一種3,4,5?三甲氧基苯甲酸的合成方法與流程

文檔序號：11670381閱讀：789來源：國知局

本發(fā)明涉及一種3,4,5-三甲氧基苯甲酸的合成方法，具體以沒食子酸、碳酸二甲酯為原料經(jīng)甲基化反應合成3,4,5-三甲氧基苯甲酸的綠色合成方法，屬于化工合成領域。

技術(shù)背景

3,4,5-三甲氧基苯甲酸是一種重要的精細化工產(chǎn)品或藥物中間體，廣泛應用于醫(yī)藥、染料、食品和精細化工等領域。除了可用作高級食品、香煙和飲料的添加劑外，也可用作制備三甲氧基苯甲酰氯、丁香酸和三甲氧基苯甲酸酯等，同時在醫(yī)藥方面是胃藥、心臟疾病類藥物、抗焦慮藥、退熱藥、治療精神分裂癥藥、抗菌增效藥的重要中間體，市場需求量巨大，前景廣闊。因此開發(fā)出一種綠色環(huán)保，安全可靠、經(jīng)濟效益顯著的3,4,5-三甲氧基苯甲酸的合成方法具有十分重要的意義。

目前國內(nèi)3,4,5-三甲氧基苯甲酸的合成方法有三條：

1）采用單寧酸或者沒食子酸在堿性環(huán)境下經(jīng)硫酸二甲酯兩次甲基化，然后經(jīng)過一系列提純步驟制得含量為98%左右的3,4,5-三甲氧基苯甲酸產(chǎn)品，此法使用大量劇毒的硫酸二甲酯，對一線操作工人的生命健康產(chǎn)生巨大的威脅，且產(chǎn)生大量的難以處理的高含鹽廢水，不符合綠色環(huán)保的要求；

2）采用從天然植物中提取的3,4,5-三甲氧基苯甲酸乙酯，水解后得到3,4,5-三甲氧基苯甲酸，但此法不僅受資源限制，且收率只有75%左右，成本高昂，工藝化生產(chǎn)非常困難；

3）采用高錳酸鉀、次氯酸鈉氧化3,4,5-三甲氧基苯甲醛可得3,4,5-三甲氧基苯甲酸，但3,4,5-三甲氧基苯甲醛的獲得較為困難，需用對羥基苯甲醛經(jīng)溴化、甲氧基化、甲基化制得，工藝復雜，總收率低下。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明以n,n-二甲基甲酰胺為溶劑，在碳酸鉀的催化條件下，將沒食子酸和碳酸二甲酯一次性加入，通過甲基化反應合成3,4,5-三甲氧基苯甲酸。該工藝合成工藝簡單，成本低廉，收率達到95%以上，產(chǎn)品純度達到99.9%等優(yōu)點，且用綠色甲基化試劑碳酸二甲酯替代劇毒硫酸二甲酯，克服了工藝的高危險性因素，最大限度的提高了工藝的安全性，經(jīng)濟效益顯著，適合大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。

本發(fā)明的目的在于提供一種3,4,5-三甲氧基苯甲酸的綠色合成方法。

具體方法如下：

（1）在20~25℃條件下，向經(jīng)惰性氣體保護的反應瓶中依次按照順序加入溶劑n,n-二甲基甲酰胺、沒食子酸、催化劑碳酸鉀和碳酸二甲酯，攪拌0.5~1小時使物料充分混合。碳酸二甲酯在酸性條件下易分解，所以投料時應先投碳酸鉀，將反應體系調(diào)為堿性，最后投入碳酸二甲酯。

（2）將反應瓶內(nèi)物料加熱至110~120℃，保溫反應8~10小時；

（3）反應完成后，初始在-0.1mpa，75℃條件下減壓蒸餾回收過量的碳酸二甲酯，然后提高溫度至90~100℃蒸餾n,n-二甲基甲酰胺，直至瓶內(nèi)成糊狀。減壓蒸餾回收的碳酸二甲酯、n,n-二甲基甲酰胺留作步驟1）中的原料循環(huán)套用；

