专利名称：多环芳酮3,6-二苯甲酰基苊及其合成方法
技术领域：
本发明属于有机合成领域，特指一种新型精细化工中间体多环芳酮3,6-二苯甲酰基苊及其合 成方法，即应用Friedel-Crafts酰基化反应合成一种在染料、医药、农药、塑料、化妆品等领域 都有着十分广泛应用的新型精细化工中间体-3，6-二苯甲酰基苊。
背景技术：
芳酮是形成芳酮聚合物(聚酮)的基础，芳酮聚合物是结晶或半结晶型的热塑性材料，具有 耐高温、耐有机和无机化学类药品的性能，即使长期浸泡于热水中，也能耐水解。芳酮聚合物还 具有耐腐蚀、释放烟雾少、低毒、阻燃等性能。芳酮作为医药、农药、染料和功能高分子材料中 间体，具有重要的应用价值，其合成一直倍受关注。
多环芳烃是制备多环芳酮的主要原料。由于多环芳烃具有特殊的共轭结构体系，使其激发态 不易通过振动等方向释放能量，而较易发射荧光回到基态，且共轭体系愈大，荧光量子发射几率 可能愈高，这就决定了多环芳香酰氯取代类化合物在衍生化荧光检测方面的特殊重要性。这类酰 氯类荧光探针能较快地与醇类化合物发生衍生化反应具有很高的检测灵敏度，在甾体避孕药、阿 托品类抗胆碱药等的超微量分析研究中得到广泛应用。9-蒽酰氯性质比较活泼，反应性强，不仅 易与各类氨基、羧基药物迅速反应，而且对常用的丹磺酰氯等荧光探针无法应用的伯、仲羟基化 合物也能与之较快的反应。
Friedel-Crafts酰基化反应是制备芳酮常用的重要反应之一，具有反应简单、选择性高等优点。 在芳酮的合成方面，目前对于以苯和萘及其衍生物，还有蒽、菲等多环芳烃作为合成原料来制备 芳酮化合物，文献已有相关报导。而对于利用多环芳烃苊为主要原料由酰基化反应制备3，6-二苯 甲酰苊的研究，经文献检索，目前国外主要是采用A1C13为催化剂、剧毒的硝基苯做为溶剂，目 标产物3,6-二苯甲酰苊的收率只有33%。其主要原因可能是当Lewis酸AlCl3催化苊与苯甲酰氯 反应的同时，硝基苯与苊也发生反应并生成了W-苯基氨基苊烯、W-苯基氨基苊、联苊-苊烯和联 苊等产物，所以致使其产率很低。而我们的研究是采用Lewis酸离子液体为催化剂、CCU和离子 液体作为反应溶剂，这样不仅避免了溶剂参与反应，还大大提高了目标产物的收率，同时也降低 了所用溶剂的毒性，该合成方法国内外还未见相关报导。
发明内容
本发明的目的是提供一种新型精细化工中间体3,6-二苯甲酰基苊，该化合物在染料、医药、农药、塑料、化妆品等领域都有十分广泛的应用。
本发明的目的还提供3,6-二苯甲酰基苊的合成方法，主要是基于改变催化剂的类型和酰基化 试剂来实现。
本发明的新型多环芳酮3,6-二苯甲酰基苊具有如下结构式
其中，多环结构由原料多环芳烃苊提供，在其最活泼的3,6位引入了两个苯甲酰基基团，苯甲酰 基基团由酰基化试剂(如苯甲酰氯、苯甲酸、苯甲酸酐等)提供。
基于以上对3,6-二苯甲酰基苊的结构的说明，可以在以多环芳烃苊为原料，加入某种酰基化 试剂并在不同的催化剂存在的条件下选择性合成这种物质。由此，对本发明中3，6-二苯甲酰基苊 的合成方法描述如下
1) 向催化剂和不与原料多环芳烃苊发生反应的溶剂的混合溶液中，边搅拌边逐滴加入酰基 化试剂，搅拌至催化剂溶解并混合均匀形成混合溶液1, r溶剂"(催化剂)=10: 4 ~ 10: 8;
2) 将多环芳烃苊溶液缓慢滴入混合溶液1中，"(苊):"(酰基化试齐U) = 1: 4 ~ 1: 12;在30~60 'C下的恒温水浴回流反应5~12 h形成反应溶液2，反应过程中进行搅拌，反应后使反应溶液2 降至室温；
