專利名稱：制備肉桂酸酯的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于制備肉桂酸酯的方法。肉桂酸衍生物可用作塑料制品中的抗氧化劑和紫外線吸收劑。它們還可用作合成藥物、農(nóng)藥和香料中的中間體。
通過苯甲醛與乙酸酯的縮合制備肉桂酸酯的方法稱為克萊森-史密特反應(yīng)[Ber.,23,976(1890)]。然而當(dāng)在鈉存在下進(jìn)行克萊森-史密特反應(yīng)時(shí)，優(yōu)先發(fā)生康尼查羅反應(yīng)，從而得到主要產(chǎn)物芐醇并以低收率提供所需產(chǎn)物肉桂酸酯。
德國(guó)專利DE709227描述了在氫化鈉作為堿存在的條件下通過苯甲醛與乙酸乙酯或乙酸甲酯之間的縮合反應(yīng)制備肉桂酸乙酯或肉桂酸甲酯的方法。然而，氫化鈉不僅難以操作并且昂貴，因此需要改進(jìn)該方法。
在有機(jī)合成累積索引第1卷，252(Org.Synth.Coll.,Vol.1,252)中描述了制備肉桂酸乙酯的方法，即在少量乙醇存在下，使用細(xì)散的鈉作為堿，將苯甲醛與乙酸乙酯進(jìn)行縮合。該方法在工業(yè)上是不可行的，這是因?yàn)殁c難以操作并且該方法的收率不夠高，準(zhǔn)確地說，收率一般為68-74％。
日本專利申請(qǐng)公開昭61-7236描述了使用金屬醇鹽作為堿，通過苯甲醛和乙酸酯之間的縮合反應(yīng)制備肉桂酸酯的方法。但是，由于有4.7-12.5％的3-甲氧基-3-苯基丙酸副產(chǎn)物生成，所以為了從反應(yīng)混合物中分離出肉桂酸酯，該方法需要特殊的提純步驟，例如蒸餾。因此，該方法存在一些問題，例如較低的收率、困難的副產(chǎn)物提純和處理。
US4618698描述了制備任選取代的肉桂酸酯的方法，即在醇存在下，將任選取代的苯甲醛與任選取代的乙酸酯和烴氧基金屬反應(yīng)以形成任選取代的肉桂酸酯和β-烷氧基-β-苯基丙酸的混合物，然后在酸性或堿性條件下水解該混合物以得到任選取代的肉桂酸。隨后，該任選取代的肉桂酸需進(jìn)行酯化以得到所需的任選取代的肉桂酸酯。
US5359122特別地描述了制備任選取代的肉桂酸及其酯的方法，即在催化量的質(zhì)子酸或路易斯酸存在下，通過芳香醛的醛縮二醇與乙烯酮反應(yīng)得到3-芳基丙酸衍生物，然后在鏈烷醇存在下該衍生物與酸或堿反應(yīng)得到所需的任選取代的肉桂酸或酯。
本發(fā)明人對(duì)肉桂酸酯的合成進(jìn)行了深入的研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)了以高收率制備高純度肉桂酸酯的方法，該方法提供了一個(gè)工業(yè)上可行的制備方法。
本發(fā)明提供了制備式(Ⅲ)的肉桂酸酯的方法 ，該方法包括在堿存在下，將式(Ⅰ)的苯甲醛 與式(Ⅱ)的乙酸酯反應(yīng) ，并且在不加入額外的溶劑或在加入額外的溶劑后，用酸處理反應(yīng)混合物以便將反應(yīng)混合物中存在的式(Ⅳ)表示的3-烷氧基-3-苯基丙酸酯 轉(zhuǎn)比為式(Ⅲ)的肉桂酸酯。
當(dāng)R1、R2、R3、X1、X2、X3、X4或X5表示具有1-6個(gè)碳原子的烷基時(shí)，烷基可以是直鏈或支鏈的基團(tuán)。所述烷基的實(shí)例包括甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、異戊基、2-甲基丁基、新戊基、叔戊基、1-乙基丙基、己基、4-甲基戊基、3-甲基戊基、2-甲基戊基、1-甲基戊基、3,3-二甲基丁基、2,2-二甲基丁基、1,1-二甲基丁基、1,2-二甲基丁基、1,3-二甲基丁基、2,3-二甲基丁基和2-乙基丁基，其中優(yōu)選具有1-3個(gè)碳原子的的直鏈或支鏈烷基，更優(yōu)選甲基和乙基。
