許 標(biāo)
(湖南食品藥品職業(yè)學(xué)院,湖南 長沙 410208)
3-(α-甲氧基)甲烯基苯并呋喃-2(3H)-酮的合成工藝中主要副產(chǎn)物分析
許 標(biāo)
(湖南食品藥品職業(yè)學(xué)院,湖南 長沙 410208)
本文對(duì)3-(α-甲氧基)甲烯基苯并呋喃-2(3H)-酮的合成工藝中的主要副產(chǎn)物進(jìn)行了研究。先將副產(chǎn)物分離,再經(jīng)過LC-MS和1HNMR譜圖分析,證實(shí)反應(yīng)中主要副產(chǎn)物為(E)-2-(2-羥苯基)-3-甲氧基丙烯酸甲酯。
合成工藝;副產(chǎn)物;甲氧基丙烯酸酯
3-(α-甲氧基)甲烯基苯并呋喃-2(3H)-酮的合成是整個(gè)嘧菌酯合成工藝中最關(guān)鍵的一步。我們以鄰羥基苯乙酸為原料,采用一鍋法合成3-(α-甲氧基)甲烯基苯并呋喃-2(3H)-酮,縮短了反應(yīng)時(shí)間,與文獻(xiàn)相比,反應(yīng)收率提高了三十多個(gè)百分點(diǎn),純度達(dá)到95.5%。為了弄清反應(yīng)過程中產(chǎn)生的主要副產(chǎn)物,這些副產(chǎn)物是否會(huì)對(duì)后續(xù)反應(yīng)產(chǎn)生影響,我們進(jìn)行了較深入的研究。我們?cè)趯?shí)驗(yàn)中用液相色譜跟蹤反應(yīng)時(shí)發(fā)現(xiàn),反應(yīng)過程中有少量副產(chǎn)物生成,而且隨著反應(yīng)時(shí)間的延長含量不斷增加,另外提純的3-(α-甲氧基)甲烯基苯并呋喃-2(3H)-酮在甲醇溶液中放置時(shí)間過長,會(huì)產(chǎn)生副產(chǎn)物,使純度下降,而在粗品用甲醇重結(jié)晶過程中也出現(xiàn)相同的情況。液相色譜的樣品流出時(shí)間及光譜數(shù)據(jù)表明,這些副產(chǎn)物應(yīng)為同一物質(zhì)。因此我們?cè)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,將反應(yīng)得到的副產(chǎn)物分離出來,分析它的結(jié)構(gòu)和反應(yīng)機(jī)理。
在500mL四口瓶中加入30.4g(0.2mol)鄰羥基苯乙酸及100mL乙酸酐,加熱至90℃使鄰羥基苯乙酸溶解。然后加入53.2g (0.5mol)原甲酸三甲酯,在102℃下反應(yīng)7h,并用分水器分離反應(yīng)中產(chǎn)生的水。冷卻后減壓脫溶,用70mL溶劑溶解殘?jiān)?,再?0mL水洗滌,將有機(jī)相減壓脫溶得到灰黑色固體,在40℃下恒溫干燥5h。最后用30mL甲醇重結(jié)晶,烘干,得到產(chǎn)品28.1g,純度95.5%,收率78.2%。
將10.0 g上述95.5%的3-(α-甲氧基)甲烯基苯并呋喃-2(3H)-酮經(jīng)減壓柱層析(硅膠200~300目,石油醚:乙酸乙酯(體積比)=3:1~1:1梯度淋洗),分離出主要成分,其余成分再經(jīng)減壓柱層析(硅膠200~300目,石油醚:乙酸乙酯(體積比)=3:1~1:3梯度淋洗)得到白色晶體。
2.1 氣相色譜——質(zhì)譜聯(lián)用分析
為了分析得到的副產(chǎn)物的結(jié)構(gòu),我們作了LC-MS譜圖分析,結(jié)果如圖1所示。
圖1 副產(chǎn)物的LC-MS譜圖Fig.1 The LC-MS spectrogram of by-product
由圖1可知,得到的副產(chǎn)物純度較高,它的分子離子峰為209,且該分子離子為陽離子,可確定它的分子量為208。結(jié)合反應(yīng)機(jī)理,我們推測該副產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)為:
2.2 核磁共振分析
為了進(jìn)一步分析得到的副產(chǎn)物的結(jié)構(gòu),我們作了1HNMR譜圖分析,結(jié)果如圖2所示。
1H NMR譜圖解析如下:
圖2 副產(chǎn)物的1HNMR譜圖
Fig.2 The1HNMR spectrogram of by-product
由圖2可知,該化合物1H NMR(300 MHz,CDCl3):7.64(1H,s),7.26~7.14(2 H,m),7.00~6.91(2 H,m),6.21(1 H,s),3.89(3 H,s),3.77(3 H,s)。
