专利名称：一种肉桂酸酯衍生物的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种肉桂酸酯衍生物的合成新工艺。
背景技术：
上世纪末以来，隨着人们对环境安全认识的深入，化工生产对环境造成的影响受 到广泛关注，化工生产工艺绿色化的呼声越来越高。因此，开发原料简单易得，操作简单，成 本低，污染小甚至没有污染的绿色化学生产工艺是必然的选择。 许多肉桂酸酯都是非常有用的产品。肉桂酸酯类的合成，目前的工业上生产工艺 有两种Perkin工艺和Knoevenagel工艺。这两种工艺都是两步法工艺第一步，(取代) 苯甲醛与醋酐或者丙二酸反应得到(取代)肉桂酸。Perkin工艺用(取代)苯甲醛和醋酐 为原料，在等当量醋酸盐催化作用下，于160°C -IS(TC进行縮合，然后用碳酸钠或碳酸钾成 盐并酸化得到对甲氧基肉桂酸。该工艺反应温度高，催化剂用量大，收率低(不到70%)， 还产生大量无机盐和稀醋酸。Perkin工艺不适于制备苯环上有活泼取代基(如羟基)的肉 桂酸。Knoevenagel工艺用(取代)苯甲醛为原料，常用吡啶作溶剂，哌啶作催化剂，苯作带 水剂，回流条件下縮合得到肉桂酸。吡啶和哌啶两者毒性都较强；原料之一的丙二酸价格较 高。第二步，在酸性或碱性催化剂作用下，(取代)肉桂酸与相应的脂肪醇或芳香醇酯化得 到目标肉桂酸酯。常用硫酸和对甲苯磺酸作催化剂，对苯环上有活泼取代基(如羟基)的 产品，收率通常较低(如咖啡酸苯乙酯收率仅40%)。因此，现有生产工艺操作步骤多，生 产条件差，产品收率低，成本高且污染严重，不附合绿色生产的要求。到目前为止，还没有肉 桂酸酯衍生物的低成本绿色合成工艺。 有鉴于此，本发明在经过一系列的基础理论研究和实验的基础上，创造性地研发 出一种原料价廉易得，操作简单，成本低的肉桂酸酯衍生物绿色合成工艺。从而解决了现有 工业生产技术存在的成本与污染相冲突的矛盾，本案由此产生。
发明内容
本发明的目的在于提供一种原料价廉易得，操作简单，成本低的肉桂酸酯衍生物 绿色合成工艺。它解决了现有工业生产技术存在的成本与污染相冲突的矛盾。
为了实现此目的，本发明的解决方案如下 通式(I)化合物的制备方法，先将溶于醇(脂肪醇或芳香醇)及烃类溶剂中的丙 二酸二乙酯与氢氧化钾或氢氧化钠反应，生成丙二酸单酯钾盐或钠盐；加入冰醋酸反应生 成丙二酸单酯，丙二酸单酯再和通式(II)化合物在氨基酸催化下进行縮合反应制得通式 (I)化合物。
<formula>formula see original document page 5</formula> 其中R为脂肪烃基或芳香烃基，&、 R2、 R3、 R4、 R5各自独立地表 示-H、 -OH、 -NH2、 -0CH3、 -F、 -Cl、 -Br或_N02。