當(dāng)R1、R2、R3、X1、X2、X3、X4或X5表示環(huán)烷基時(shí)，在飽和的碳環(huán)中具有3-6個(gè)碳原子，實(shí)例是環(huán)丙基、環(huán)丁基、環(huán)戊基和環(huán)己基。
當(dāng)X1、X2、X3、X4或X5表示鹵原子時(shí)，可以是例如氟、氯、溴或碘原子，其中優(yōu)選氟和氯原子。
當(dāng)X1、X2、X3、X4或X5表示具有1-6個(gè)碳原子的烷氧基時(shí)，可以是直鏈或支鏈基團(tuán)。所述烷氧基的實(shí)例包括甲氧基、乙氧基、丙氧基、異丙氧基、丁氧基、異丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基、戊氧基、異戊氧基、2-甲基丁氧基、新戊氧基、1-乙基丙氧基、己氧基、4-甲基戊氧基、3-甲基戊氧基、2-甲基戊氧基、1-甲基戊氧基、3,3-二甲基丁氧基、2,2-二甲基丁氧基、1,1-二甲基丁氧基、1,2-二甲基丁氧基、1,3-二甲基丁氧基、2,3-二甲基丁氧基和2-乙基丁氧基，其中優(yōu)選具有1-3個(gè)碳原子的直鏈或支鏈烷氧基，更優(yōu)選甲氧基。
當(dāng)X1、X2、X3、X4或X5表示具有1-6個(gè)碳原子的鹵代烷基時(shí)，可以是上文例舉的任何具有1-6個(gè)碳原子的烷基，這些烷基被上文例舉的1-3個(gè)鹵原子取代，其中優(yōu)選上文例舉的具有1-3個(gè)碳原子且被1-3個(gè)氟或氯原子取代的烷基，更優(yōu)選氯代甲基和三氟甲基。
當(dāng)X1、X2、X3、X4或X5表示具有1-6個(gè)碳原子的鹵代烷氧基時(shí)，可以是上文例舉的任何具有1-6個(gè)碳原子的烷氧基，這些烷氧基被上文例舉的1-3個(gè)鹵原子取代，其中優(yōu)選上文例舉的具有1-3個(gè)碳原子且被1-3個(gè)氟或氯原子取代的烷氧基，更優(yōu)選氯代甲氧基和三氟甲氧基。
當(dāng)X1、X2、X3、X4或X5表示具有1-6個(gè)碳原子的烷硫基時(shí)，其烷基部分可以是上文例舉的任何具有1-6個(gè)碳原子的烷基，其中優(yōu)選具有1-3個(gè)碳原子的直鏈或支鏈烷基，更優(yōu)選甲硫基。
當(dāng)X1、X2、X3、X4或X5表示具有1-6個(gè)碳原子的烷基亞硫酰基時(shí)，其烷基部分可以是上文例舉的任何具有1-6個(gè)碳原子的烷基，其中優(yōu)選具有1-3個(gè)碳原子的直鏈或支鏈烷基，更優(yōu)選甲基亞硫酰基。
當(dāng)X1、X2、X3、X4或X5表示具有1-6個(gè)碳原子的烷基磺?；鶗r(shí)，其烷基部分可以是上文例舉的任何具有1-6個(gè)碳原子的烷基，其中優(yōu)選具有1-3個(gè)碳原子的直鏈或支鏈烷基，更優(yōu)選甲基磺酰基。
當(dāng)任何相鄰的兩個(gè)X1、X2、X3、X4和X5和與它們相連的兩個(gè)碳原子一起表示5-或6-元飽和或不飽和雜環(huán)時(shí)，所述環(huán)可以含有1-4個(gè)選自氧、氮和硫原子的雜原子。當(dāng)有4、3或2個(gè)雜原子時(shí)，優(yōu)選其中應(yīng)有0、1或2個(gè)雜原子為硫和/或氧原子，相應(yīng)地，應(yīng)有4、3或2個(gè)，3、2或1個(gè)，2、1或0個(gè)雜原子為氮原子。所述雜環(huán)基團(tuán)的實(shí)例包括諸如呋喃、吡咯、噻吩、吡啶、二氫吡喃、二氫吡咯、吡唑和嘧啶的5-或6-元環(huán)，其中優(yōu)選呋喃。
