1.本发明涉及化学合成技术领域,特别是涉及一种取代的苯酚类化合物的制备方法。
背景技术:2.α,α,α'-三(4-羟基苯基)-1-乙基-4-异丙基苯,如通式(4)所示,是一种取代的苯酚类化合物,可用于光刻胶领域,进一步用于集成电路或和计算机芯片的制造。
[0003][0004]
专利wo2010134559报道了以对异丙苯基苯酚为原料,经过酰化反应、水解反应和缩合反应获得取代的苯酚的方法,反应原理如下:
[0005][0006]
该方法反应路线长,操作步骤复杂,损失产品收率较多;由于后处理阶段引入多种辅料,产生较多难以回收利用的废水,同时多种辅料的使用引入了更多难以除去的杂质,对产品品质造成不良影响。
[0007]
本发明目的在于提供一种新的取代的苯酚的制备方法,旨在简化操作工艺,减少杂质引入途径,提升产品质量和收率。
技术实现要素:[0008]
鉴于以上所述现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种取代的苯酚类化合物的制备方法,两步法合成关键中间体,路线短,产品纯度高,品质好。
[0009]
为实现上述目的及其他相关目的,本发明的一方面提供一种取代的苯酚类化合物的制备方法,其合成路线如下:
[0010][0011]
具体包括以下步骤:
[0012]
a1、将苯醚(1)与α-甲基苯乙烯反应,获得取代苯醚(2);
[0013]
a2、将取代苯醚(2)进行酰化和脱烷基反应,获得1-乙酰基-4-(1-甲基-1-(4-羟基苯基)乙基)苯(3);
[0014]
a3、将1-乙酰基-4-(1-甲基-1-(4-羟基苯基)乙基)苯(3)与苯酚缩合反应,获得取代的苯酚类化合物(4);
[0015]
苯醚(1)和/或取代苯醚(2)中,r1、r2、r3各自独立选自氢、烷基、芳基、环烷基、烯基、炔基或者它们的组合。
[0016]
在本发明的另一方面提供一种取代的苯酚类化合物(4),采用上述制备方法获得。
具体实施方式
[0017]
本发明的发明人经过大量实验发现,当苯醚(1)的r(r1r2r3)基团的位阻大时,制备的取代苯醚(2)的异构体极少。另外,本方法采用一步法以取代苯醚(2)制备1-乙酰基-4-(1-甲基-1-(4-羟基苯基)乙基)苯(3),即傅克酰基化和脱保护基反应一步完成,路线短,产品纯度高,三废少。在此基础上,完成了本发明。
[0018]
本发明第一方面提供一种取代的苯酚类化合物(4)的制备方法,其合成路线如下:
[0019][0020]
苯醚(1)和/或取代苯醚(2)中,r1、r2、r3各自独立选自氢、烷基、芳基、环烷基、烯基、炔基或者它们的组合。经实验验证发现,当r1、r2、r3不同时为氢,优选r1、r2、r3至少两个不为氢时,取代苯醚(2)的产率高,即绝大部分转化为如式(2)所示的对位产物,α-甲基苯乙烯几乎不进攻式(1)所示的苯醚的邻位。更优选的,r1、r2、r3各自独立选自氢、具有1-20、优选1-12、更优选1-8个碳原子的直链或分支链的烷基、环烷基、苯基或者它们的组合。
[0021]
在一优选实施方式中,所述r1、r2、r3相同,均为具有1-20、优选1-12、更优选1-8个碳原子的直链或分支链的烷基、环烷基、苯基或者它们的组合。优选的,所述r1、r2、r3相同,均为取代或未取代的1-8个碳原子的直链或分支链的烷基、环烷基或苯基。优选的,r1、r2、r3均为未取代的甲基、未取代的乙基、未取代的丙基或未取代的苯基。
[0022]
在一优选实施方式中,所述r1、r2、r3不完全相同;优选的,所述r1、r2、r3各不相同。在一优选实施方式中,苯醚(1)可选自苯基-叔丁基醚、苯基-(三苯基甲基)醚、苯基-(二苯基甲基)醚、异丙氧基苯、(1-甲基丙氧基)苯、(1-甲基丁氧基)苯、(1-乙基丙氧基)苯、(1,1-二甲基丙氧基)苯、(1-甲基-戊氧基)苯、(1-甲基-己氧基)苯、(1-甲基-庚氧基)苯、(1-甲基-辛氧基)苯或苯基-(苯甲基)醚中的一种。