该通式(I)化合物的具体制备步骤如下 常温下，先向丙二酸二乙酯的脂肪醇或芳香醇及烃类溶剂溶液中加入氢氧化钾或 氢氧化钠，搅拌反应2 6h，然后静置6 12h ;向上述溶液中加入冰醋酸，常温下搅拌反应 lh ;加入所述通式(II)化合物和氨基酸催化剂，升温至回流温度，反应2 24h后回收溶剂 及过量的脂肪醇或芳香醇；加入蒸馏水并搅拌使充分混合，然后静置过夜；再过滤或分液， 水洗2 3次得粗品；最后粗品经蒸馏或重结晶得到产品。 其中，通式(I)化合物是肉桂酸甲酯、肉桂酸异戊酯、肉桂酸苄酯、4-羟基肉桂酸 甲酯、4-羟基肉桂酸乙酯、3，4-二羟基肉桂酸甲酯、3，4-二羟基肉桂酸乙酯、3，4-二羟基 肉桂酸苯乙酯、4-氨基肉桂酸乙酯、4-氨基肉桂酸甲酯、4-甲氧基肉桂酸甲酯、4-甲氧基 肉桂酸乙酯、4-甲氧基肉桂酸异戊酯、4-甲氧基肉桂酸异辛酯、3-甲氧基_4羟基肉桂酸甲 酯、3-甲氧基_4羟基肉桂酸乙酯、3-甲氧基-4羟基肉桂酸异辛酯、3，4-二甲氧基肉桂酸甲 酯、3，4-二甲氧基肉桂酸乙酯、3，4，5-三甲氧基肉桂酸甲酯、3，4，5-三甲氧基肉桂酸乙酯、 4-硝基肉桂酸甲酯、4-硝基肉桂酸乙酯、4-溴肉桂酸甲酯、4-溴肉桂酸乙酯、4-氯肉桂酸甲 酯或4-氯肉桂酸乙酯。 上述丙二酸二乙酯与氢氧化钾或氢氧化钠的摩尔比为l : 1 1.2 : l，氢氧化钾 或氢氧化钠不能过量。 上述冰醋酸与氢氧化钾或氢氧化钠的摩尔比为o.8 : i i : i，冰醋酸不能过
上述丙二酸二乙酯与通式(ii)化合物的摩尔比为i.o : i.o 2.5 : i.o。 上述氨基酸是L-脯氨酸或甘氨酸，较好的催化剂是甘氨酸。 上述氨基酸与通式(i i)化合物的摩尔比为i : 2 i : 20，较好的范围是 i : 5 3 : io。 上述縮合反应时间为2 24小时，较好的反应时间是4 12h。 上述烃类溶剂的沸点低于120°C。烃类溶剂可以为石油醚、正己烷、环己烷、苯、甲
苯、乙苯等。 本发明通式(I)化合物制备方法的优点如下 适用范围广具有活泼取代基(如羟基)的肉桂酸乙酯衍生物都可以用本发明工 艺生产； 生产工艺操作简单，原料价廉易得，成本低中间体不经分离直接用于下一步反 应，产品收率较高；
生产安全可靠催化剂无毒，反应条件温和，为绿色合成工艺。
具体实施例方式实施例1 : 对甲氧基肉桂酸乙酯的制备 (1)制备丙二酸单乙酯钾盐在2L三口烧瓶中加入210mL丙二酸二乙酯和1400mL 无水乙醇；在搅拌条件下，将86g氢氧化钾加入前述溶液中；室温下反应3h，然后静置过夜。
(2)制备丙二酸单乙酯将73mL冰醋酸加入步骤(1)所得溶液中，室温下搅拌反 应约lh。 (3)对甲氧基肉桂酸乙酯的制备将100mL茴香醛和12. 5g催化剂甘氨酸加入步
骤(2)所得溶液中，升温至回流(约9(TC -IO(TC )反应6h ;回收绝大部分溶剂乙醇后，加
入500-600mL蒸馏水并充分搅拌，然后于常温下静置过夜；过滤，滤饼用蒸馏水洗涤2_3次
得粗品171g。将所得粗品加入工业乙醇重结晶，过滤，真空干燥得淡黄色至白色的反式对甲
氧基肉桂酸乙酯153g，收率90%。 实施例2 : 阿魏酸乙酯的制备 (1)制备丙二酸单乙酯钾盐在2L三口烧瓶中加入216mL丙二酸二乙酯和1500mL 无水乙醇；搅拌下将90g氢氧化钾加入其中，室温下搅拌反应3h，然后静置过夜。
(2)制备丙二酸单乙酯将75mL冰醋酸加入步骤(1)所得溶液中，常温下搅拌反 应约lh。 (3)阿魏酸乙酯的制备将122g香兰素和12g催化剂甘氨酸加入步骤(2)所得溶