本發(fā)明制備肉桂酸酯的方法示于下述反應(yīng)圖解中
混合物A或
混合物B
其中X1、X2、X3、X4、X5、R1、R2和R3定義如上。步驟1在該步驟中，在堿存在下，式(Ⅰ)的苯甲醛與式(Ⅱ)的乙酸酯縮合得到式(Ⅲ)的肉桂酸酯和式(Ⅳ)的3-烷氧基-3-苯基丙酸酯的混合物。
乙酸酯的實(shí)例包括乙酸甲酯、乙酸乙酯和乙酸丙酯，其中優(yōu)選乙酸甲酯和乙酸乙酯。
乙酸酯的用量一般相對(duì)于所用苯甲醛為0.5當(dāng)量或大大過量。優(yōu)選每當(dāng)量苯甲醛用2-10當(dāng)量乙酸酯。
在本發(fā)明反應(yīng)中所用堿優(yōu)選式(Ⅴ)表示的金屬醇鹽，R4OM(Ⅴ)其中R4表示具有1-6個(gè)碳原子的烷基和M表示堿金屬。所述金屬醇鹽的實(shí)例包括低級(jí)醇的堿金屬鹽，例如甲醇鈉、乙醇鈉和叔丁醇鉀。其中更優(yōu)選鈉醇鹽，更優(yōu)選甲醇鈉和乙醇鈉，最優(yōu)選甲醇鈉。
堿可以無水粉末的形式使用或使用其在相應(yīng)的醇R4OH中的溶液。
金屬醇鹽的用量一般相對(duì)于苯甲醛為0.5-10當(dāng)量，優(yōu)選1-2當(dāng)量。
該步驟中的反應(yīng)可在反應(yīng)中所用的乙酸酯中進(jìn)行或在其它溶劑中進(jìn)行。但優(yōu)選使用乙酸烷酯。如果在該反應(yīng)中使用其它溶劑，對(duì)該溶劑的特性沒有特別的限制，只要該溶劑至少能在一定程度上溶解試劑并且對(duì)反應(yīng)沒有不利影響即可。合適的溶劑包括脂族烴，例如己烷和石油醚；芳族烴，例如苯和甲苯；醚，例如二乙醚和四氫呋喃；以及酰胺，例如二甲基甲酰胺，其中優(yōu)選脂族烴和芳族烴。
反應(yīng)可以在寬的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行，對(duì)本發(fā)明而言，不嚴(yán)格要求精確的反應(yīng)溫度。優(yōu)選的反應(yīng)溫度取決于諸如所用溶劑、原料或試劑的特性的因素。但是，一般而言，我們發(fā)現(xiàn)反應(yīng)在-70-150℃下，更優(yōu)選在-20-80℃下進(jìn)行是便利的。根據(jù)許多因素，特別是反應(yīng)溫度和所用試劑、堿和溶劑的特性的不同，反應(yīng)所需的時(shí)間也發(fā)生較大的變化。然而，如果反應(yīng)在上述優(yōu)選的條件下進(jìn)行，那么30分鐘-48小時(shí)，更優(yōu)選1-24小時(shí)的反應(yīng)時(shí)間就足夠了。
當(dāng)R4OM用作堿時(shí)，式(Ⅲ)和(Ⅳ)表示的化合物的R2和式(Ⅳ)表示的化合物的R3均來源于式(Ⅱ)表示的化合物的R1和式R4OM化合物的R4。在最終產(chǎn)物中的R1和R4比例隨反應(yīng)條件而變化。步驟2在該步驟中，通過用酸處理式(Ⅲ)的肉桂酸酯和式(Ⅳ)的3-烷氧基-3-苯基丙酸酯的混合物得到式(Ⅲ)的肉桂酸酯。
對(duì)于酸的特性沒有特別的限制，只要其pH值不高于6即可。實(shí)例包括磺酸，例如甲磺酸和對(duì)甲苯磺酸；羧酸，例如甲酸、乙酸和三氟乙酸；無機(jī)酸，例如鹽酸、硫酸和高氯酸；以及路易斯酸，例如氯化鋁和氯化鋅。其中優(yōu)選鹽酸和硫酸。
一般，酸的用量為每當(dāng)量3-烷氧基-3-苯基丙酸酯用0.1-20當(dāng)量，更優(yōu)選0.5-5當(dāng)量。
該步驟可以在不提純步驟1中制得的反應(yīng)混合物的條件下進(jìn)行，也可以在提純了反應(yīng)混合物后進(jìn)行。