[0023]
所述取代的苯酚的制备方法,包括如下步骤:
[0024]
a1、将苯醚(1)所示的苯醚与α-甲基苯乙烯反应制备取代苯醚(2);
[0025]
可选的,苯醚(1)所示的苯醚与α-甲基苯乙烯在溶剂存在下,所述溶剂选自卤代烷,具体选自二氯甲烷,氯仿,四氯化碳,二氯乙烷,三氯乙烷,四氯乙烷等,更优选自四氯化碳,二氯乙烷。所述溶剂的用量是所述α-甲基苯乙烯的1-20倍,可选1-3倍,3-10倍,10-20倍,优选为3-10倍,溶剂用量根据反应物溶解度,反应速度等因素进行确定。
[0026]
可选的,苯醚(1)所示的苯醚与α-甲基苯乙烯在40-120℃下反应,具体可以是40-60℃,60-80℃,80-100℃,100-120℃,优选的反应温度为60-80℃。
[0027]
可选的,苯醚(1)所示的苯醚与α-甲基苯乙烯的摩尔比为0.8~6:1,可选0.8~1:1,1~2:1,2~4:1,4~6:1,优选为1~2:1。
[0028]
可选的,苯醚(1)所示的苯醚与α-甲基苯乙烯在催化剂存在下反应,所述催化剂为酸性催化剂;优选的,所述催化剂选自强酸性离子交换树脂、固体超强酸、甲磺酸、三氟甲磺酸、苯磺酸、对甲苯磺酸或浓硫酸中的至少一种;优选的催化剂选自强酸性离子交换树脂、固体超强酸,所述催化剂的用量与α-甲基苯乙烯的质量比为0.01~0.5:1,可选0.01~0.05:1,0.05~0.1:1,0.1~0.2:1,0.2~0.3:1,0.3~0.5:1,优选的为0.05~0.3:1。
[0029]
当苯醚(1)与α-甲基苯乙烯反应结束,可以通过过滤、浓缩获得取代苯醚(2)。例如可以通过本领域常用的技术手段去除溶剂,如蒸馏去除溶剂获得粗品。可以使用溶剂溶解后直接用于下一步反应,也可以进一步采用纯化手段以获得更纯净的产品,例如可以将粗品分散于溶剂当中,使溶剂将杂质溶解去除,从而获得更纯净的取代苯醚(2)。
[0030]
a2、将取代苯醚(2)进行酰化和脱烷基反应,获得1-乙酰基-4-(1-甲基-1-(4-羟基苯基)乙基)苯(3);
[0031]
可选的,取代苯醚(2)在含有乙酰氯和三氯化铝的体系中进行酰化反应,具体是使含有取代苯醚(2)和乙酰氯与三氯化铝的混合物接触反应,例如,可以将取代苯醚(2)的溶液滴入含有乙酰氯和三氯化铝的混合物中,用于溶解取代苯醚(2)和配制乙酰氯和三氯化铝的混合物的溶剂可以是烷烃溶剂,具体可以为二氯甲烷。可选的,所述乙酰氯的用量与α-甲基苯乙烯用量的摩尔比为0.8~2:1,0.8~1:1,1~1.5:1,1.5~2:1,优选为1~1.5:1。可选的,所述三氯化铝的用量与α-甲基苯乙烯用量的摩尔比为0.8~3:1,可选为0.8~1:1,1~2:1,2~3:1,优先为1~2:1。可选的,所述乙酰氯的用量与α-甲基苯乙烯用量的摩尔比为0.8~2:1,所述三氯化铝的用量与α-甲基苯乙烯用量的摩尔比为0.8~3:1。取代苯醚(2)和乙酰氯与三氯化铝的混合物接触反应的温度为0-30℃,可选0-10℃,10-20℃,20-30℃,优
选可以是10-20℃。
[0032]
取代苯醚(2)和乙酰氯与三氯化铝的混合物接触反应获得的混合物体系再与盐酸接触完成酰基化反应和脱烷基反应,所述与盐酸接触的过程可以是向上述混合物体系中滴入酸溶液(盐酸)中继续反应,或将上述反应体系的溶液滴入酸溶液(盐酸溶液)中。所述与盐酸接触的温度为10-40℃,可选10-20℃,20-30℃,30-40℃,优选可以是20-30℃。
[0033]
所述盐酸的用量与三氯化铝的用量的质量比为2~5:1,可选为2~2.5:1,2.5~3:1,3~4:1,优选为2.5:1:4:1,所述盐酸浓度为质量百分浓度1%-10%,可选为1%-3%,3%-6%,6%-10%,优选3%-6%。与盐酸接触反应完成后,反应液分层,洗涤,脱溶,结晶从而得到纯度较高的1-乙酰基-4-(1-甲基-1-(4-羟基苯基)乙基)苯(3)。
