技术领域：
本发明涉及有机合成技术领域，具体涉及一种2-(4-(二乙氨基)苯基)-3-羟基-6-硝基-4-酮的绿色合成方法。
背景技术：
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黄酮类化合物是一类存在于自然界中、具有2-苯基色原酮结构的化合物，分子中含有一个酮式羰基，第一位上的氧原子具有碱性，能与强酸成盐，其羟基衍生物多具黄色。黄酮类化合物在植物体中通常与糖结合成苷类，小部分以游离态的形式存在。黄酮类化合物中有药用价值的化合物很多，这些化合物用于防治心脑血管疾病，如能降低血管的脆性，改善血管的通透性、降低血脂和胆固醇，防治老年高血压、脑溢血、冠心病、心绞痛、扩张冠状血管，增加冠脉流量。许多黄酮类成分具有止咳、祛痰、平喘及抗菌的活性，同时具有护肝、解肝毒、抗真菌、治疗急、慢性肝炎、肝硬化及抗自由基和抗氧化作用。除此之外，黄酮类化合物还具有与植物雌激素相同的作用。
专利cn105111175b公开了一步法制备3-羟基-6-硝基黄酮的合成方法，以醛类和2-羟基-5-硝基苯乙酮为底物，以醇类为溶剂，以吡咯烷为催化剂，将底物、溶剂和催化剂一次性加入反应釜中，常温搅拌反应过夜，反应结束后，通过减压抽滤得到固体，将固体用无水乙醇清洗后，通风晾干，得到纯净的成品。该专利实施例中的产物产率较低，所用催化剂吡咯烷具有腐蚀性和易燃性并且见光或潮湿空气易变黄色。为了提高合成操作的环保性和产物的产率、降低成本以及简化操作，发明人开发出一种2-(4-(二乙氨基)苯基)-3-羟基-6-硝基-4-酮的绿色合成方法。
技术实现要素：
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本发明所要解决的技术问题在于提供一种2-(4-(二乙氨基)苯基)-3-羟基-6-硝基-4-酮的绿色合成方法，该合成方法不使用反应溶剂，节省了反应溶剂的投入成本同时减少废水的产生量，并且后处理操作简便，得到高产率和高纯度的产物2-(4-(二乙氨基)苯基)-3-羟基-6-硝基-4-酮。
本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：
-种2-(4-(二乙氨基)苯基)-3-羟基-6-硝基-4-酮的绿色合成方法，以4-(二乙氨基)苯甲醛和2-羟基-5-硝基苯乙酮作为反应原料，加热反应，反应结束后反应液自然冷却降温，加入乙醇打浆，抽滤，滤渣用乙醇洗涤，烘干，得到2-(4-(二乙氨基)苯基)-3-羟基-6-硝基-4-酮。
所述4-(二乙氨基)苯甲醛和2-羟基-5-硝基苯乙酮的摩尔比为1∶1.01-1.05。
所述加热反应的温度为110-130℃。
所述降温后的反应液温度低于70℃。
所述乙醇为无水乙醇。
所述打浆时乙醇的加入量为原料4-(二乙氨基)苯甲醛和2-羟基-5-硝基苯乙酮的总质量的0.5-5倍。
4-(二乙氨基)苯甲醛的熔点在37-41℃，2-羟基-5-硝基苯乙酮的熔点在100-104℃，而本发明将加热反应的温度设置在110-130℃，使原料4-(二乙氨基)苯甲醛和2-羟基-5-硝基苯乙酮在熔融状态下发生反应，提高了原料的转化率；并且，后处理采用无水乙醇打浆方式，利用原料溶于乙醇而产物不溶于乙醇的原理，在简化后处理操作的同时得到高纯度的产物。
上述合成方法未使用催化剂，虽然也能制得产物2-(4-(二乙氨基)苯基)-3-羟基-6-硝基-4-酮，但产率不高，因此发明人基于进一步提高产物产率的目的，尝试在反应体系中添加催化剂，即本发明所要解决的技术问题还可以采用以下的技术方案来实现：
一种2-(4-(二乙氨基)苯基)-3-羟基-6-硝基-4-酮的绿色合成方法，以4-(二乙氨基)苯甲醛和2-羟基-5-硝基苯乙酮作为反应原料，加入催化剂，加热反应，反应结束后反应液自然冷却降温，加入乙醇打浆，抽滤，滤渣用乙醇洗涤，烘干，得到2-(4-(二乙氨基)苯基)-3-羟基-6-硝基-4-酮。
