本发明涉及一种3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸甲酯的合成方法，属于有机化学合成领域。
背景技术：
3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸甲酯是一种受阻酚类抗氧剂，作为重要的添加助剂广泛应用于塑料、橡胶、纤维等高分子材料加工中。由于受阻酚类抗氧剂的羟基受到空间位阻影响，羟基上的氢容易从分子上脱落，与含氧自由基，如烷基过氧自由基（ROO·）、烷基自由基（RO·）、羟基自由基（HO·）等结合，使之失去活性，从而使氧化老化的链反应终止，抑制或阻止了产品的自动氧化，提高耐热性，延长寿命。另外，3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸甲酯与光稳定剂可协同使用，捕获高分子中的活性自由基，抑制光氧化过程，提高产品的光稳定性、产品颜色的耐光度和亮度。3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸甲酯还可作为介质参与高分子液晶材料的合成，提高了液晶产品的使用性能。
3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸甲酯分子式为：C16H24O3，结构式如下：
关于3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸甲酯的合成研究国内报道很少。国外用2,6-二叔丁基苯酚、二氧化碳、甲醇为原料，四氢呋喃为溶剂，三氟化硼为催化剂，合成3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸甲酯，此法收率较低，仅能达到10%。另有以苯为溶剂，三乙胺为催化剂合成，而苯为高毒物质，污染严重。
技术实现要素：
本发明的目的是针对现有技术中存在的问题，提供一种高效率、高产率、无毒无污染、反应易于控制的3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸甲酯的合成方法。
本发明合成3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸甲酯的方法，以3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸为原料，以过量甲醇为溶剂，对甲苯磺酸或甲醇钠为催化剂，通过回流反应而得。
甲醇在该反应中既作为酯化反应的原料，也作为反应溶剂，因此需要过量。实验表明，3,5二叔丁基-4-羟基苯甲酸与甲醇的摩尔比控制在1.0:2.0~1.0:15.0的范围内，才能保证反应的顺利进行。
催化剂甲醇钠或对甲苯磺酸的用量为3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸质量的2%~15%。
所述回流反应是在60~80℃下回流反应8~14h；反应后蒸除溶剂，固体先用碳酸钠或碳酸氢钠饱和溶液洗涤，再用蒸馏水洗至中性，抽滤，纯化，干燥，得到纯品3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸甲酯。
为了提高反应收率，在回流反应过程中每间隔1.5~2h，蒸除体系中水和甲醇的混合物，再补加甲醇至需要的量，然后继续回流反应。
所述真空干燥是在30~60℃下进行。
本发明合成的产物经熔点仪、红外谱图、核磁谱图、质谱等检测，确定为3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸甲酯。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明以3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸为原料合成3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸甲酯，反应中甲醇既是酯化反应原料又是溶剂，不仅工艺简单，反应条件温和，而且使得反应易于控制；同时避免了四氢呋喃、苯等有毒溶剂的使用，降低了反应中的毒副作用，安全可靠，绿色环保；
2、本发明的合成最终产物的收率高（达82%），纯度高（达99%），有效提高了合成3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸甲酯的效率；
3、本发明使用的原料廉价易得，合成成本低，具有较好的工业应用前景。
具体实施方式
下面通过具体实验例对本发明3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸甲酯的合成及表征进行详细说明。
实施例1
称取3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸（25g，0.1mol），甲醇（32g，10.0mol），加入到250ml三口烧瓶中，搅拌加热至70℃，使体系中的3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸溶解，加入甲醇钠（2.5g，0.0463 mol），回流反应12h。反应结束后，蒸除溶剂，滴加碳酸钠饱和溶液搅拌洗涤，再加水洗涤至中性，抽滤得白色固体；60℃下真空干燥，得纯品3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸甲酯化合物。称重计算收率为76.9%，熔点160.9~163.2℃。
产物的表征数据：