（4）向反應瓶中加入水、活性炭，加熱至80~90℃，保溫攪拌0.5~1小時，停止加熱；

（5）將物料趁熱過濾，濾液轉(zhuǎn)入潔凈的反應瓶內(nèi)，開啟攪拌，將反應瓶內(nèi)溫度降至15℃以下，冷卻結(jié)晶，過濾，濾餅干燥后得3,4,5-三甲氧基苯甲酸成品。

所述的合成方法中以物質(zhì)的量計，沒食子酸0.1~0.125mol，碳酸鉀0.3~0.45mol，碳酸二甲酯1.15~1.5mol，n,n-二甲基甲酰胺16~18mol，水32~34mol，活性炭0.07~0.1mol。

本發(fā)明提供的3,4,5-三甲氧基苯甲酸綠色合成工藝與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點：

（1）原料碳酸二甲酯沸點90℃，回收套用容易，能耗低；碳酸二甲酯與硫酸二甲酯市場價相當，但碳酸二甲酯分子量小，單位質(zhì)量產(chǎn)品耗用碳酸二甲酯少，成本低，溶劑n,n-二甲基甲酰胺回收套用，損耗低，用綠色甲基化試劑碳酸二甲酯替代劇毒硫酸二甲酯，克服了現(xiàn)有工藝的高危險性因素，最大限度的提高了工藝的安全性；

（2）本發(fā)明合成工藝綠色化，不僅回收原料循環(huán)套用，且相比于現(xiàn)有工藝大大減少了廢水產(chǎn)生量；

（3）本發(fā)明為一鍋法合成，所有反應原料一次性投料，工藝簡單，成本低廉，顯著提高了3,4,5-三甲氧基苯甲酸的收率，達到95%以上，純度達到99.9%，合成工藝無生態(tài)環(huán)境風險，經(jīng)濟效益顯著，適合大規(guī)模生產(chǎn)。

附圖說明

圖1為實施例2的高效液相色譜圖。

圖2為實施例4的高效液相色譜圖。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施例進一步解釋本發(fā)明的實質(zhì)。

實施例1

1）在20~25℃條件下，向經(jīng)惰性氣體保護的反應瓶中依次按照順序加入溶劑n,n-二甲基甲酰胺1313.2ml（17mol）、沒食子酸17g（0.1mol）、催化劑碳酸鉀41.4g（0.3mol）和碳酸二甲酯103.5g（1.15mol），攪拌0.5~1小時使物料充分混合。

2）將反應瓶內(nèi)物料加熱至110~120℃，保溫反應8~10小時。

3）反應完成后，初始在-0.1mpa，75℃條件下減壓蒸餾回收過量的碳酸二甲酯，然后提高溫度至90~100℃蒸餾n,n-二甲基甲酰胺，直至瓶內(nèi)成糊狀。減壓蒸餾回收的碳酸二甲酯、n,n-二甲基甲酰胺留作步驟1）中的原料循環(huán)套用。

4）向反應瓶中加入水576ml（32mol）、活性炭0.84g（0.07mol），加熱至80~90℃，保溫攪拌0.5~1小時，停止加熱。

5）將物料趁熱過濾，濾液轉(zhuǎn)入潔凈的反應瓶內(nèi)，開啟攪拌，將反應瓶內(nèi)溫度降至15℃以下，冷卻結(jié)晶，過濾，濾餅干燥后得3,4,5-三甲氧基苯甲酸成品，收率為87%，純度為92.4%。

實施例2

1）在20~25℃條件下，向經(jīng)惰性氣體保護的反應瓶中依次按照順序加入溶劑n,n-二甲基甲酰胺1313.2ml（17mol）、沒食子酸17g（0.1mol）、催化劑碳酸鉀48.3g（0.35mol）和碳酸二甲酯103.5g（1.15mol），攪拌0.5~1小時使物料充分混合。