所述4-(二乙氨基)苯甲醛、2-羟基-5-硝基苯乙酮、催化剂的摩尔比为1∶1.01-1.05∶0.01-0.05。
所述加热反应的温度为110-130℃。
所述降温后的反应液温度低于70℃。
所述乙醇为无水乙醇。
所述打浆时乙醇的加入量为原料4-(二乙氨基)苯甲醛和2-羟基-5-硝基苯乙酮的总质量的0.5-5倍。
所述催化剂为二茂镍。
二茂镍通过络合催化作用使反应物分子活化，加快反应速率，提高原料的转化率，进而提高产物的产率。而二茂镍并不属于本领域已知的能够用于该缩合反应的催化剂，发明人在试验过程中尝试将二茂镍作为催化剂添加到反应体系中，得到了显著提高产物产率的预料不到的技术效果。
并且，发明人还尝试使用负载型催化剂，负载型催化剂也采用了络合催化机理，由于载体的负载作用使催化剂与反应物充分地接触，进而提高原料的转化率。
所述催化剂为负载型分子筛催化剂，以介孔分子筛作为载体，以氧化镍或氧化钇作为活性组分，活性组分的负载量为5-10％。
所述负载型分子筛催化剂的制备方法为：将介孔分子筛焙烧，得到活化后的分子筛载体；将硝酸镍溶于水中，制成硝酸镍溶液；将活化后的分子筛载体浸渍于硝酸镍溶液中，抽滤，干燥，焙烧，得到负载型分子筛催化剂。
所述活化后的分子筛载体与硝酸镍的质量比为10-20∶1-5。
所述负载型分子筛催化剂的制备方法为：将介孔分子筛焙烧，得到活化后的分子筛载体；将活化后的分子筛载体加入到高压釜中，并加入氢化蓖麻油，加热加压处理，焙烧，得到改性分子筛载体；将硝酸钇溶于水中，制成硝酸钇溶液；将改性分子筛载体浸渍于硝酸钇溶液中，抽滤，干燥，焙烧，得到负载型分子筛催化剂。
所述活化后的分子筛载体与氢化蓖麻油的质量比为5-10∶1-5。
所述加热加压处理的温度为85-95℃，压力为5-10mpa。
所述改性分子筛载体与硝酸钇的质量比为10-20∶1-5。
所述焙烧的温度为500-600℃。
在高温高压条件下，熔融的氢化蓖麻油渗透到介孔分子筛内部使分子筛的介孔孔径变大，在后续的高温焙烧时分子筛中的氢化蓖麻油因汽化而消失，从而增强介孔分子筛的负载活性，提高活性组分的负载量。
本发明的有益效果是：本发明使4-(二乙氨基)苯甲醛与2-羟基-5-硝基苯乙酮在熔融状态下发生反应，不仅避免了反应溶剂的使用，节省了反应溶剂的投入成本，并且减少了后处理的废水产生量，提高了合成方法的绿色环保性，同时还提高产物2-(4-(二乙氨基)苯基)-3-羟基-6-硝基-4-酮的产率和纯度。
具体实施方式：
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
实施例1
2-(4-(二乙氨基)苯基)-3-羟基-6-硝基-4-酮的合成：以4-(二乙氨基)苯甲醛(3.54g，0.02mol)和2-羟基-5-硝基苯乙酮(3.80g，0.021mol)作为反应原料，加热至120℃反应5h，反应结束后反应液自然冷却降温至60℃，加入10g无水乙醇打浆15min，抽滤，滤渣用5g无水乙醇洗涤，60℃烘干12h，得到5.61g2-(4-(二乙氨基)苯基)-3-羟基-6-硝基-4-酮，产率78.8％，纯度99.2％，es：[m+1]+357.14。
实施例2
实施例2与实施例1的区别之处在于将加热温度设为130℃。
2-(4-(二乙氨基)苯基)-3-羟基-6-硝基-4-酮的合成：以4-(二乙氨基)苯甲醛(3.54g，0.02mol)和2-羟基-5-硝基苯乙酮(3.80g，0.021mol)作为反应原料，加热至130℃反应5h，反应结束后反应液自然冷却降温至60℃，加入10g无水乙醇打浆15min，抽滤，滤渣用5g无水乙醇洗涤，60℃烘干12h，得到5.68g2-(4-(二乙氨基)苯基)-3-羟基-6-硝基-4-酮，产率79.8％，纯度99.1％。
实施例3
实施例3与实施例1的区别之处在于添加了二茂镍作为催化剂。
