一种水杨醛的合成方法与流程

本发明属于有机化工合成领域，更具体地说，涉及一种水杨醛的合成方法。

背景技术：

1、水杨醛又称2-羟基苯甲醛，是一种有机化合物，为无色至淡黄色油状液体，有焦灼味及杏仁气味，主要用作分析试剂、香料、汽油添加剂，也是用途广泛的有机合成中间体，在药物合成中常用于合成水杨烟肼、苯溴马隆和醋胺苯恶酮等。

2、水杨醛的合成方法有多种，常见的方法有甲酯还原法、苯甲酸还原法和苯甲酸乙酯法。然而甲酯还原法由苯酚经过甲酸酯化、羧酸化得到水杨酸甲酯，再进行还原产生水杨醛，但是反应成本较高；苯甲酸还原法用苯与二氧化碳反应得到苯甲酸，苯甲酸再通过羧酸还原得到苯甲醛，最后通过氧化还原反应转化为水杨醛，该合成方法需要多步反应，产率较低；苯甲酸乙酯法是用苯甲酸与酸催化剂反应得到苯甲酸乙酯，再通过水解、氧化、还原等反应得到水杨醛，但是该方法操作较为复杂。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种水杨醛的合成方法，该水杨醛的合成方法可以降低反应成本，提高水杨醛的产率以及简化水杨醛的合成工艺。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、本发明的一种水杨醛的合成方法，包括以下步骤：

4、s1.合成甲醇镁：将无水甲醇加入四口烧瓶中，升温至35℃以上，分批加入镁，添加完毕后保温搅拌，按照反应的摩尔比甲醇过量，得到含有甲醇镁与甲醇的混合液；

5、步骤s1合成甲醇镁的反应方程式为：

6、ch3oh+mg→ch3o-mg-och3+h2↑；

7、s2.合成苯酚镁：将苯酚投入混合液中，反应液变稠后，再加甲苯，50-60℃搅拌1h以上；继续加入甲苯，升温开始蒸出甲苯-甲醇共沸物，得到含有苯酚镁与甲苯的混合液；

8、步骤s2合成苯酚镁的反应方程式为：

9、

10、s3.合成水杨醛镁：蒸至95℃以上，开始缓慢加入多聚甲醛，加多聚甲醛过程5-6h，同时继续蒸出甲苯-甲醇共沸物，共沸物加水溶解甲醇，甲苯分层收集回用；多聚甲醛加完后升温至105℃以上，反应得到含有水杨醛镁与甲苯的混合液；

11、步骤s3合成水杨醛镁的反应方程式为：

12、

13、s4.酸化：降温至60℃以下，向四口烧瓶中加入质量分数20％硫酸，继续降至40℃以下搅拌4-5h；

14、步骤s4酸化得到水杨醛的反应方程式为：

15、

16、s5.分液：搅拌结束后，反应液转移至分液漏斗，静置分液，分离上层油相，下层水相作为废液；油相用水洗，继续分液，分出上层油相，下层水相待回用；

17、s6.蒸馏：将二次分液得到的油相与水一同加入蒸馏瓶，进行搅拌蒸馏，蒸出第一馏分，第一馏分为水-甲苯共沸物；第一馏分蒸馏完毕后升温，蒸出第二馏分，第二馏分为水-水杨醛共沸物，使用分水器使二者分离。

18、作为本发明的进一步改进，水杨醛合成过程中加入甲醇、镁屑、苯酚、多聚甲醛和硫酸的摩尔比例为7-8:0.7：1：3.4-3.5：0.78-0.79。

19、作为本发明的进一步改进，步骤s1加热反应过程中产生氢气与甲醇蒸汽，通过产生的气泡判断反应的程度。

20、作为本发明的进一步改进，步骤s2第一次加入甲苯用于充当溶剂，避免混合液加入苯酚后过于黏稠；第二次加入甲苯用于作为共沸剂，带出混合液中的甲醇。

21、作为本发明的进一步改进，步骤s4用到的20％硫酸，通过98％浓硫酸与回用水混合配制。

22、作为本发明的进一步改进，步骤s4加入20％硫酸过程四口烧瓶内部体系ph值保持在4-5之间。

23、作为本发明的进一步改进，步骤s6对水-甲苯共沸物分液，甲苯回用，水回用蒸馏。

24、作为本发明的进一步改进，步骤s6蒸出第一馏分的温度为85-101℃；蒸出第二馏分温度为101-102℃。

25、作为本发明的进一步改进，步骤s6分水器与蒸馏瓶通过连接管连接，水-水杨醛共沸物经分水器进入上方冷凝管，冷凝后水和水杨醛流入下方分水器，由于水杨醛密度大于水的密度，水杨醛微溶于水，所以水杨醛与水在分水器分层，水杨醛由底部接收，上层的水液面高于连接管后，会溢流进入蒸馏瓶内部，继续完成蒸馏。

26、作为本发明的进一步改进，所述步骤s6之后还包括步骤s7.处理三废：蒸馏完毕后，收集并处理废渣、废液和废气；其中废渣为蒸馏瓶底部的多聚物；废液为底液中甲醇、硫酸镁、苯酚、甲醛以及初次分液后的水相；废气为合成甲醇镁过程中产生的甲醇蒸汽和氢气。