液中，升温至回流(约90°C-IO(TC )反应8h ;回收绝大部分溶剂乙醇后，加入500-600mL蒸
馏水并充分搅拌，然后于常温下静置过夜；过滤，滤饼用蒸馏水洗涤2-3次得粗品127g。将
所得粗品加入适量l:l乙醇溶液重结晶，过滤，真空干燥得微黄色至白色的反式阿魏酸乙
酯112g，收率63X。 实施例3 : 对甲氧基肉桂酸甲酯的制备 (1)制备丙二酸单甲酯钾盐在2L三口烧瓶中加入200mL丙二酸二乙酯和1200mL 无水甲醇；在搅拌条件下，将82g氢氧化钾加入前述溶液中；室温下反应3h，然后静置过夜。
(2)制备丙二酸单甲酯将70mL冰醋酸加入步骤(1)所得溶液中，室温下搅拌反 应约lh。 (3)对甲氧基肉桂酸甲酯的制备将lOOmL茴香醛和12. 5g催化剂甘氨酸加入步 骤(2)所得溶液中，升温至回流(约75t:-85t:)反应8h;回收绝大部分溶剂甲醇后，加入 500-600mL蒸馏水并充分搅拌，然后于常温下静置过夜；过滤，滤饼用蒸馏水洗涤2_3次得 粗品。将所得粗品加入工业乙醇重结晶，过滤，真空干燥得白色的反式对甲氧基肉桂酸甲酯 128g，收率81%。
实施例4 : 对甲氧基肉桂酸异戊酯的制备 (1)制备丙二酸单异戊酯钾盐在2L三口烧瓶中加入200mL丙二酸二乙酯和1300mL异戊醇；在搅拌条件下，将82g氢氧化钾加入前述溶液中；室温下反应3h，然后静置 过夜。 (2)制备丙二酸单异戊酯将70mL冰醋酸加入步骤(1)所得溶液中，室温下搅拌 反应约lh。 (3)对甲氧基肉桂酸异戊酯的制备将88mL茴香醛和13. 5g催化剂甘氨酸加入步 骤(2)所得溶液中，升温至回流反应8h ;回收绝大部分异戊醇后，加入500-600mL蒸馏水并 充分搅拌，然后于常温下静置过夜；分液，油相用蒸馏水洗涤2-3次得粗品。将所得粗品减 压蒸馏，得无色至淡黄色的反式对甲氧基肉桂酸异戊酯158g，收率87X。
实施例5 : 对甲氧基肉桂酸异辛酯的制备 (1)制备丙二酸单异辛酯钾盐在2L三口烧瓶中加入200mL丙二酸二乙酯和 1200mL异辛醇；在搅拌条件下，将82g氢氧化钾加入前述溶液中；室温下反应3h，然后静置 过夜。 (2)制备丙二酸单异辛酯将70mL冰醋酸加入步骤(1)所得溶液中，室温下搅拌 反应约lh。 (3)对甲氧基肉桂酸异辛酯的制备将100mL茴香醛，14g催化剂甘氨酸和400mL
正己烷加入步骤(2)所得溶液中，升温至回流(约75t:-85t:)反应8h;常压回收绝大部
分溶剂正己烷后，加入500-600mL蒸馏水并充分搅拌，然后于常温下静置过夜；分液，有机
相用蒸馏水洗涤2-3次，然后先减压蒸馏回收异辛醇，在减压收集产品，得无色至淡黄色反
式对甲氧基肉桂酸异辛酯176g，收率73%。 实施例6 : 咖啡酸乙酯的制备 (1)制备丙二酸单乙酯钾盐在2L三口烧瓶中加入254mL丙二酸二乙酯和1400mL 无水乙醇；在搅拌条件下，将104g氢氧化钾加入前述溶液中；室温下反应3h，然后静置过 夜。 (2)制备丙二酸单乙酯将70mL冰醋酸加入步骤(1)所得溶液中，室温下搅拌反 应约lh。 (3)咖啡酸乙酯的制备将lllg原儿茶醛和12g催化剂甘氨酸加入步骤(2)所得 溶液中，升温至回流(约12(TC-13(TC)反应6h ;回收绝大部分溶剂乙醇后，加入500-600mL 蒸馏水并充分搅拌，然后于常温下静置过夜；过滤，滤饼用蒸馏水洗涤2-3次得粗品。将所 得粗品加入工业乙醇重结晶，过滤，真空干燥得黄色反式咖啡酸正丙酯121g，收率73%。