如果使用其它溶劑，對(duì)該溶劑的特性沒有特別的限制，只要該溶劑對(duì)反應(yīng)或?qū)τ嘘P(guān)試劑沒有不利影響并且它至少能在一定程度上溶解試劑即可。合適的溶劑的實(shí)例包括脂族烴，例如己烷；芳族烴，例如苯和甲苯；醚，例如二乙醚和四氫呋喃；以及酰胺，例如二甲基甲酰胺。其中，優(yōu)選脂族烴和芳族烴。
我們發(fā)現(xiàn)，與US5359122中的相應(yīng)步驟相似，如果該步驟是在醇溶劑中進(jìn)行，則收率相對(duì)低。因此，特別優(yōu)選本發(fā)明方法的第2個(gè)步驟應(yīng)在不加入任何醇的條件下進(jìn)行。
反應(yīng)可以在寬的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行，對(duì)本發(fā)明而言，不嚴(yán)格要求精確的反應(yīng)溫度。優(yōu)選的反應(yīng)溫度取決于諸如所用溶劑、原料或試劑的特性的因素。但是，一般而言，我們發(fā)現(xiàn)反應(yīng)在0-150℃下，更優(yōu)選在50-120℃下進(jìn)行是便利的。根據(jù)許多因素，特別是反應(yīng)溫度和所用試劑、堿和溶劑的特性的不同，反應(yīng)所需的時(shí)間也發(fā)生較大的變化。然而，如果反應(yīng)在上述優(yōu)選的條件下進(jìn)行，那么30分鐘-48小時(shí)，更優(yōu)選1-24小時(shí)的反應(yīng)時(shí)間就足夠了。
上述步驟完成后，可用常規(guī)方法從反應(yīng)混合物中分離出反應(yīng)產(chǎn)物。例如，通過向反應(yīng)混合物中加入與水不溶混的有機(jī)溶劑(例如乙酸乙酯)、洗滌(例如用冰和水的混合物、飽和碳酸氫鈉溶液、水或飽和氯化鈉水溶液或其多種進(jìn)行洗滌)、在干燥劑，例如無水硫酸鈉上進(jìn)行干燥并在減壓條件下蒸餾出溶劑，從而可分離出所需的化合物。如果需要，所需化合物能通過已知的方法，例如蒸餾進(jìn)行進(jìn)一步提純。步驟3在一些情況下，可以形成大量的式(Ⅲa)表示的副產(chǎn)物肉桂酸[即R2為氫原子時(shí)的式(Ⅲ)化合物]。此時(shí)，為了將肉桂酸轉(zhuǎn)化為式(Ⅲ)的酯，可以通過在酸存在下使式(Ⅲa)表示的肉桂酸與醇反應(yīng)來進(jìn)行任選的步驟3。
當(dāng)然，醇的特性將取決于用R2表示的希望引入的基團(tuán)的特性。實(shí)例包括甲醇、乙醇、丙醇和丁醇，其中優(yōu)選甲醇和乙醇。
同樣，對(duì)所用酸的特性沒有特別的限制，任何通常用于此類反應(yīng)的酸同樣可用于此處，只要該酸能保持反應(yīng)混合物中的pH值不大于6即可。所述酸的實(shí)例包括磺酸，例如甲磺酸和對(duì)甲苯磺酸；羧酸，例如甲酸、乙酸和三氟乙酸；無機(jī)酸，例如鹽酸、硫酸和高氯酸；以及路易斯酸，例如氯化鋁和氯化鋅。其中優(yōu)選鹽酸和硫酸。
一般，以步驟2中得到的粗混合物為基準(zhǔn)，酸的用量為0.01-1.00重量％，優(yōu)選0.1-10重量％。
該步驟可以在不提純步驟2中制得的反應(yīng)混合物的條件下或在提純了反應(yīng)混合物后以及在不加入額外的溶劑或在加入額外的溶劑后進(jìn)行。
如果使用其它溶劑，對(duì)該溶劑的特性沒有特別的限制，只要該溶劑對(duì)反應(yīng)或?qū)τ嘘P(guān)試劑沒有不利影響并且它至少能在一定程度上溶解試劑即可。合適的溶劑的實(shí)例包括脂族烴，例如己烷和甲基環(huán)己烷；芳族烴，例如苯和甲苯；醚，例如二乙醚和四氫呋喃；以及酰胺，例如二甲基甲酰胺。其中，優(yōu)選脂族烴和芳族烴。