3) 对反应溶液2进行萃取，萃取出有机相，反复洗涤至有机相呈中性；
4) 对有机相进行干燥后，减压蒸馏除去有机相中的溶剂，得黄色固体粗产物，将粗产物洗 涤并重结晶，得黄色片状晶体，此即为成品3， 6-二苯甲酰基苊。
上述制备方法中，步骤l中和步骤2中的搅拌均为磁力搅拌。
上述制备方法中，步骤3中依次用去离子水、饱和Na2C03溶液将有机相反复洗涤至中性。 上述制备方法中，步骤4中使用无水MgS04对有机相进行千燥；使用石油醚对粗产物进行 洗涤并于丙酮中重结晶。
上述制备方法中，步骤1中的催化剂为A1C13 、 [Emim]Cl-AlCl3、 [Bmim]Cl-AlCl3、[Omim]Cl-AlCl3、 [Emim]Cl-FeCl3或[Bmim]Cl-FeCl3，其中优先含有A1C13成分的离子液体，
最优选[Emim]Cl-AlCl3。
上述制备方法中，步骤l中溶剂为CCl4、 CS2、 C12CH2、 (C1CH2)2、正己垸或环己垸。 上述制备方法中，步骤1中酰基化试剂为能提供苯甲酰基基团的苯甲酰氯、苯甲酸或苯甲酸酐。
上述该合成方法中所涉及的反应方程式如下<formula>formula see original document page 6</formula>
上述合成方法中，溶剂可以选用CCl4、 CS2、 C12CH2、 (C1CH2)2、正己烷、环己烷、离子液 体等，其基本要求是不与原料多环芳烃苊发生反应。
上述合成方法中，催化剂可用无水AlCl3、离子液体(如[Bmim]Cl-AlCl3、 [Emim]Cl-AlCl3 [Omim]Cl-AlCl3)、 [Emim]Cl-FeCl3或[Bmim]Cl-FeCl3等。其中，离子液体的量是以A1C13的 摩尔质量为基准衡量的，不同类别离子液体的配制方法可参考具体实施方式
中实施例二所述离子 液体[Emim]Cl-AlCl3的配制方法；而且，由于配制好的离子液体本身不稳定，因此在采用离子液 体作为催化剂时，应在常压、N2保护条件下进行产物合成。催化剂的作用是促使合成反应加快 进行、使反应效果更好(有助于苯甲酰基基团在多环结构的3、 6位取代)并有效提高合成物质 的产率。值得指出的是，含有AlCl3成分的催化剂比其他类型催化剂的催化效果更好，3，6-二苯 甲酰基苊的产率更高；而不同种类的离子液体作催化剂时催化效果也有差异，具有短链结构的离 子液体比具有长链结构的离子液体的催化效果好(即催化效果^!11阔(31-八1(:13>[81^111]<:1-AlCl3〉[Omim]Cl-AlCl3)，更利于实现3、 6位双位取代，因此成品3,6-二苯甲酰基苊的产率也 更高。
上述合成方法中，酰基化试剂可以是能提供苯甲酰基基团的苯甲酰氯、苯甲酸、苯甲酸酐等。 本发明的新型芳酮化合物一3，6-二苯甲酰基苊合成方法主要具有如下优点 1)反应简单，操作方便从以上反应方程式可知，产物合成的关键在于苯甲酰基基团的取 代，不涉及其他复杂类型的反应，因此产物合成过程比较简单。2)选择性好，产率可控通过对原料配比、溶剂种类、催化剂种类及用量、反应温度、反 应时间等条件的控制，可以使目标产物的产率达到80%以上。
具体实施例方式
下面结合实施例，对本发明作进一步的说明。通过下述实施例将有助于理解本发明，但并不 限制本发明的内容。(实施例中，产率是以作为原料的苊为基准来计算的。)