27、一种合成水杨醛用到的设备，包括反应设备及蒸馏设备，反应设备包括四口烧瓶和搅拌加热设备，四口烧瓶安装在搅拌加热设备上方，搅拌加热设备用于给四口烧瓶加热和搅拌四口烧瓶内部反应液；蒸馏设备包括搅拌加热设备、蒸馏瓶、分水器、冷凝管、连接管和烧杯；蒸馏瓶安装在搅拌加热设备上方，搅拌加热设备用于给蒸馏瓶加热和搅拌蒸馏瓶内部反应液；蒸馏瓶通过连接管与分水器可拆卸连接，用于将蒸馏瓶内蒸馏出的气态水-水杨醛共沸物进入分水器；冷凝管可拆卸安装在分水器的上方，用于使气态水-水杨醛共沸物冷却为液相落入分水器后分层；烧杯放置在分水器的底部，用于接收底部水杨醛。

28、相比于现有技术，本发明的有益效果在于：通过使用甲醇、镁屑、苯酚、多聚甲醛和硫酸合成水杨醛，反应物原料易得，成本较低；本发明不需要添加催化剂即可完成正常的反应转换，既节省了成本，又可以避免催化剂分离的复杂过程；通过使用分水器完成蒸馏水-水杨醛共沸物的过程，使水与水杨醛分离收集，水杨醛微溶于水，水相经分水器溢流回蒸馏瓶，完成重复蒸馏，提高了水杨醛的产率。

技术特征：

1.一种水杨醛的合成方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种水杨醛的合成方法，其特征在于：所述水杨醛合成过程中加入甲醇、镁屑、苯酚、多聚甲醛和硫酸的摩尔比例为7-8:0.7：1：3.4-3.5：0.78-0.79。

3.根据权利要求1所述的一种水杨醛的合成方法，其特征在于：所述步骤s4用到的20％硫酸，通过98％浓硫酸与回用水混合配制。

4.根据权利要求1所述的一种水杨醛的合成方法，其特征在于：所述步骤s4加入20％硫酸过程四口烧瓶(1)内部体系ph值保持在4-5之间。

5.根据权利要求1所述的一种水杨醛的合成方法，其特征在于：所述步骤s6对水-甲苯共沸物分液，甲苯回用，水回用蒸馏。

6.根据权利要求1所述的一种水杨醛的合成方法，其特征在于：所述步骤s6蒸出第一馏分的温度为85-101℃；蒸出第二馏分温度为101-102℃。

7.根据权利要求1所述的一种水杨醛的合成方法，其特征在于：所述步骤s6分水器(4)与蒸馏瓶(3)通过连接管(6)连接，水-水杨醛共沸物经分水器(4)进入上方冷凝管(5)，冷凝后水和水杨醛流入下方分水器(4)，由于水杨醛密度大于水的密度，水杨醛微溶于水，所以水杨醛与水在分水器(4)分层，水杨醛由底部容器接收，上层的水液面高于连接管(6)后，会溢流进入蒸馏瓶(3)内部，继续完成蒸馏。

8.根据权利要求1所述的一种水杨醛的合成方法，其特征在于：所述步骤s6之后还包括步骤s7.处理三废：蒸馏完毕后，收集并处理废渣、废液和废气；其中废渣为蒸馏瓶底部的多聚物；废液为底液中甲醇、硫酸镁、苯酚、甲醛以及初次分液后的水相；废气为合成甲醇镁过程中产生的甲醇蒸汽和氢气。

9.一种合成水杨醛用到的设备，包括反应设备及蒸馏设备，反应设备包括四口烧瓶(1)和搅拌加热设备(2)，四口烧瓶(1)安装在搅拌加热设备(2)上方，搅拌加热设备(2)用于给四口烧瓶(1)加热和搅拌四口烧瓶(1)内部反应液；蒸馏设备包括搅拌加热设备(2)、蒸馏瓶(3)、分水器(4)、冷凝管(5)、连接管(6)和烧杯(7)；蒸馏瓶(3)安装在搅拌加热设备(2)上方，搅拌加热设备(2)用于给蒸馏瓶(3)加热和搅拌蒸馏瓶(3)内部反应液；蒸馏瓶(3)通过连接管(6)与分水器(4)可拆卸连接，用于将蒸馏瓶(3)内蒸馏出的气态水-水杨醛共沸物进入分水器(4)；冷凝管(5)可拆卸安装在分水器(4)的上方，用于使气态水-水杨醛共沸物冷却为液相落入分水器(4)后分层；烧杯(7)放置在分水器(4)的底部，用于接收底部水杨醛。

技术总结
本发明公开了一种水杨醛的合成方法，属于有机化工合成领域。一种水杨醛的合成方法，包括以下步骤：以甲醇和镁屑为原料合成甲醇镁，甲醇镁与苯酚反应得到苯酚镁，苯酚镁再与甲醛反应得到水杨醛镁，水杨醛镁与硫酸反应得到水杨醛；得到的水杨醛经分液蒸馏进一步纯化，最终收集得到水杨醛成品。本发明提出的方法反应成本低，水杨醛的产率高且水杨醛的合成工艺更加简化。

技术研发人员：李将,陈鑫,刘小平
受保护的技术使用者：浙江宏达化学制品有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15