实施例7 :
咖啡酸正丙酯的制备 (1)制备丙二酸单正丙酯钾盐在2L三口烧瓶中加入203mL丙二酸二乙酯和 1500mL正丙醇醇；在搅拌条件下，将83g氢氧化钾加入前述溶液中；室温下反应3h，然后静 置过夜。 (2)制备丙二酸单正丙酯将70mL冰醋酸加入步骤(1)所得溶液中，室温下搅拌 反应约lh。 (3)咖啡酸正丙酯的制备将lllg原儿茶醛和12g催化剂甘氨酸加入步骤(2)所得溶液中，升温至回流(约120°C-130°C )反应6h;回收绝大部分溶剂正丙醇后，加入 500-600mL蒸馏水并充分搅拌，然后于常温下静置过夜；过滤，滤饼用蒸馏水洗涤2_3次得 粗品。将所得粗品加入工业乙醇重结晶，过滤，真空干燥得黄色反式咖啡酸正丙酯120g，收 率68%。 实施例8 : 对硝基肉桂酸乙酯的制备 (1)制备丙二酸单乙酯钾盐在2L三口烧瓶中加入210mL丙二酸二乙酯和1400mL 无水乙醇；在搅拌条件下，将86g氢氧化钾加入前述溶液中；室温下反应3h，然后静置过夜。
(2)制备丙二酸单乙酯将73mL冰醋酸加入步骤(1)所得溶液中，室温下搅拌反 应约lh。 (3)对硝基肉桂酸乙酯的制备将100mL对硝基苯甲醛和12. 5g催化剂甘氨酸加 入步骤(2)所得溶液中，升温至回流(约9(TC -IO(TC )反应6h ;回收绝大部分溶剂乙醇后， 加入500-600mL蒸馏水并充分搅拌，然后于常温下静置过夜；过滤，滤饼用蒸馏水洗涤2_3 次得粗品171g。将所得粗品用乙醇水溶液重结晶，过滤，真空干燥得黄色针状的反式对硝基 基肉桂酸乙酯153g，收率90%。 通过上述实施例可以明显看出本发明物制备方法的优点为具有活泼取代基(如 羟基)的肉桂酸乙酯衍生物都可以用本发明工艺生产；中间体不经分离直接用于下一步反 应，产品收率较高；并且使用的催化剂无毒，反应条件温和。该方法是一种原料价廉易得、操 作简单、成本低的肉桂酸酯衍生物绿色合成工艺，解决了现有工业生产技术存在的成本与 污染相冲突的矛盾。 可以理解，很多细节的变化是可能的，但这并不因此违背本发明的范围和精神，任 何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化，皆应视为不脱离本发明专利的范畴。
权利要求
肉桂酸酯衍生物的制备方法，其特征在于先将溶于脂肪醇或芳香醇及烃类溶剂中的丙二酸二乙酯与氢氧化钾或氢氧化钠反应，生成丙二酸单酯钾盐或钠盐；加入冰醋酸反应生成丙二酸单酯，丙二酸单酯再和通式(II)化合物在氨基酸催化下进行缩合反应，制得肉桂酸酯衍生物，即通式(I)化合物；其中R为脂肪烃基或芳香烃基，R1、R2、R3、R4、R5各自独立地表示-H、-OH、-NH2、-OCH3、-F、-Cl、-Br或-NO2。F200910214595XC00011.tif