2-(4-(二乙氨基)苯基)-3-羟基-6-硝基-4-酮的合成：以4-(二乙氨基)苯甲醛(3.54g，0.02mol)和2-羟基-5-硝基苯乙酮(3.80g，0.021mol)作为反应原料，加入二茂镍(以镍计，0.06g，0.001mol)，加热至120℃反应5h，反应结束后反应液自然冷却降温至60℃，加入10g无水乙醇打浆15min，抽滤，滤渣用5g无水乙醇洗涤，60℃烘干12h，得到6.43g2-(4-(二乙氨基)苯基)-3-羟基-6-硝基-4-酮，产率90.3％，纯度99.2％。
实施例4
实施例4与实施例1的区别之处在于添加了以氧化镍作为活性组分的负载型分子筛催化剂。
负载型分子筛催化剂的制备：将介孔分子筛mcm-48于550℃下焙烧3h，得到活化后的分子筛载体；将2g硝酸镍溶于30g水中，制成硝酸镍溶液；将20g活化后的分子筛载体浸渍于硝酸镍溶液中8h，抽滤，100℃下干燥5h，于550℃下焙烧4h，得到负载型分子筛催化剂，负载量为7.2％。
2-(4-(二乙氨基)苯基)-3-羟基-6-硝基-4-酮的合成：以4-(二乙氨基)苯甲醛(3.54g，0.02mol)和2-羟基-5-硝基苯乙酮(3.80g，0.021mol)作为反应原料，加入上述所制负载型分子筛催化剂(以镍计，0.06g，0.001mol)，加热至120℃反应5h，反应结束后反应液自然冷却降温至60℃，加入10g无水乙醇打浆15min，抽滤，滤渣用5g无水乙醇洗涤，60℃烘干12h，得到6.71g2-(4-(二乙氨基)苯基)-3-羟基-6-硝基-4-酮，产率94.2％，纯度99.3％。
实施例5
实施例5与实施例1的区别之处在于添加了以氧化钇作为活性组分的负载型分子筛催化剂。
负载型分子筛催化剂的制备：将介孔分子筛mcm-48于550℃下焙烧3h，得到活化后的分子筛载体；将20g活化后的分子筛载体加入到高压釜中，并加入3g氢化蓖麻油，加热至90℃加压至5mpa处理30min，于550℃下焙烧3h，得到改性分子筛载体；将2g硝酸钇溶于30g水中，制成硝酸钇溶液；将改性分子筛载体浸渍于硝酸钇溶液中8h，抽滤，100℃下干燥5h，于550℃下焙烧4h，得到负载型分子筛催化剂，负载量为8.0％。
2-(4-(二乙氨基)苯基)-3-羟基-6-硝基-4-酮的合成：以4-(二乙氨基)苯甲醛(3.54g，0.02mol)和2-羟基-5-硝基苯乙酮(3.80g，0.021mol)作为反应原料，加入上述所制负载型分子筛催化剂(以钇计，0.09g，0.001mol)，加热至120℃反应5h，反应结束后反应液自然冷却降温至60℃，加入10g无水乙醇打浆15min，抽滤，滤渣用5g无水乙醇洗涤，60℃烘干12h，得到6.84g2-(4-(二乙氨基)苯基)-3-羟基-6-硝基-4-酮，产率96.1％，纯度99.3％。
对照例
对照例与实施例5的区别之处在于未对分子筛载体进行改性处理。
负载型分子筛催化剂的制备：将介孔分子筛mcm-48于550℃下焙烧3h，得到活化后的分子筛载体；将2g硝酸钇溶于30g水中，制成硝酸钇溶液；将20g活化后的分子筛载体浸渍于硝酸钇溶液中8h，抽滤，100℃下干燥5h，于550℃下焙烧4h，得到负载型分子筛催化剂，负载量为6.1％。
2-(4-(二乙氨基)苯基)-3-羟基-6-硝基-4-酮的合成：以4-(二乙氨基)苯甲醛(3.54g，0.02mol)和2-羟基-5-硝基苯乙酮(3.80g，0.021mol)作为反应原料，加入上述所制负载型分子筛催化剂(以钇计，0.09g，0.001mol)，加热至120℃反应5h，反应结束后反应液自然冷却降温至60℃，加入10g无水乙醇打浆15min，抽滤，滤渣用5g无水乙醇洗涤，60℃烘干12h，得到6.19g2-(4-(二乙氨基)苯基)-3-羟基-6-硝基-4-酮，产率86.9％，纯度99.1％。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。