反應(yīng)可以在寬的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行，對(duì)本發(fā)明而言，不嚴(yán)格要求精確的反應(yīng)溫度。優(yōu)選的反應(yīng)溫度取決于諸如所用溶劑、原料或試劑的特性的因素。但是，一般而言，我們發(fā)現(xiàn)反應(yīng)在0-150℃下，更優(yōu)選在50-120℃下進(jìn)行是便利的。根據(jù)許多因素，特別是反應(yīng)溫度和所用試劑、堿和溶劑的特性的不同，反應(yīng)所需的時(shí)間也發(fā)生較大的變化。然而，如果反應(yīng)在上述優(yōu)選的條件下進(jìn)行，那么30分鐘-48小時(shí)，更優(yōu)選1-24小時(shí)的反應(yīng)時(shí)間就足夠了。
步驟2和3能在一個(gè)釜中進(jìn)行。
上述步驟完成后，可用常規(guī)方法從反應(yīng)混合物中分離出反應(yīng)產(chǎn)物。例如，通過向反應(yīng)混合物中加入與水不溶混的有機(jī)溶劑(例如甲苯)和酸、分離有機(jī)層然后在減壓條件下蒸餾出溶劑，從而可分離出所需化合物。如果需要，所需化合物能通過已知的方法，例如蒸餾進(jìn)行進(jìn)一步提純。
但是，在某些情況下，所生成的副產(chǎn)物肉桂酸的量是可以忽略的，此時(shí)步驟3可以省略。
下文將參照下述非限制性實(shí)施例更詳細(xì)地描述本發(fā)明。
實(shí)施例1肉桂酸甲酯在攪拌的同時(shí)，將1.22g切成塊狀的鈉加入20ml無水甲醇中。在鈉溶解后，減壓蒸餾出甲醇。然后向所得甲醇鈉中滴加16.3ml無水乙酸甲酯，同時(shí)在氮?dú)夥障戮S持溫度為-20℃至-10℃。然后滴加4.5g苯甲醛，同時(shí)保持溫度為-15℃至-10℃。滴加結(jié)束后，在-10℃攪拌反應(yīng)混合物20分鐘并繼續(xù)在室溫下攪拌3小時(shí)。在該時(shí)間的最后，向反應(yīng)混合物中加入6ml乙酸。攪拌混合物，此后，在室溫下靜置過夜。然后在60℃加熱反應(yīng)混合物2小時(shí)，隨后加入20ml水和10ml乙酸乙酯，攪拌10分鐘。分離有機(jī)層并萃取水層三次，每次使用20ml乙酸乙酯。合并有機(jī)層和萃取液，依次用飽和碳酸氫鈉水溶液、水和飽和氯化鈉水溶液進(jìn)行洗滌，此后，在無水硫酸鈉上進(jìn)行干燥。然后，減壓蒸餾除去溶劑，得到油狀物(6.80g)。蒸餾(6mmHg,105-120℃)所得油狀物，得到5.85g肉桂酸甲酯和3-甲氧基3-苯基丙酸甲酯的混合物。該混合物含有16mol％3-甲氧基-3-苯基丙酸甲酯。
向1.00g所得肉桂酸甲酯和3-甲氧基-3-苯基丙酸甲酯的混合物中依次加入5ml無水甲苯和一滴濃硫酸。回流加熱所得混合物6.5小時(shí)。最后，冷卻該混合物，然后加入30ml乙酸乙酯，依次用水和飽和氯化鈉水溶液洗滌混合物。在無水硫酸鈉上干燥混合物，減壓蒸餾除去溶劑，得到0.961g肉桂酸甲酯(純度98.7％；收率81.7％)。1H-核磁共振(200MHz,CDCl3),δ(ppm)7.71(1H，雙峰，J=16.0Hz)；7.57-7.52(2H，多重峰)；7.43-738(3H，多重峰)；6.46(1H，雙峰，J=16.0Hz)；3.82(3H，單峰)。
