引言：
合成4-甲基二苯甲酮是化学领域中一项重要且引人关注的研究课题。通过精确的实验设计和反应条件控制，可以有效地合成这种具有广泛应用前景的精细化工中间体。
简介：
4-甲基二苯甲酮是一种备受市场青睐的精细化工中间体，在医药、农药、染料和树脂添加剂等领域有广泛应用。其主要用途是作为光固化涂料的光引发剂，International Bio-synthetics公司基于此开发了多种商品化的二苯甲酮类水性光引发剂，如ABQ、MBQ等。
1. 甲基二苯甲酮的合成方法综述
（1）苯甲酰氯甲苯法
H.C.Brow等1957年报道了将苯甲酰氯和甲苯加入三氯化铝硝基苯溶液中，反应合成 4-甲基二苯甲酮的方法。化学反应式如下:
（2）苯甲酸、甲苯法
1992 年美国专利 5，347，047 报道了由甲苯与苯甲酸光气，在Fe304等催化剂作用下，直接合成 4-甲基二苯酮的方法。化学反应式如下：
（3）苯甲酰氯格氏试剂法
在1979年的一项研究中，报道了在低温(78℃)条件下，通过PhMgBr与苯甲酰按照1:1的摩尔比合成4-甲基二苯酮，产率达到了89%。此外，另一项研究中对反应进行了改进，引入了Ni(CO4)作为催化剂，有效将反应温度提升至60~70℃。化学反应式如下:
（4）苯、甲苯光气法
通过在三氯化铝催化下，利用苯、甲苯和光气的化合物，可以合成4-甲基二苯酮。在此合成过程中，物料的摩尔比为6:1:8，产物包括53.6%的4-Me二苯酮，14.5%的4,4-diMe二苯酮，5.5%的Ph2CO和12.7%的对甲基甲酸，化学反应式如下:
（5） 三氯甲基苯甲苯法
1990年，N.R.Ayyangar等报道了由三氯甲基苯在三氯化铝催化条件下，以二氯乙烷为溶剂，与甲苯在 0~25℃反应合成4-甲基二苯酮，化学反应式如下:
2. 合成4-甲基二苯甲酮的具体实验步骤
2.1 方法一
由苯甲酰氯、甲苯、催化剂傅克反应合成4-甲基二苯甲酮。合成路线如下：
2.1.1 实验步骤
（1）酰基化反应
在具有搅拌功能、玻璃冷凝器和玻璃温度计的四口反应瓶中，首先加入无水三氯化铝和甲苯，进行搅拌。随后逐滴加入苯甲酰氯和甲苯溶液，直至加料完毕。在一定温度下继续搅拌反应一段时间，最终得到反应的粗产品和三氯化铝混合液。
（2）水解反应
反应装置同酰基化反应，酰基化反应粗产物冷却至室温后移入滴液漏斗。将定量水加入反应瓶，冰盐水冷却搅拌下，缓缓滴加酰基化粗产物入反应瓶。水解毕，加入定量浓盐酸洗涤一次，物料移入分液漏斗，静置分层得到油层。
（3）脱溶
常压蒸馏装置，将水解反应得到的油相反应物加热升温至甲苯沸点温度，蒸出甲苯后得到粘稠状粗产品。
（4）一段精馏
精馏装置为玻璃精馏塔，塔径45mm，塔高1200mm，填料为Ф3~5mm 不锈钢三角填料，填料高度 1000mm。塔顶回流冷凝器通入60℃以上热水冷却，电磁芯自动控制回流比，尾气接旋片式真空泵，塔体电热丝调压保温。
脱溶粗产品投入蒸馏瓶，电热套加热升温，开启尾气真空泵、塔顶冷凝器保温热水。控制塔顶残压在 1333Pa下，整塔全回流稳定后，控制塔顶回流比，采出前馏份，得到主馏分为一段精馏产品。
（5）二段精馏
二段精馏装置及操作同一段精馏，一段精馏粗产品经二段精馏得到合格产
品。
2.1.2 合成最优工艺条件为:
（1）酰基化反应条件
苯甲酰氯与三氯化铝的摩尔比为1:1.05，反应浓度为15%，加料温度 10℃，反应温度 30℃，反应时间 1h。
（2）水解反应优惠条件
水用量比 2:1，反应温度 30℃，反应时间1h，酸用量比:10:1，酸洗温度 30℃，酸洗时间 0.5h。
2.2 方法二
从市场上购置4-甲基二苯甲酮粗产品，利用乙腈制成近饱和的溶液，采用冷冻结晶法制备样品晶体，具体条件为：冰箱10℃保持2小时，按照减小0.2℃/h速度降温至-18℃保持48小时。挑选其中生成的单晶颗粒，制备成约为20克的纯品；使用乙腈将其溶解，同时加入20～100微克BHT稳定剂，旋转蒸发除去溶剂后得到含量均一的纯品，呈粉末状；氮气保护下称重、分装至棕色储样瓶中，一批制备200瓶。
3. 4-甲基二苯甲酮的未来趋势和创新
4-甲基二苯甲酮是一种用途广泛的化学物质，目前用于香水和紫外线过滤剂，有望取得令人兴奋的进展。新兴应用包括其在开发新型药物和先进材料方面的潜力。例如，生物催化技术的进步可能带来更可持续、更高效的 4-甲基二苯甲酮衍生物生产方法，这些衍生物具有定制特性。
基于材料科学和计算化学研究的预测模型可以在这一探索中发挥关键作用。通过模拟 4-甲基二苯甲酮的不同分子结构如何与目标材料或生物系统相互作用，科学家可以优先考虑有希望的进一步研究和开发途径。这将加速创新，并引导 4-甲基二苯甲酮的未来用途走向突破性应用。
4. 结论
合成4-甲基二苯甲酮是一项复杂而引人关注的化学合成过程。通过深入研究和实验验证，我们可以更好地理解其合成机理和反应路径，为其在相关领域的应用提供坚实的基础。随着科学技术的不断进步，我们相信对这一化合物的研究将会迎来更多的突破和创新，为相关领域的发展带来新的机遇和挑战。
参考：
[1] 臧阳陵. 水性光引发剂4-（2-羟乙氧基甲基）二苯甲酮合成研究[D]. 湖南:湖南大学,2002. DOI:10.7666/d.y504335.
[2] 中国烟草总公司郑州烟草研究院. 4-甲基二苯甲酮纯度标准物质及其制备方法. 2020-12-08.
[3]https://www.linkedin.com/pulse/4-methylbenzophenonephotoinitiator-mbp-market-size-trends
[4]https://www.reliablemarketforecast.com/4-methylbenzophenone-photoinitiator-mbp--r1935595
[5]https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6222881/
1
