎn)：(1)對(duì)羥基苯甲醛在鹵代烷烴中的溶解度低，所需要的溶劑量大，回收能耗高；(2)對(duì)羥基苯甲醛中的羥基是鄰對(duì)位定位基團(tuán)，醛是間位定位基團(tuán)，導(dǎo)致對(duì)羥基苯甲醛羥基的兩個(gè)鄰位異常活潑且差距較小，溴化反應(yīng)容易生成副產(chǎn)物3,5-二溴-4-羥基苯甲醛，使反應(yīng)的選擇性低，收率低且分離困難，限制了工業(yè)上的應(yīng)用。
所以，新的制備方法需要能夠有效減少副產(chǎn)物的生成，提高3-溴-4-羥基苯甲醛的收率和純度。
為達(dá)到此目的，王鈺[2]等人提出一種新的方案：
(1)對(duì)羥基苯甲縮醛與溴素進(jìn)行溴化反應(yīng)，得到3-溴-4-羥基苯甲縮醛；
(2)步驟(1)得到的3-溴-4-羥基苯甲縮醛進(jìn)行水解反應(yīng)，反應(yīng)完全后經(jīng)過后處理得到所述的3-溴-4-羥基苯甲醛。
本方法中，采用對(duì)羥基苯甲縮醛代替對(duì)羥基苯甲醛進(jìn)行溴化反應(yīng)，發(fā)現(xiàn)此時(shí)副產(chǎn)物二溴代產(chǎn)物基本上不產(chǎn)生，基本上都生成了一溴代產(chǎn)物，然后水解得到3-溴-4-羥基苯甲醛，收率和純度都大幅度提高。其原因可能在于：由于縮醛與羥基都為給電子基團(tuán)，是鄰對(duì)位定位基團(tuán)，溴原子是吸電子基團(tuán)，溴化反應(yīng)后原料與產(chǎn)物之間的活性差異較大，不易生成二溴醛，中間產(chǎn)物3-溴-4-羥基苯甲縮醛選擇性高。
步驟(1)中，所述的溴素先形成溶液，然后再滴加到所述的對(duì)羥基苯甲縮醛的溶液中進(jìn)行反應(yīng)。采用該種方式，可以有效控制反應(yīng)液中溴素濃度，限度地降低二溴代副反應(yīng)。另外，在此過程中，反應(yīng)溶劑的種類也會(huì)影響反應(yīng)的效率，用于溶解所述溴素的溶劑為醇類溶劑；優(yōu)選為甲醇、乙醇、異丙醇、仲丁醇、叔丁醇和叔戊醇中的一種或多種；更優(yōu)選為乙醇、叔丁醇、叔戊醇中的一種或多種，所述的溶劑與溴素的質(zhì)量比為1～6:1，以便控制溴素濃度在適當(dāng)?shù)姆秶畠?nèi)。進(jìn)一步地，為了方便操作，使溶劑的回收更加容易，用于溶解對(duì)羥基苯甲縮醛和溴素的溶劑相同。在整個(gè)步驟(1)。所述的溴素與對(duì)羥基苯甲縮醛的投料摩爾比為0.8～1.2：1，溴化反應(yīng)溫度為-20～20℃，滴加溴素時(shí)間為1～2h，滴加結(jié)束后反應(yīng)時(shí)間為1～4h。
步驟(1)的反應(yīng)結(jié)束后，得到的溴化反應(yīng)液不進(jìn)行額外的處理，直接加水，進(jìn)行步驟(2)的水解反應(yīng)。水解反應(yīng)的條件為加熱回流，具體的反應(yīng)溫度為60～95℃，反應(yīng)時(shí)間為1～4h，加入的水的質(zhì)量為溴化反應(yīng)液的3～10倍，得到的水解液通過結(jié)晶、過濾得到所述3-溴-4-羥基苯甲醛；結(jié)晶溫度為-20～15℃。
本方法中，原料對(duì)羥基苯甲縮醛由對(duì)羥基苯甲醛與醇進(jìn)行縮醛反應(yīng)得到。具體的，以對(duì)羥基苯甲醛為原料，醇為反應(yīng)原料和溶劑，采用反應(yīng)精餾的方式移除體系中生成的水，使得醛基轉(zhuǎn)化為縮醛，得到對(duì)羥基苯甲縮醛的醇溶液；更具體的，將對(duì)羥基苯甲醛溶于醇類溶劑中，攪拌條件下，反應(yīng)一段時(shí)間后，采用反應(yīng)精餾的方式脫水，進(jìn)行反應(yīng)，得到對(duì)羥基苯甲縮醛的醇溶液。所述的醇為C1～C10烷基醇，具體可以為乙醇、叔丁醇、叔戊醇中的一種或多種，優(yōu)選的，所述的醇與含有溴素的醇溶液中的醇相同；溶劑的摩爾用量為對(duì)羥基苯甲醛的20～40倍，優(yōu)選30～40倍；縮醛反應(yīng)溫度為20～40℃，優(yōu)選20～30℃；縮醛反應(yīng)體系中含水量低于0.5％(質(zhì)量濃度)停止反應(yīng)。
同之前的制備方法相比，本方法的具備如下優(yōu)點(diǎn)：
(1)反應(yīng)體系均一，對(duì)產(chǎn)物選擇性高，一溴醛收率可達(dá)到98％以上；
(2)上溴結(jié)束后，可直接進(jìn)行水解、結(jié)晶，獲得高純度的3-溴-4-羥基苯甲醛，純度可達(dá)到99％以上，工藝過程簡(jiǎn)單。
參考文獻(xiàn)
[1]邱國(guó)榮.3-溴-4-羥基苯甲醛的制備[J].濰坊學(xué)院學(xué)報(bào), 2003, 3(4):2.DOI:10.3969/j.issn.1671-4288.2003.04.013.
[2]王鈺,劉輝,李景波,等.一種3-溴-4-羥基苯甲醛的制備方法.CN201911013014.6.