[0034]
a3、将1-乙酰基-4-(1-甲基-1-(4-羟基苯基)乙基)苯(3)与苯酚缩合反应,以制备取代的苯酚类化合物(4);
[0035]
可选的,1-乙酰基-4-(1-甲基-1-(4-羟基苯基)乙基)苯(3)与苯酚缩合反应在溶剂存在下,并在80~120℃下进行,具体可以是80℃-90℃、90℃-100℃、100℃-110℃、110℃-120℃,优选可以是100℃-110℃、110℃-120℃。所述溶剂选自芳香烃,具体优选自苯、甲苯、二甲苯、三甲苯、乙苯、异丙苯,更优选自苯、甲苯、二甲苯。所述溶剂的用量是所述α-甲基苯乙烯的1-20倍,可选1-3倍,3-10倍,10-20倍,优选为3-10倍。
[0036]
可选的,1-乙酰基-4-(1-甲基-1-(4-羟基苯基)乙基)苯(3)与苯酚用量的摩尔比为1:2~10,1:2~3,1:3~5,1:5~7,1:7~10,优选为1:3~5。
[0037]
可选的,(1-乙酰基-4-(1-甲基-1-(4-羟基苯基)乙基)苯(3)与苯酚缩合反应在催化剂存在条件下进行,所述催化剂为酸性催化剂;优选的,所述催化剂为质子强酸,更优选的,所述催化剂选自浓硫酸、甲磺酸、三氟甲磺酸、苯磺酸、对甲苯磺酸。所述催化剂的用量与1-乙酰基-4-(1-甲基-1-(4-羟基苯基)乙基)苯的质量比为0.1~0.5:1,可选0.1~0.2:1,0.2~0.3:1,0.3~0.4:1,0.4~0.5:1,优选为0.3~0.4:1。
[0038]
可选的,将1-乙酰基-4-(1-甲基-1-(4-羟基苯基)乙基)苯(3)与苯酚缩合反应,可以直接将1-乙酰基-4-(1-甲基-1-(4-羟基苯基)乙基)苯(3)与苯酚在溶剂中混合反应,也可以将1-乙酰基-4-(1-甲基-1-(4-羟基苯基)乙基)苯(3)溶于溶剂中,再分批次加入含有苯酚的溶剂中。优选的是将1-乙酰基-4-(1-甲基-1-(4-羟基苯基)乙基)苯(3)溶于溶剂中,再分批次加入含有苯酚的溶剂中反应。
[0039]
可选的,将1-乙酰基-4-(1-甲基-1-(4-羟基苯基)乙基)苯(3)与苯酚缩合反应,反应过程中通过分水除去反应产生的水分。
[0040]
当1-乙酰基-4-(1-甲基-1-(4-羟基苯基)乙基)苯与苯酚反应结束,可以通过提取获得取代的苯酚类化合物(4)。
[0041]
本发明第二方面提供一种取代的苯酚类化合物(4),采用上述制备方法获得。
[0042]
以下结合实施例进一步说明本发明的有益效果。
[0043]
为了使本发明的发明目的、技术方案和有益技术效果更加清晰,以下结合实施例进一步详细描述本发明。但是,应当理解的是,本发明的实施例仅仅是为了解释本发明,并非为了限制本发明,且本发明的实施例并不局限于说明书中给出的实施例。实施例中未注明具体实验条件或操作条件的按常规条件制作,或按材料供应商推荐的条件制作。
[0044]
此外应理解,本发明中提到的一个或多个方法步骤并不排斥在所述组合步骤前后
还可以存在其他方法步骤或在这些明确提到的步骤之间还可以插入其他方法步骤,除非另有说明;还应理解,本发明中提到的一个或多个设备/装置之间的组合连接关系并不排斥在所述组合设备/装置前后还可以存在其他设备/装置或在这些明确提到的两个设备/装置之间还可以插入其他设备/装置,除非另有说明。而且,除非另有说明,各方法步骤的编号仅为鉴别各方法步骤的便利工具,而非为限制各方法步骤的排列次序或限定本发明可实施的范围,其相对关系的改变或调整,在无实质变更技术内容的情况下,当亦视为本发明可实施的范畴。
[0045]
在下述实施例中,所使用到的试剂、材料以及仪器如没有特殊的说明,均可商购获得。