以下实施例中主要涉及的试剂有苊(>97%， JohnsonMattheyCompany);苯甲酰氯、无水 A1C13、浓盐酸、碳酸钠、石油醚(沸程30~60°C)、丙酮、氯代乙垸、氯代正丁垸、氯代正辛 烷、乙酸乙酯、乙醚(均为巿售分析纯)；N-甲基咪唑(99%,美国Aldrich化学公司)。 实施例一以CCl4为溶剂、无水AlCl3为催化剂、苯甲酰氯为酰基化试剂 将1.08gAlCl3(8mmol，经升华处理)加入到盛有10ml CC14的带有球形回流冷凝管的100ml 三颈烧瓶中，在磁力搅拌下逐滴加入2.0ml苯甲酰氯(8mmo1),搅拌至AlCl3溶解并混匀；再将 0.154g苊(lmmol)溶于5mlCCl4,并将其缓慢滴入三颈烧瓶中，然后将三颈烧瓶放在45。C恒温 水浴锅中，开启磁力搅拌，反应10h后停止搅拌，将烧瓶取出，使反应体系降至室温；将反应混 合物倒入蒸馏水中，充分搅拌后倒入分液漏斗中静置分层，取出有机相，用三氯甲烷萃取水相3~4 次，萃取液与有机相合并后依次用去离子水、饱和Na2C03溶液反复洗涤至有机相呈中性；减压 蒸馏除去有机相中的溶剂，得黄色固体，将其用石油醚洗涤并在丙酮中重结晶，得黄色片状晶体。 经测定，产率可达到82%。 !HNMR(CDCl3, 400MHz), S: 3.60 (d， 4H, J=4.8Hz)， 7.50 (m， 5H，J=7.6Hz)， 7.80 (m, 5H， J=7.2Hz), 7.60 (d， 2H, J=6.0Hz)， 8.20 (d， 2H， J=8.4Hz); MS(m/z): 362(M+)， 264 (M++2), 152。
实施例二以CCU为溶剂、离子液体[Emim]Cl-AlCl3为催化剂、苯甲酰氯为酰基化试剂 首先，须特别配制离子液体[Emim]Cl-AlCl3(参见文献陈敏，化学试剂，2007, 29(10): 628)。 方法如下
① 离子液体中间体[Emim]Cl的合成在N2气氛下，取等摩尔的经五氧化二磷干燥的N-甲 基咪唑与氯代乙垸，在80 82'C下回流反应24h，冷却，静置分层。于-30匸冷冻1211，倾倒除去 上层液体后，加入15ml乙腈，于80'C搅拌溶解，再加入250ml乙酸乙酉旨，搅拌，于-30。<:冷冻1211, 倒出上层液体，将粗产物于80'C旋转蒸发10h，得氯代l-乙基-3-甲基咪唑([Emim]Cl)。
② 离子液体[Emim]Cl-AlCl3的合成按照不同的摩尔比分别称取[Emim]Cl和AlCl3固体， 在N2保护下将[Emim]Cl缓慢分批加入AlCl3，不断搅拌，并在搅拌的情况下在手套箱中过夜， 以保证反应充分。制得不同配比的[Emim]Cl-AlCl3离子液体，置于干燥器中保存。然后进行3,6 -二苯甲酰基苊的合成-
在常压、N2保护条件下，向带有球形回流冷凝管的100ml三颈烧瓶中，依次加入10mlCCU 和8mmo1的离子液体[Emim]Cl-AlCl3(n[Emim]Cl: nAlCl产l: 2)(以AlCl3摩尔质量为基准)。 在磁力搅拌下逐滴加入4mmo1苯甲酰氯，搅拌至离子液体[Emim]Cl-AlCl3与溶剂CCU混匀； 再将己经溶好的苊(0.154g苊(lmmol)溶于5mlCCl4中)缓慢滴入到三颈烧瓶中，然后将三颈 烧瓶放入调好的恒温水浴锅中，开启磁力搅拌在45'C下回流反应8h后停止搅拌，将烧瓶取出， 使反应体系降至室温；用乙醚萃取出有机相(余下的离子液体可以重复使用)，对有机相依次用 去离子水、饱和Na2C03溶液反复洗涤至其呈中性；用无水MgS04干燥后，减压蒸馏除去有机相 中的溶剂，得黄色固体粗产物，将粗产物再用石油醚洗涤并于丙酮中重结晶，得黄色片状晶体。 经测定，产率可达到86.8%。