IR (neat) ν: 3577, 2959,2911,2873,1700,1601,1427,1304,1238,1140,1120,995,776 cm-1. Anal. calcd for C16H24O3. 1H NMR (400 MHz, DMSO)δ : 1.4612 (18H,-CH3), 3.8760 (3H, -O-CH3), 5.6735 (1H ,-OH), 7.8997(2H,-ArH). ESI +-MS( 35 eV, m/Z):265.1850[M +H]+。
实施例2
称取3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸（25g，0.1mol），甲醇（32g，10.0mol），加入到250ml三口烧瓶中，搅拌加热至70℃，使体系中的3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸溶解，加入甲醇钠（2.5g，0.0463 mol），回流反应12h。期间，每间隔2h整除甲醇和水的混合物，补加甲醇25g，继续反应。反应结束后，蒸除溶剂，加碳酸钠饱和溶液搅拌洗涤，再加水洗涤至中性，抽滤得白色固体；60℃下真空干燥，得纯品3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸甲酯化合物。称重计算收率为78.5%，熔点161.9~163.5℃。
产物的表征数据同实例1。
实施例3
称取3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸（25g，0.1mol），甲醇（32g，1.0mol），加入到250ml三口烧瓶中，搅拌加热至70℃，使体系中的3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸溶解，加入对甲苯磺酸（1.25g，0.00726mol），回流反应12h。期间，每间隔2h整除甲醇和水的混合物，补加甲醇25g，继续反应。反应结束后，蒸除溶剂，滴加碳酸钠饱和溶液搅拌洗涤，再加水洗涤至中性，抽滤得白色固体，干燥，得纯品3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸甲酯化合物。称重计算收率为81.2%，熔点164.3~164.5℃。
产物的表征同实施例1。
实施例4
称取3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸（25g，0.1mol），甲醇（6.4g，0.2mol），50ml甲苯加入到250ml三口烧瓶中，搅拌加热，使体系中的3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸溶解，加入对甲苯磺酸（2.0g，0.0116mol），回流反应10h。反应结束后，蒸除部分溶剂，滴加碳酸钠饱和溶液搅拌洗涤，再加水洗涤至中性，抽滤得白色固体；60℃下真空干燥，得纯品3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸甲酯化合物。称重计算收率为79.0%，熔点164.2~164.4℃。
产物的表征同实施例1。
实施例5
称取3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸（250g，1mol），甲醇（320g，10mol），加入到1000ml三口烧瓶中，搅拌加热至70℃，使体系中的3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸溶解，加入对甲苯磺酸（20g，0.116 mol），回流反应13h。期间，每间隔2h整除甲醇和水的混合物，补加甲醇250g，继续反应。反应结束后，蒸除溶剂，滴加碳酸钠饱和溶液搅拌洗涤，再加水洗涤至中性，抽滤得白色固体，干燥，得纯品3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸甲酯化合物。称重计算收率为81.6%，熔点164.9~165.2℃。
产物的表征同实施例1。
实施例6
称取3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸（300g，1.2mol），甲醇（420g，13.125mol），加入到1000ml三口烧瓶中，搅拌加热至75℃，使体系中的3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸溶解，加入对甲苯磺酸（30g，0.1744 mol），回流反应9h。期间，每间隔2h整除甲醇和水的混合物，补加甲醇328g，继续反应。反应结束后，蒸除溶剂，滴加碳酸钠饱和溶液搅拌洗涤，再加水洗涤至中性，抽滤得白色固体，60℃下真空干燥，得纯品3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸甲酯化合物。称重计算收率为80.7%，熔点164.5~164.8℃。
产物的表征同实施例1。
实施例7
称取3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸（250g，1.0mol），甲醇（278g，0.869mol），加入到1000ml三口烧瓶中，搅拌加热至65℃，使体系中的3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸溶解，加入对甲苯磺酸（32g，0.186 mol），回流反应11h。期间，每间隔2h整除甲醇和水的混合物，补加甲醇328g，继续反应。反应结束后，蒸除溶剂，滴加碳酸钠饱和溶液搅拌洗涤，再加水洗涤至中性，抽滤得白色固体，干燥，得纯品3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸甲酯化合物。称重计算收率为81.3%，熔点164.4~164.6℃。
产物的表征同实施例1。