[0046]
实施例1
[0047]
1-乙酰基-4-(1-甲基-1-(4-羟基苯基)乙基)苯的制备
[0048]
1-1)氮气保护下,向2l四口反应瓶中投入1352g苯基叔丁基醚,35.5g强酸性离子交换树脂h型,体系升温至70-75℃,并在此温度下滴加355gα-甲基苯乙烯。滴加完毕继续在此温度下保温搅拌反应2小时。热过滤回收离子交换树脂,滤液减压短蒸回收过量的苯基叔丁基醚,蒸至无明显馏分,向釜内残留物中加入1420g二氯甲烷搅拌溶解待用。转化率约为95%。经hplc测试,主产物的占比大于98.1%。
[0049]
1-2)另一5l四口反应瓶中加入900g二氯甲烷,600g三氯化铝,搅拌下降至0-10℃,滴入236g乙酰氯,滴毕搅拌至三氯化铝固体颗粒基本消失。控温0-10℃下,将1-1)中制备好的二氯甲烷溶液滴入,滴加完毕体系升温至20-30℃继续搅拌反应4小时。
[0050]
另一5l四口反应瓶中加入1500g水和300g 30%浓盐酸,搅拌均匀后,将1-2)的反应液滴入,控制内温30-40℃,滴毕继续回流反应2小时。分层,有机层先后经1000g 5%稀盐酸,1000g
×
2水洗涤。有机层浓缩,浓缩物用1500g甲苯和1500g已烷重结晶,过滤、干燥后得到类白色固体679g,收率89%。经hplc测试,主产物的占比大于98.3%。(收率是以苯基叔丁基醚为起始原料来计算,下述实施例同样如此)
[0051]
实施例2
[0052]
1-乙酰基-4-(1-甲基-1-(4-羟基苯基)乙基)苯的制备
[0053]
2-1)氮气保护下,向2l四口反应瓶中投入1062g二氯乙烷,505g苯基三苯基甲醚,17.7g强酸性离子交换树脂h型,体系升温至70-75℃,并在此温度下滴加177gα-甲基苯乙烯。滴加完毕继续回流反应2小时。过滤回收离子交换树脂,滤液短蒸回收溶剂,蒸至无明显馏分,向釜内加入1062g二氯甲烷搅拌溶解待用。经hplc测试,主产物的占比大于98.2%。
[0054]
2-2)另一3l四口反应瓶中加入450g二氯甲烷,300g三氯化铝,搅拌下降至0-10℃,滴入118g乙酰氯,滴毕搅拌至三氯化铝固体颗粒基本消失。控温0-10℃下,将2-1)中制备好的二氯甲烷溶液滴入,滴加完毕体系升温至20-30℃继续搅拌反应4小时。
[0055]
另一5l四口反应瓶中加入750g水和150g 30%浓盐酸,搅拌均匀后,将2-2)的反应液滴入,控制内温30-40℃,滴毕继续回流反应2小时。分层,有机层先后经750g 5%稀盐酸,750g
×
2水洗涤。有机层浓缩,浓缩物用750g甲苯和750g已烷重结晶,过滤、干燥后得到类白色固体324g,收率85%。经hplc测试,主产物的含量为98.1%。
[0056]
实施例3
[0057]
1-乙酰基-4-(1-甲基-1-(4-羟基苯基)乙基)苯的制备
[0058]
3-1)氮气保护下,向2l四口反应瓶中投入1062g二氯乙烷,390g苯基三苯基甲醚,35g固体超强酸,体系升温至70-75℃,并在此温度下滴加177gα-甲基苯乙烯。滴加完毕继续回流反应5小时。过滤回收固体超强酸,滤液短蒸回收溶剂,蒸至无明显馏分,向釜内加入1062g二氯甲烷搅拌溶解待用。经hplc测试,主产物的占比大于98.4%。
[0059]
3-2)另一3l四口反应瓶中加入450g二氯甲烷,300g三氯化铝,搅拌下降至0-10℃,滴入118g乙酰氯,滴毕搅拌至三氯化铝固体颗粒基本消失。控温0-10℃下,将3-1)中制备好的二氯甲烷溶液滴入,滴加完毕体系升温至20-30℃继续搅拌反应4小时。
[0060]
另一5l四口反应瓶中加入750g水和150g 30%浓盐酸,搅拌均匀后,将3-2)中反应液滴入,控制内温30-40℃,滴毕继续回流反应4小时。分层,有机层先后经750g 5%稀盐酸,750g
×