實(shí)施例2肉桂酸甲酯向3.62g甲醇鈉(含量至少95％)中滴加16.0ml無水乙酸甲酯，同時(shí)維持溫度為-10℃至-8℃，然后滴加4.50g苯甲醛，同時(shí)保持溫度為為-8℃至-2℃。滴加結(jié)束后，在-5℃至-3℃攪拌反應(yīng)混合物20分鐘并繼續(xù)在室溫下攪拌3小時(shí)。在該時(shí)間的最后，向反應(yīng)混合物中加入稀硫酸水溶液(由3.50g濃硫酸和20ml水制得)，同時(shí)用冰冷卻，然后在冰冷卻的同時(shí)攪拌混合物1小時(shí)，并繼續(xù)在室溫下攪拌3小時(shí)。反應(yīng)混合物靜置過夜后，加入20ml水和40ml乙酸乙酯。分離有機(jī)層并萃取水層三次，每次使用20ml乙酸乙酯。合并有機(jī)層和萃取液，依次用飽和碳酸氫鈉水溶液、水和飽和氯化鈉水溶液進(jìn)行洗滌，此后，在無水硫酸鈉上進(jìn)行干燥。減壓蒸餾除去溶劑，得到7.44g油狀物。該油狀物含有7mol％3-甲氧基-3-苯基丙酸甲酯。
向油狀物中加入20ml甲苯，減壓蒸發(fā)除去溶劑。殘余物中加入35ml無水甲苯和一滴濃硫酸，然后回流加熱混合物4.5小時(shí)。再加入4滴濃硫酸，所得混合物加熱回流3小時(shí)，隨后加入2滴濃硫酸并再次回流加熱5.5小時(shí)。最后，冷卻該混合物，然后加入50ml甲苯。依次用水、飽和碳酸氫鈉水溶液、水和飽和氯化鈉水溶液洗滌所得混合物，然后在無水硫酸鈉上干燥。減壓蒸餾除去溶劑，得到6.08g肉桂酸甲酯(純度98.1％；收率86.8％)。
實(shí)施例3肉桂酸甲酯向36.3g甲醇鈉(含量至少95％)中滴加160ml無水乙酸甲酯，同時(shí)維持溫度為-16℃至-13℃，然后滴加45.2g苯甲醛，同時(shí)保持溫度為-18℃至-5℃。滴加結(jié)束后，在-5℃至-14℃攪拌反應(yīng)混合物20分鐘并繼續(xù)在室溫下攪拌3小時(shí)。向反應(yīng)混合物中加入稀硫酸水溶液和冰(由3.50g濃硫酸和400g冰制得)，同時(shí)進(jìn)行冰冷卻，然后在冰冷卻的同時(shí)攪拌混合物30分鐘并在室溫下攪拌1小時(shí)。從反應(yīng)混合物中分離出有機(jī)層。向水層中加入400ml水，萃取混合物三次，每次使用10ml乙酸乙酯。合并有機(jī)層和萃取液，依次用飽和碳酸氫鈉水溶液、水、飽和碳酸氫鈉水溶液、水和飽和氯化鈉水溶液進(jìn)行洗滌，此后，在無水硫酸鈉上進(jìn)行干燥。減壓蒸餾除去溶劑，得到油狀物(83.5g)。蒸餾(6mmHg,110-140℃)所得油狀物，得到63.2g肉桂酸甲酯和3-甲氧基-3-苯基丙酸甲酯的混合物。該混合物含有9mol％3-甲氧基-3-苯基丙酸甲酯。
向油狀物中加入350ml無水甲苯，然后加入0.50g濃硫酸?；亓骷訜崴没旌衔?小時(shí)。向反應(yīng)混合物中再加入0.50g濃硫酸，所得混合物加熱回流2.5小時(shí)。在該時(shí)間的最后，再加入1.00g濃硫酸，混合物回流加熱3.5小時(shí)。冷卻混合物，然后加入200ml甲苯。依次用冰水、飽和碳酸氫鈉水溶液、水和飽和氯化鈉水溶液洗滌所得混合物，然后在無水硫酸鈉上干燥。減壓蒸餾除去溶劑，得到62.2g標(biāo)題化合物(純度6.5％；收率87.0％)。
實(shí)施例4肉桂酸甲酯一個(gè)3升的雙頸燒瓶裝備有溫度計(jì)和1升的滴液漏斗并用氮?dú)獯迪?。?25.10g(2.20mol)甲醇鈉(特定種類試劑，含量至少95％)加入燒瓶中。在冰-水-鹽浴中冷卻燒瓶直至內(nèi)部溫度為0℃，然后滴加747.0ml乙酸甲酯，同時(shí)保持內(nèi)部溫度為10℃或更低。再次在冰-水-鹽浴中冷卻，同時(shí)用60分鐘滴加203.3ml苯甲醛，滴加速率應(yīng)保證內(nèi)部溫度不超過25℃。然后從冷卻浴中移出燒瓶，在室溫下攪拌反應(yīng)化合物3小時(shí)。在該時(shí)間的最后，在室溫下向反應(yīng)混合物中加入600ml4N的鹽酸水溶液和500ml甲醇的混合物以溶解沉淀物。所得溶液萃取3次，每次用1.5升乙酸甲酯。用飽和氯化鈉水溶液洗滌萃取液2次，在無水硫酸鎂上干燥，然后通過減壓蒸發(fā)進(jìn)行濃縮，得到紅棕色油狀物。該油狀物含有11mol％3-甲氧基-3-苯基丙酸甲酯。