1H NMR譜圖解析如下:從低場到高場進(jìn)行分析,δ= 7.64 ppm對(duì)應(yīng)一個(gè)氫,可以歸屬于羥基上的氫,δ= 7.26~7.14 ppm對(duì)應(yīng)兩個(gè)氫,可以歸屬于苯環(huán)中羥基兩個(gè)對(duì)位上的氫,δ= 7.00~6.91 ppm對(duì)應(yīng)兩個(gè)氫,可以歸屬于苯環(huán)中羥基鄰位和對(duì)位上的氫,δ= 6.21 ppm為一單峰,對(duì)應(yīng)一個(gè)氫,可以歸屬于碳碳雙鍵上的氫,δ=3.89 ppm對(duì)應(yīng)三個(gè)氫,可以歸屬于甲酯上的氫,δ= 3.77 ppm對(duì)應(yīng)三個(gè)氫,可以歸屬于甲氧基上的氫。
2.3 副產(chǎn)物的產(chǎn)生機(jī)理分析
3-(α-甲氧基)甲烯基苯并呋喃-2(3H)-酮從結(jié)構(gòu)上看,可認(rèn)為是一種內(nèi)酯,酯在催化劑作用下可發(fā)生水解、醇解、氨解等反應(yīng),無催化劑時(shí)反應(yīng)很慢。我們?cè)趯?shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)3-(α-甲氧基)甲烯基苯并呋喃-2(3H)-酮溶解在甲醇中,過幾天后其純度會(huì)降低,另外用甲醇重結(jié)晶提純時(shí)這種現(xiàn)象更嚴(yán)重。這說明3-(α-甲氧基)甲烯基苯并呋喃-2(3H)-酮在常溫下可與甲醇緩慢反應(yīng),溫度較高時(shí)反應(yīng)加快,這與酯的醇解現(xiàn)象相符。
實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)在碳酸鉀、氫氧化鈉等堿存在時(shí)該副產(chǎn)物的生成速度更快,這也間接說明副產(chǎn)物是由3-(α-甲氧基)甲烯基苯并呋喃-2(3H)-酮發(fā)生醇解而得來。我們還做了副產(chǎn)物的溶解度試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)它在水中的溶解度比3-(α-甲氧基)甲烯基苯并呋喃-2(3H)-酮大,說明分子中存在羥基一類的親水性基團(tuán)。
綜合實(shí)驗(yàn)結(jié)果與波譜圖,我們判斷該副產(chǎn)物為(E)-2-(2-羥苯基)-3-甲氧基丙烯酸甲酯,且該副產(chǎn)物是由3-(α-甲氧基)甲烯基苯并呋喃-2(3H)-酮與甲醇發(fā)生醇解而生成的。反應(yīng)方程式為:
[1] 馬海軍,沙向陽,李 捷,等.含雜環(huán)的甲氧基丙烯酸酯類化合物的合成與初步殺菌活性研究[C].第五屆新農(nóng)藥創(chuàng)制交流會(huì)論文集. 2003:189-191.
[2] 鄧建穩(wěn),劉衛(wèi)東,朱衛(wèi)國, 等. 3-甲氧基亞甲基苯并呋喃-2(3H)酮回收利用的工藝研究[J].精細(xì)化工中間體,2012(2):39-40.
[3] 劉衛(wèi)東,李世林,李仲英,等.含嘧啶環(huán)的N-甲氧基氨基甲酸甲酯類化合物的合成及生物活性[J]. 農(nóng)藥學(xué)學(xué)報(bào), 2005,7(4): 357-360.
[4] 呂澤良,高 揚(yáng),李 軍,等.3-芳苯基苯并呋喃酮類化合物的合成及抗腫瘤活性[J].高等學(xué)?;瘜W(xué)學(xué)報(bào),2013,34(11):2531-2539.
[5] 林富榮 李偉東.嘧菌酯的新合成工藝研究[J].化學(xué)試劑,2014,36(12):1147-1149.
(本文文獻(xiàn)格式:許標(biāo).3-(α-甲氧基)甲烯基苯并呋喃-2(3H)-酮的合成工藝中主要副產(chǎn)物分析[J].山東化工,2017,46(20):82-84.)
AnalysisoftheMainby-ProductintheSynthesisof3-(α-Methoxy)Methylenebezofuran-2(3H)-Ketone
XuBiao
(Hunan food and Drug Vocational College,Changsha 410208,china)
In this paper, the main by-product in the synthesis of 3-(α-methoxy) methylenebezofuran-2(3H)-ketone is analysed. After separated the by-product ,and then analysed their LC-MS and 1HNMR ,It is authenticated that the main by-product in the reaction is (E) -2- (2- hydroxymethyl) -3- methoxy methyl acrylate.
synthesis technology; by-product;methoxy acrylic acid methyl ester
2017-08-15
許標(biāo)(1974—),講師,碩士。
TQ533.6
A
1008-021X(2017)20-0082-03