2水洗涤。有机层浓缩,浓缩物用750g甲苯和750g已烷重结晶,过滤、干燥后得到类白色固体301g,,收率79%。经hplc测试,主产物的含量为98.2%。
[0061]
实施例4
[0062]
1-乙酰基-4-(1-甲基-1-(4-羟基苯基)乙基)苯的制备
[0063]
4-1)氮气保护下,向2l四口反应瓶中投入885g二氯乙烷,276g苯基三苯基甲醚,9g对甲苯磺酸,体系升温至70-75℃,并在此温度下滴加177gα-甲基苯乙烯。滴加完毕继续回流反应2小时。滤液短蒸回收溶剂,蒸至无明显馏分,向釜内加入885g二氯甲烷搅拌溶解待用。经hplc测试,主产物的占比大于98.1%。
[0064]
4-2)另一3l四口反应瓶中加入450g二氯甲烷,300g三氯化铝,搅拌下降至0-10℃,滴入118g乙酰氯,滴毕搅拌至三氯化铝固体颗粒基本消失。控温0-10℃下,将4-1)中制备好的二氯甲烷溶液滴入,滴加完毕体系升温至20-30℃继续搅拌反应4小时。
[0065]
另一5l四口反应瓶中加入750g水和150g 30%浓盐酸,搅拌均匀后,将4-1)中的反应液滴入,控制内温30-40℃,滴毕继续回流反应4小时。分层,有机层先后经750g 5%稀盐酸,750g
×
2水洗涤。有机层浓缩,浓缩物用750g甲苯和750g已烷重结晶,过滤、干燥后得到类白色固体293g,收率77%。经hplc测试,主产物的含量为98.3%。
[0066]
实施例5
[0067]
如式(4)所示的α,α,α'-三(4-羟基苯基)-1-乙基-4-异丙基苯的制备
[0068]
氮气保护下,于10l四口反应瓶中投入4300g甲苯,1129g苯酚,288g甲磺酸搅拌形成甲苯混合液a,另将763g 1-乙酰基-4-(1-甲基-1-(4-羟基苯基)乙基)苯溶于1000g甲苯后,滴入上述甲苯混合液a,升温回流分水反应10小时。反应结束室温过滤,滤饼用乙酸乙酯溶解,经活性炭脱色,甲苯滴入析晶,过滤,干燥后得到1210g产品,收率95%,经hplc测试,如主产物占比为99.6%。
[0069]
核磁h谱:1h nmr(400mhz,cd3od):δ=1.56(s,6h),1.99(s,3h),6.61-6.67(m,6h),6.82-6.90(m,6h),6.99-7.03(m,4h),核磁c谱:
13
c nmr(100mhz,cd3od):δ=29.96,30.19,41.43,50.50,113.99,114.25,125.70,127.46,127.91,129.42,140.67,141.62,146.97,148.31,154.57,154.76.
[0070]
综上核磁数据解析可以确认产物的结构为α,α,α'-三(4-羟基苯基)-1-乙基-4-异丙基苯,因此可推断式3)和式2)的主产物均为本技术中合成路线中所示的对位产物。
[0071]
本技术提供了一种新的制备工艺路线,当苯醚(1)的r(r1r2r3)基团的位阻大时,制备的取代苯醚(2)的异构体极少,且采用本工艺路线来制备如式(4)所示的α,α,α'-三(4-羟
基苯基)-1-乙基-4-异丙基苯所需要的后处理少,三废少,路线短,产品纯度高。
[0072]
上述实施例仅例示性说明本技术的原理及其功效,而非用于限制本技术。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本技术的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰或改变。因此,举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本技术所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变,仍应由本技术的权利要求所涵盖。