本文将介绍合成2,4-二甲基-6-叔丁基苯酚的方法以及其的具体应用,希望能为相关研究人员提供有益的信息。
背景:2,4-二甲基-6-叔丁基苯酚是一种能迅速与游离基作用而使链反应终止的物质,是新型耐高温航空燃料抗氧化剂,丙烯酸阻聚剂,也常称作稳定剂,是多种高分子抗氧化剂的中间体,同时也是一种非常重要的医药中间体。国内外生产叔丁基酚的烷基化试剂主要有异丁烯、叔丁醇和甲基叔丁基醚,催化剂主要有酸(硫酸和固体酸等)和树脂等。但叔丁醇做试剂将产生大量废水。
1. 合成:
从原子经济性和污染角度考虑,选用价格便宜的浓硫酸做催化剂,异丁烯为烷基化试剂, 在90℃通入异丁烯,反应4 h,得到目标产品2,4-二甲基-6-叔丁基苯酚,纯度达到99%,相对于2,4-二甲基苯酚收率为95%以上。具体步骤如下:
在带有搅拌、导气管和回流冷凝器的100 mL四口瓶中,氮气保护下加入2,4-二甲基苯酚35 g (0.278 mol),催化剂浓硫酸0.32 g(3.26 mmol),加热至90℃左右,通入异丁烯进行烷基化反应,GC监控至原料消失,大约4 h。反应结束后,降至室温,水洗至中性,分层,干燥,有机层进行减压蒸馏,经GC 分析,得到产品纯度大于99%(均为面积归一化定标,下同),相对于2,4-二甲基苯酚收率为95%以上。
2. 应用:合成6-叔丁基-3-氯甲基-2,4-二甲基苯酚。
以2,4-二甲基-6-叔丁基苯酚、多聚甲醛和三氯氧磷为原料,在四氯化碳溶剂中可合成6-叔丁基-3-氯甲基-2,4-二甲基苯酚。较佳工艺为:在四氯化碳溶剂中,反应温度为40℃,2,4-二 甲基-6-叔丁基苯酚用量为60 g,多聚甲醛12 g,浓盐酸30 g,相转移催化剂4 g,三氯氧磷40 g。在上述条件下,6-叔丁基-3-氯甲基-2,4-二甲基苯酚的收率为95%,纯度>99%。具体实验操作如下:
在带有搅拌、恒压滴液漏斗、回流冷凝器和气体吸收装置的250 mL四口烧瓶中,加入原料2,4-二甲基-6-叔丁基苯酚57 g(0.32 mol),多聚甲醛11.4 g(0.38 mol),相转移催化剂5 g,溶剂四氯化碳200 mL,室温下滴加浓盐酸39.2 g(0.38 mol),搅拌反应1小时,控制在室温下滴加三氯氧磷40 g(0.25 mol),注意滴加速度,避免盐酸气体逸出速度太快。反应过程中色谱监控直至原料峰消失,反应完毕,5%的食盐水 洗涤油层至中性,分层,无水硫酸钠干燥,回收溶剂,得到产品2,4-二甲基-3-氯甲基-6-叔丁基苯酚(以后本文中简称氯甲基苯酚)72 g(0.318 mol)。色谱纯度为99%(面积归一化法),收率为96.4%(以2,4-二甲基-6-叔丁基苯酚计摩尔产率)。
参考文献:
[1]刘佳,孙兵,屈滨等. 6-叔丁基-3-氯甲基-2,4-二甲基苯酚的合成 [J]. 广州化学, 2017, 42 (04): 50-53+58. DOI:10.16560/j.cnki.gzhx.20170402.
[2]王海洋,赵巍,徐林等. 抗氧剂2,4-二甲基-6-叔丁基苯酚的合成 [J]. 精细石油化工, 2009, 26 (01): 71-73.
[3]王海洋,赵巍,徐林等. 2,4-二甲基-6-叔丁基苯酚的合成 [J]. 精细化工中间体, 2007, (06): 26-27+35. DOI:10.19342/j.cnki.issn.1009-9212.2007.06.008.