2. 如权利要求1所述的肉桂酸酯衍生物的制备方法，其特征在于常温下，先向丙二酸 二乙酯的脂肪醇或芳香醇及烃类溶剂溶液中加入氢氧化钾或氢氧化钠，搅拌反应2 6h， 然后静置6 12h ;向上述溶液中加入冰醋酸，常温下搅拌反应lh ;加入所述通式(I I)化 合物和氨基酸催化剂，升温至回流温度，反应2 24h后回收溶剂及过量的脂肪醇或芳香 醇；加入蒸馏水并搅拌使充分混合，然后静置过夜；再过滤或分液，水洗2 3次得粗品；最 后粗品经蒸馏或重结晶得到产品。
3. 如权利要求1或2所述的肉桂酸酯衍生物的制备方法，其特征在于上述通式(I)化 合物是肉桂酸甲酯、肉桂酸异戊酯、肉桂酸苄酯、4-羟基肉桂酸甲酯、4-羟基肉桂酸乙酯、 3，4- 二羟基肉桂酸甲酯、3，4- 二羟基肉桂酸乙酯、3，4- 二羟基肉桂酸苯乙酯、4-氨基肉桂 酸乙酯、4-氨基肉桂酸甲酯、4-甲氧基肉桂酸甲酯、4-甲氧基肉桂酸乙酯、4-甲氧基肉桂酸 异戊酯、4-甲氧基肉桂酸异辛酯、3-甲氧基_4羟基肉桂酸甲酯、3-甲氧基-4羟基肉桂酸 乙酯、3_甲氧基-4羟基肉桂酸异辛酯、3，4-二甲氧基肉桂酸甲酯、3，4-二甲氧基肉桂酸乙 酯、3，4，5-三甲氧基肉桂酸甲酯、3，4，5-三甲氧基肉桂酸乙酯、4-硝基肉桂酸甲酯、4-硝基 肉桂酸乙酯、4-溴肉桂酸甲酯、4-溴肉桂酸乙酯、4-氯肉桂酸甲酯或4-氯肉桂酸乙酯。
4. 如权利要求1或2所述的肉桂酸酯衍生物的制备方法，其特征在于上述丙二酸二 乙酯与氢氧化钾或氢氧化钠的摩尔比为1 : 1 1.2 : 1。
5. 如权利要求1或2所述的肉桂酸酯衍生物的制备方法，其特征在于上述冰醋酸与所述氢氧化钾或氢氧化钠的摩尔比为o. 8 : i i : i。
6. 如权利要求1或2所述的肉桂酸酯衍生物的制备方法，其特征在于上述丙二酸二乙酯与通式(ii)化合物的摩尔比为i.o : i.o 2.5 : i.o。
7. 如权利要求1或2所述的肉桂酸酯衍生物的制备方法，其特征在于上述氨基酸是L-脯氨酸或甘氨酸。
8. 如权利要求1或2所述的肉桂酸酯衍生物的制备方法，其特征在于上述氨基酸与所述通式(ii)化合物的摩尔比为i : 2 i : 20。
9. 如权利要求1所述的肉桂酸酯衍生物的制备方法，其特征在于縮合反应时间为2 24小时。
10.如权利要求1所述的肉桂酸酯衍生物的制备方法，其特征在于上述烃类溶剂的沸点低于12(TC，烃类溶剂为石油醚、正己烷、环己烷、苯、甲苯或乙苯。
全文摘要
本发明公开了一种肉桂酸酯衍生物的制备方法。先将溶于醇(脂肪醇或芳香醇)及烃类溶剂中的丙二酸二乙酯与氢氧化钾或氢氧化钠反应，生成丙二酸单酯钾盐或钠盐；加入冰醋酸反应生成丙二酸单酯，丙二酸单酯再和通式(II)化合物在氨基酸催化下进行缩合反应制得肉桂酸酯衍生物，即通式(I)化合物。本发明原料价廉易得，操作简单，是成本低廉的肉桂酸酯衍生物绿色合成工艺，它解决了现有工业生产技术存在的成本与污染相冲突的矛盾。
文档编号C07C67/317GK101774918SQ20091021459
公开日2010年7月14日 申请日期2009年12月31日 优先权日2009年12月31日
发明者曾庆友, 许瑞安 申请人:华侨大学