將油狀物溶解在1.0升無水甲苯中。在室溫下向所得溶液中加入10.70ml濃硫酸，然后混合物回流加熱3小時(shí)。在該時(shí)間的最后，冷卻反應(yīng)混合物，然后加入81.0ml甲醇和10.7ml濃硫酸。所得混合物再次回流加熱2小時(shí)，隨后冷卻反應(yīng)混合物。反應(yīng)混合物用飽和氯化鈉水溶液洗滌2次，在無水硫酸鎂上干燥并通過減壓蒸發(fā)進(jìn)行濃縮，得到紅棕色油狀物。減壓蒸餾(4mmHg,103-106℃)所得到的油狀物，得到297.78g肉桂酸甲酯(純度98.9％；收率91.8％)。
實(shí)施例5肉桂酸甲酯和肉桂酸乙酯向29.47ml甲醇鈉(含量至少95％)中滴加188ml乙酸乙酯，同時(shí)維持溫度為5℃，然后向混合物中滴加50.00g苯甲醛，同時(shí)保持溫度為20-25℃。滴加結(jié)束后，在25℃攪拌反應(yīng)混合物2小時(shí)。然后加入53.00g35％的鹽酸水溶液、150ml水和200ml甲苯，在20-25℃攪拌混合物30分鐘。然后分離有機(jī)層，并通過減壓蒸發(fā)進(jìn)行濃縮，得到粗油狀物(92.96g)。
向所得油狀物中加入250ml甲苯和2.5ml97％硫酸，混合物回流加熱3小時(shí)。在該時(shí)間的最后，冷卻混合物，加入200ml水，劇烈攪拌混合物。然后分離有機(jī)層，并通過減壓蒸發(fā)進(jìn)行濃縮，得到油狀物(87.45g)，將其蒸餾(4mmHg,103-106℃)得到肉桂酸甲酯和肉桂酸乙酯的混合物(純度肉桂酸甲酯61.76％；肉桂酸乙酯36.75％；總收率97.5％)。
實(shí)施例6肉桂酸甲酯在60℃向98.00g甲醇鈉(含量28％)和100ml甲苯的混合物中加入136.80g乙酸乙酯。然后加入50.00g苯甲醛，同時(shí)保持溫度為60℃。滴加結(jié)束后，在加熱回流的同時(shí)，攪拌反應(yīng)混合物5.5小時(shí)。冷卻反應(yīng)混合物，然后加入53.00g35％的鹽酸水溶液、150ml水和100ml甲苯。然后分離有機(jī)層，并通過減壓蒸發(fā)進(jìn)行濃縮，得到粗油狀物(78.49g)。該油狀物含有13.8mol％3-甲氧基-3-苯基丙酸甲酯和8.7mol％的肉桂酸副產(chǎn)物。
向所得油狀物中加入250ml甲苯和2.5ml97％硫酸，混合物回流加熱3.5小時(shí)。向所得混合物中加入2.5ml97％硫酸和50ml甲醇，混合物再次回流加熱2.5小時(shí)。在該時(shí)間的最后，冷卻混合物，加入200ml水，劇烈攪拌混合物。然后分離有機(jī)層并通過減壓蒸發(fā)進(jìn)行濃縮，得到含有91.0％肉桂酸甲酯(收率88.6％)的油狀物(72.90g)。
用上述方法能以高收率得到高純度的肉桂酸酯衍生物。本發(fā)明提供了工業(yè)上可行的制備肉桂酸酯衍生物的方法，所述肉桂酸酯衍生物可用作塑料制品的抗氧化劑和紫外線吸收劑以及用作合成藥物、農(nóng)藥和香料的中間體。
權(quán)利要求
1．制備式(Ⅲ)的肉桂酸酯的方法
