一种3-甲氧基-4-羟基苯甲醛的制备方法

本发明涉及生化科技材料技术，具体涉及一种3-甲氧基-4-羟基苯甲醛的制备方法。
背景技术：
：3-甲氧基-4-羟基苯甲醛俗称香兰素,香兰素是重要的食用香料之一，是食品添加剂行业中不可缺少的重要原料，广泛用于食品、巧克力、冰淇淋、饮料以及日用化妆品中起增香和定香作用，还可做饲料的添加剂,电镀行业的增亮剂,制药行业的中间体。目前合成香兰素的主要方法是以邻甲氧基硝基苯为原料，采用还原、重氮化、水解，经过分离后得到愈创木酚，然后经c-甲酰化得到产物。这一合成路线较长，反应条件苛刻，收率较低；因此，如何解决上述问题就成为目前相关技术人员需要思考的事情了。技术实现要素：针对上述问题，本发明提供了一种3-甲氧基-4-羟基苯甲醛的制备方法。本发明的技术方案是：一种3-甲氧基-4-羟基苯甲醛的制备方法，具体操作步骤如下：(1)、邻氯苯酚甲酰化反应：在500ml三口烧瓶中加入15.32～16.38g邻氯苯酚、9.12～9.56g无水氯化铝和250～280g甲苯，搅拌溶解，加热回流1h，再加入3.14～3.83g二乙胺，继续回流0.5h，加入9.36～10.18g甲酸酐锂盐，以5℃/h程序升温至85～90℃，反应5～5.5h后，冷却至室温，调ph值为6.0～7.5，抽滤，减压蒸馏，收集馏分，从而得到3-氯-4-羟基苯甲醛；(2)、3-氯-4-羟基苯甲醛甲基化反应：在250ml三口烧瓶中加入得到的10.21～11.36g3-氯-4-羟基苯甲醛、3.21～3.36g无水氯化镁及13.57～14.84g苯，将其进行混合溶解，加热回流1.5h,再滴加10％氢氧化钠溶液，控制滴加速度，确定反应体系的ph为8.7～9.2,然后均匀分三批次加入9.38～10.21g甲醇钠，每加入一批次甲醇钠，均80℃回流反应2.5～3h，最后冷却至室温，调ph至7.3～8.0，抽滤，减压蒸馏，最终得到3-甲氧基-4-羟基苯甲醛。进一步的，所述邻氯苯酚、无水氯化铝及甲苯的质量比是：1.8：1：39.7。进一步的，所述室温的温度是：25℃。进一步的，所述3-氯-4-羟基苯甲醛、无水氯化镁及苯的质量比是：2.28：1：5.22。进一步的，所述控制滴加速度是：2～3滴/秒。进一步的，所述将甲醇钠分三次加入三口烧瓶中每次的间隔时间是25～30分钟。具体的，邻氯苯酚：化学式为c6h5clo；它是一种无色至黄棕色液体，有不愉快的气味；易溶于水，溶于乙醇、乙醚、氢氧化钠水溶液；邻氯苯酚易燃，可产生一氧化碳、氯化氢等有害气体；同时有毒性(低毒)，可经皮肤吸收。工业上用于有机合成。无水氯化铝：是一种无机物，化学式为alcl3，是氯和铝的化合物；氯化铝熔点、沸点都很低，且会升华，为共价化合物；熔化的氯化铝不易导电，和大多数含卤素离子的盐类(如氯化钠)不同；氯化铝是无色透明晶体或白色而微带浅黄色的结晶性粉末；氯化铝的蒸气或溶于非极性溶剂中或处于熔融状态时，都以共价的二聚分子(al2cl6)形式存在；可溶于水和许多有机溶剂；水溶液呈酸性；芳烃存在下，氯化铝与铝混合可用于合成二(芳烃)金属配合物；例如，二苯铬就是通过特定金属卤化物经由fischer-hafner合成制备的。甲苯，是一种无色、带特殊芳香味的易挥发液体；有强折光性；能与乙醇、乙醚、丙酮、氯仿、二硫化碳和冰乙酸混溶，极微溶于水；易燃，蒸气能与空气形成爆炸性混合物，爆炸极限1.2％～7.0％(体积)；低毒，半数致死量(大鼠，经口)5000mg/kg；高浓度气体有麻醉性，有刺激性。二乙胺：是一种化合物，分子式为c4h11n，分子量为74.1442，无色、易挥发的可燃液体，有强烈氨臭；用作医药、农药的中间体及橡胶促进剂。甲酸酐锂盐：与水作用立刻变为甲酸，在干燥环境中则会脱去一分子一氧化碳再次转化为甲酸；因此甲酸酐只以反应中间体存在于混合体系中；但是含其阴离子[hco-o-co]-的化合物却能稳定存在，如甲酸酐锂盐(hco-o-coli)、甲酸酐银盐(hco-o-coag)、甲酸酐负离子是一种强碱，能够强烈夺取质子，用于合成某些羧基化合物及有机物的羰基化反应。