权利要求
1、多环芳酮3，6-二苯甲酰基苊，具有如下结构式其中，多环结构由原料多环芳烃苊提供，在其最活泼的3，6位引入了两个苯甲酰基基团，苯甲酰基基团由酰基化试剂提供。
2、 权利要求l所述的多环芳酮3,6-二苯甲酰基苊的制备方法，具体如下1) 向催化剂和不与原料多环芳烃苊发生反应的溶剂的混合溶液中，边搅拌边逐滴加入 酰基化试剂,搅拌至催化剂溶解并混合均匀形成混合溶液1 ， F柳j :"(催化剂)=10: 4 ~ 10: 8;2) 将多环芳烃苊溶液缓慢滴入混合溶液1中，"(苊):"(酰基化试剂)=1: 4 ~ 1: 12;在 30 6(TC下的恒温水浴回流反应5 12h形成反应溶液2，反应过程中进行搅拌，反应后使反 应溶液2降至室温；3) 对反应溶液2进行萃取，萃取出有机相，反复洗涤至有机相呈中性；4) 对有机相进行干燥后，减压蒸馏除去有机相中的溶剂，得黄色固体粗产物，将粗产 物洗涤并重结晶，得黄色片状晶体，此即为成品3， 6-二苯甲酰基苊。
3、 权利要求2所述的制备方法，其特征在于步骤l中和步骤2中的搅拌均为磁力搅拌。
4、 权利要求2所述的制备方法，其特征在于步骤3中依次用去离子水、饱和Na2C03 溶液将有机相反复洗涤至中性。
5、 权利要求2所述的制备方法，其特征在于步骤4中使用无水MgS04对有机相进行 干燥；使用石油醚对粗产物进行洗涤并于丙酮中重结晶。
6、 权利要求2所述的制备方法，其特征在于步骤l中的催化剂为AlCl3 、 [Emim]Cl-A1C13、 [Bmim]Cl-AlCl3、 [Omim]Cl-AlCl3、 [Emim]Cl-FeCl3或[Bmim]Cl-FeCl3。
7、 权利要求6所述的制备方法，其特征在于步骤l中的催化剂为含有AlCl3成分的 离子液体。
8、 权利要求6或7所述的制备方法，其特征在于:步骤1中的催化剂为[Emim]Cl-AlCl3。
9、 权利要求2所述的制备方法，其特征在于步骤1中溶剂为CCV CS2、 C12CH2、 (C1CH2)2、正己垸或环己垸。
10、 权利要求2所述的制备方法，其特征在于步骤l中酰基化试剂为能提供苯甲酰基 基团的苯甲酰氯、苯甲酸或苯甲酸酐。
全文摘要
3，6-二苯甲酰基苊及其合成方法，属于有机合成领域，具体如下向催化剂和不与原料多环芳烃苊发生反应的溶剂的混合溶液中，边搅拌边逐滴加入酰基化试剂，搅拌至催化剂溶解并混合均匀形成混合溶液1，V<sub>溶剂</sub>∶n(催化剂＝10∶4～10∶8)；将多环芳烃苊溶液缓慢滴入混合溶液1中，n(苊)∶n(酰基化试剂)＝1∶4～1∶12；在30～60℃下的恒温水浴回流反应5～12h形成反应溶液2，反应过程中进行搅拌，反应后使反应溶液2降至室温；对反应溶液2进行萃取，萃取出有机相，反复洗涤至有机相呈中性；对有机相进行干燥后，减压蒸馏除去有机相中的溶剂，得黄色固体粗产物，将粗产物洗涤并重结晶，得黄色片状晶体，此即为成品3，6-二苯甲酰基苊。本发明不仅避免了溶剂参与反应，还大大提高了目标产物的收率，同时也降低了所用溶剂的毒性。
文档编号C07C49/792GK101638358SQ20091018420
公开日2010年2月3日 申请日期2009年8月14日 优先权日2009年8月14日
发明者李国芳, 颖 罗, 谢吉民, 敏 陈, 黄立静 申请人:江苏大学