[其中X1、X2、X3、X4和X5彼此相同或不同并且均代表氫原子、具有1-6個(gè)碳原子的烷基、具有3-6個(gè)碳原子的環(huán)烷基、鹵原子、具有1-6個(gè)碳原子的烷氧基、具有1-6個(gè)碳原子的鹵代烷基、具有1-6個(gè)碳原子的鹵代烷氧基、具有1-6個(gè)碳原子的烷硫基、具有1-6個(gè)碳原子的烷基亞硫?；⒕哂?-6個(gè)碳原子的烷基磺?；⑾趸?、氰基、苯基、苯氧基、氨基、具有1-6個(gè)碳原子的烷氨基或每個(gè)烷基部分均具有1-6個(gè)碳原子的二烷基氨基，或X1、X2、X3、X4和X5表示的任何兩個(gè)相鄰取代基可以形成可含有1-4個(gè)氧和/或氮和/或硫雜原子的5-或6-元飽和或不飽和環(huán)；R2表示具有1-6個(gè)碳原子的烷基或具有3-6個(gè)碳原子的環(huán)烷基]，該方法包括在堿存在下，將式(Ⅰ)的苯甲醛
[其中X1、X2、X3、X4和X5的定義如上]與式(Ⅱ)的乙酸酯反應(yīng)
[其中R1表示具有1-6個(gè)碳原子的烷基或具有3-6個(gè)碳原子的環(huán)烷基]，并且在不加入額外的溶劑或在加入額外的溶劑后，用酸處理反應(yīng)混合物以便將反應(yīng)混合物中存在的式(Ⅳ)表示的3-烷氧基-3-苯基丙酸酯
[其中X1、X2、X3、X4、X5和R2的定義如上，R3表示具有1-6個(gè)碳原子的烷基或具有3-6個(gè)碳原子的環(huán)烷基]轉(zhuǎn)比為式(Ⅲ)的肉桂酸酯。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中X1、X2、X3、X4和X5彼此相同或不同并且均代表氫原子、具有1-6個(gè)碳原子的烷基、鹵原子、具有1-6個(gè)碳原子的烷氧基。
3．根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中X1、X2、X3、X4和X5均代表氫原子。
4．根據(jù)權(quán)利要求1-3的任一權(quán)利要求的方法，其中堿為式(Ⅴ)表示的金屬醇鹽R4OM(Ⅴ)其中R4表示具有1-6個(gè)碳原子的烷基和M表示堿金屬。
5．根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中金屬醇鹽是鈉醇鹽。
6．根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中金屬醇鹽是甲醇鈉或乙醇鈉。
7．根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中金屬醇鹽是甲醇鈉。
8．根據(jù)權(quán)利要求1-7的任一權(quán)利要求的方法，其中酸為硫酸。
9．根據(jù)權(quán)利要求1-8的任一權(quán)利要求的方法，其中反應(yīng)產(chǎn)物含有肉桂酸并且隨后在酸存在下與醇反應(yīng)以便將所述肉桂酸轉(zhuǎn)化為式(Ⅲ)的肉桂酸酯。
全文摘要
一種制備肉桂酸酯的方法,其包括在堿存在下使苯甲醛與乙酸酯縮合。然后在不加入額外的溶劑或在加入額外的溶劑后,用酸處理反應(yīng)混合物以便將反應(yīng)混合物中的3－烷氧基－3－苯基丙酸酯轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的肉桂酸酯。該方法能以高收率獲得高純度的肉桂酸酯衍生物。
文檔編號(hào)C07C67/343GK1218794SQ9812450
公開日1999年6月9日 申請(qǐng)日期1998年10月16日 優(yōu)先權(quán)日1997年10月16日
發(fā)明者奧井英史, 塚本芳久, 三尾茂 申請(qǐng)人:三共株式會(huì)社