无水氯化镁：一种无机物，化学式mgcl2，无色片状晶体；该物质可以形成六水合物，即六水氯化镁(mgcl2·6h2o)，它包含了六个结晶水；工业上往往对无水氯化镁称为卤粉，而对于六水氯化镁往往称为卤片、卤粒、卤块等；无论是无水氯化镁还是六水氯化镁他们都有一个通性：易潮解，易溶于水。甲醇钠：有着比较广泛的用途,主要用于生产磺胺类药物等，甲醇钠也是一种有机合成的催化剂，用于农药生产和油脂加工工业；供业中甲醇钠产品有两种形式：固体和液体，固体是甲醇钠纯品，液体是甲醇钠的甲醇溶液，甲醇钠含量27.5～31％；用作有机合成中的碱性缩合剂及催化剂,用于香料、染料等的合成，是维生素b1、a及磺胺嘧啶的原料；用作医药、农药的原料，是磺胺咪啶、新诺明、磺胺增效剂等药物合成的重要原料；也用作处理食用脂肪和食用油(特别是处理猪油)的催化剂，以改变脂肪结构，使适用于人造奶油等，在最终食品中必须除去；主要用作缩合剂、强碱性催化剂以及甲氧基化剂，用于制取维生素b1及a、磺胺嘧啶等药物，少量用于农药生产；还用作分析试剂广泛用于香料、染料等工业中。本发明的有益效果是：本发明提供了一种3-甲氧基-4-羟基苯甲醛(香兰素)的制备方法，该方法相较于传统方法，合成路线不长、反应条件温和、收率较高。附图说明图1是本发明中步骤(1)的操作流程图；图2是本发明中步骤(2)的操作流程图；图3是本发明的总体操作流程图。具体实施方式为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明：一种3-甲氧基-4-羟基苯甲醛的制备方法，具体操作步骤如下：邻氯苯酚合成3-甲氧基-4-羟基苯甲醛步骤分为两步：(1)、邻氯苯酚甲酰化反应：在500ml三口烧瓶中加入15.32～16.38g邻氯苯酚、9.12～9.56g无水氯化铝和250～280g甲苯，搅拌溶解，加热回流1h，再加入3.14～3.83g二乙胺，继续回流0.5h，加入9.36～10.18g甲酸酐锂盐，以5℃/h程序升温至85～90℃，反应5～5.5h后，冷却至室温，调ph值为6.0～7.5，抽滤，减压蒸馏，收集馏分，从而得到3-氯-4-羟基苯甲醛；(2)、3-氯-4-羟基苯甲醛甲基化反应：在250ml三口烧瓶中加入得到的10.21～11.36g3-氯-4-羟基苯甲醛、3.21～3.36g无水氯化镁及13.57～14.84g苯，将其进行混合溶解，加热回流1.5h,再滴加10％氢氧化钠溶液，控制滴加速度，确定反应体系的ph为8.7～9.2,然后均匀分三批次加入9.38～10.21g甲醇钠，每加入一批次甲醇钠，均80℃回流反应2.5～3h，最后冷却至室温，调ph至7.3～8.0，抽滤，减压蒸馏，最终得到3-甲氧基-4-羟基苯甲醛。进一步的，一种2-甲氧基-3-氯苯甲醛中间体的制备方法，具体操作步骤如下：(1)、邻氯苯酚甲酰化反应：在500ml三口烧瓶中加入15.32g邻氯苯酚、9.12g无水氯化铝和250g甲苯，搅拌溶解，加热回流1h，再加入3.14g二乙胺，继续回流0.5h，加入9.36g甲酸酐锂盐，以5℃/h程序升温至85℃，反应5h后，冷却至室温，调ph值为6.0，抽滤，减压蒸馏，收集馏分，从而得到3-氯-4-羟基苯甲醛；(2)、3-氯-4-羟基苯甲醛甲基化反应：在250ml三口烧瓶中加入得到的10.21g3-氯-4-羟基苯甲醛、3.21g无水氯化镁及13.57g苯，将其进行混合溶解，加热回流1.5h,再滴加10％氢氧化钠溶液，控制滴加速度，确定反应体系的ph为8.7,然后均匀分三批次加入9.38g甲醇钠，每加入一批次甲醇钠，均80℃回流反应2.5h，最后冷却至室温，调ph至7.3，抽滤，减压蒸馏，最终得到3-甲氧基-4-羟基苯甲醛。进一步的，一种3-甲氧基-4-羟基苯甲醛的制备方法，具体操作步骤如下：(1)、邻氯苯酚甲酰化反应：在500ml三口烧瓶中加入16.38g邻氯苯酚、9.56g无水氯化铝和280g甲苯，搅拌溶解，加热回流1h，再加入3.83g二乙胺，继续回流0.5h，加入10.18g甲酸酐锂盐，以5℃/h程序升温至90℃，反应5.5h后，冷却至室温，调ph值为7.5，抽滤，减压蒸馏，收集馏分，从而得到3-氯-4-羟基苯甲醛；(2)、3-氯-4-羟基苯甲醛甲基化反应：在250ml三口烧瓶中加入得到的11.36g3-氯-4-羟基苯甲醛、3.36g无水氯化镁及14.84g苯，将其进行混合溶解，加热回流1.5h,再滴加10％氢氧化钠溶液，控制滴加速度，确定反应体系的ph为9.2,然后均匀分三批次加入10.21g甲醇钠，每加入一批次甲醇钠，均80℃回流反应3h，最后冷却至室温，调ph至8.0，抽滤，减压蒸馏，最终得到3-甲氧基-4-羟基苯甲醛。进一步的，一种3-甲氧基-4-羟基苯甲醛的制备方法，具体操作步骤如下：(1)、邻氯苯酚甲酰化反应：在500ml三口烧瓶中加入16g邻氯苯酚、9.4g无水氯化铝和265ml甲苯，搅拌溶解，加热回流1h，再加入3.5g二乙胺，继续回流0.5h，加入9.8g甲酸酐锂盐，以5℃/h程序升温至87.5℃，反应5.25h后，冷却至室温，调ph值为7.0，抽滤，减压蒸馏，收集馏分，从而得到3-氯-4-羟基苯甲醛；(2)、3-氯-4-羟基苯甲醛甲基化反应：在250ml三口烧瓶中加入得到的10.80g3-氯-4-羟基苯甲醛、3.3g无水氯化镁及14.25g苯，将其进行混合溶解，加热回流1.5h,再滴加10％氢氧化钠溶液，控制滴加速度，确定反应体系的ph为9.0,然后均匀分三批次加入10.0g甲醇钠，每加入一批次甲醇钠，均80℃回流反应2.75h，最后冷却至室温，调ph至7.5，抽滤，减压蒸馏，最终得到3-甲氧基-4-羟基苯甲醛。进一步的，所述邻氯苯酚、无水氯化铝及甲苯的质量比是：1.8：1：39.7。进一步的，所述室温的温度是：25℃。进一步的，所述3-氯-4-羟基苯甲醛、无水氯化镁及苯的质量比是：2.28：1：5.22。进一步的，所述控制滴加速度是：2～3滴/秒。进一步的，所述将甲醇钠分三次加入三口烧瓶中每次的间隔时间是25～30分钟。二、实验室结果：(一)、邻氯苯酚甲酰化反应影响因素：1、原料配比对反应收率的影响：增加任何一种原料用量，有利于反应向正反应方向移动，收率提高，但增加原料甲酸酐锂用量，更有利于增加亲电甲酰正离子浓度，有利于反应正向进行；实验结果表明，邻氯苯酚与甲酸酐锂的摩尔用量配比为0.42时，3-氯-4-羟基苯甲醛产量最高，收率最大。实验序号原料配比(摩尔)收率10.215820.356330.427240.486750.5353注：原料配比为邻氯苯酚与甲酸酐锂摩尔数之比。2、无水氯化铝用量对收率的影响增加路易斯酸氯化铝用量有利于甲酸酐锂盐形成甲酰正离子，有利于邻氯苯酚进行亲电取代反应，但过多的氯化铝用量会中和乙二胺形成的碱性环境，导致收率降低；实验结果表明，其他原料量一定的情况下，氯化铝用量0.07mol，产量最高，收率最大。实验序号氯化铝用量(mol)产量/g收率/％10.037.425220.058.056430.078.637240.096.815450.116.37483、ph值对反应收率的影响：反应过程中，加入乙二胺是为了保证反应体系呈弱碱性，有利于原料甲酸酐锂盐的稳定，有利于甲酰正离子进攻苯环，有利于反应进行；反应完毕，调ph值为6.0～7.5，体系呈弱酸性环境，更有利于3-氯-4-羟基苯甲醛析出。(二)、3-氯-4-羟基苯甲醛甲氧基化反应影响因素：1、ph值对甲基化反应的影响：甲氧基化反应过程中，滴加naoh溶液，保证体系呈碱性，有利于甲醇钠上的甲氧基取代苯环上的cl原子，脱去nacl小分子，提高3-甲氧基-4-羟基苯甲醛收率；实验结果表明，反应体系ph控制为8.7～9.2时，收率最高。实验序号ph值范围收率17.5～8.02528.1～8.64338.7～9.25849.3～9.83759.9～10.4212、分批次加入甲醇钠对甲氧基化反应的影响：甲氧基化反应过程中，加入甲醇钠，待甲氧基取代苯环上的cl原子，脱去nacl小分子后，再加入另一批次的甲醇钠进行反应，可以避免原料堆积，加快甲氧基取代速度和效率，提高产品收率；实验结果表明，分三批次加入甲醇钠，反应效果更好，收率更高。加料多于三批次，对收率的提高几乎没有影响而且浪费能源没有必要。最后，应当理解的是，本发明中所述实施例仅用以说明本发明实施例的原则；其他的变形也可能属于本发明的范围；因此，作为示例而非限制，本发明实施例的替代配置可视为与本发明的教导一致；相应地，本发明的实施例不限于本发明明确介绍和描述的实施例。当前第1页12