一種固體堿催化劑及制備以及在制備愈創(chuàng)木酚甘油醚中的應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種復(fù)合固體堿催化劑，主要由質(zhì)量份配比如下的組分制成：載體：γ-Al2O3100份，負(fù)載組分：粘結(jié)劑0.5～5份，含鎂化合物1～25份，含鈣化合物1～25份，聚丙烯酰胺0.5～5份，無機(jī)堿0.1～2份；粘結(jié)劑為下列之一：甘油、淀粉、甲基纖維素、聚丙烯醇、鋁溶膠、水玻璃；含鎂化合物為下列之一：MgO、Mg(OH)2、Mg(CO3)2、Mg(OAc)2、MgCl2；含鈣化合物為下列之一：CaO、Ca(OH)2、Ca(CO3)2、CaCl2；無機(jī)堿為下列之一：NaOH、KOH、Na2CO3、K2CO3。所得催化劑用于愈創(chuàng)木酚甘油醚的制備，操作簡(jiǎn)便環(huán)保，能耗少，收率高。
【專利說明】一種固體堿催化劑及制備以及在制備愈創(chuàng)木酚甘油醚中的應(yīng)用
[0001]

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及一種固體堿催化劑及其制備，以及利用該固體堿催化劑制備愈創(chuàng)木酚甘油醚的方法。

【背景技術(shù)】
[0003]固體堿催化劑因?yàn)榉磻?yīng)條件溫和，反應(yīng)速率快,副反應(yīng)少，可回收再利用等優(yōu)點(diǎn)受到科研工作者的逐漸重視。固體堿種類各異，發(fā)展迅速。固體堿的分類為有機(jī)固體堿、有機(jī)無機(jī)復(fù)合固體堿、無機(jī)固體堿三種。目前，在工業(yè)生產(chǎn)中有較多的重要反應(yīng)是由無機(jī)固體堿催化的，無機(jī)固體堿主要包括:金屬氧化物固體堿，水滑石類固體堿，負(fù)載型固體堿。金屬氧化物固體堿主要包括堿金屬氧化物、堿土金屬氧化物、稀土金屬氧化物和過渡金屬氧化物。金屬氧化物的堿性強(qiáng)度和催化效果如何，主要受金屬原子序數(shù)、前驅(qū)體的種類以及焙燒溫度的影響。金屬氧化物固體堿的堿性位通常來自于氧化物表面吸附水分子后產(chǎn)生的羥基和帶負(fù)電的晶格氧。金屬氧化物的堿性隨著原子序數(shù)的提高而增加，但催化活性和催化劑表面積卻隨著原子序數(shù)的增加而減小。高溫焙燒則有利于提高催化劑的堿性強(qiáng)度，有助于活性中心的形成，但過高的溫度也可能導(dǎo)致催化劑燒結(jié)，堿性位的丟失。對(duì)于堿土金屬氧化物來講，堿性強(qiáng)弱順序?yàn)樘妓猁} > 氫氧化物 > 醋酸鹽。因此，可以通過改變制備條件或者選擇不同的前驅(qū)體來獲得催化性能更佳的催化劑。氧化鈣、氧化鎂和氧化鋁具有成本低，堿性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，近年來受到人們的關(guān)注。而且復(fù)合金屬氧化物也表現(xiàn)出了很好的催化活性。
[0004]愈創(chuàng)木酚甘油醚(化學(xué)名:3_鄰甲氧苯氧基-1，2-丙二醇)具有祛痰、鎮(zhèn)咳、解痙等作用。在日常生活中作為非處方藥被廣泛使用。同時(shí)，它也是一種有生物活性的醫(yī)藥中間體，用于β_受體阻滯劑的合成。近些年來，研究發(fā)現(xiàn)該藥品也可用于降低血小板粘性、松弛肌肉以及獸用麻醉劑等，因此，開發(fā)研究愈創(chuàng)木酚甘油醚的合成工藝具有廣闊的應(yīng)用前景。
[0005]目前已報(bào)道的合成愈創(chuàng)木酚甘油醚的方法有四種。
[0006]方法一:由環(huán)氧氯丙烷和愈創(chuàng)木酚(鄰甲氧基苯酚)在堿性條件下縮合，然后酸催化水解得目標(biāo)產(chǎn)物，或者將環(huán)氧氯丙烷水解成氯代甘油后和愈創(chuàng)木酚在堿性條件下縮合得目標(biāo)產(chǎn)物。該方法的缺點(diǎn)是所用的原料環(huán)氧氯丙烷主要來自不可再生資源石油裂解。
[0007]方法二:由縮水甘油和愈創(chuàng)木酚在三乙胺或吡啶的催化下反應(yīng)，該方法的缺點(diǎn)是催化劑在產(chǎn)品中的殘留難以除去，對(duì)環(huán)境和人體的傷害較大。
[0008]方法三:是不對(duì)稱合成法，由α -鹵代丙烯和愈創(chuàng)木酚在碳酸鉀催化下生成中間產(chǎn)物愈創(chuàng)木酚烯丙基醚，然后愈創(chuàng)木酚烯丙基醚在K3Fe (CN)6,K2C03> (DHQD) 2_PHAL、1-BuOH/H2O, OsO4的條件下水解成目標(biāo)產(chǎn)物。該方法的缺點(diǎn)是催化劑和溶劑昂貴，后處理繁瑣。
[0009]方法四:由對(duì)甲苯磺酸異丙叉甘油酯和愈創(chuàng)木酚在N，N- 二甲基甲酰胺為溶劑、氫氧化鈉為堿性催化劑的條件下發(fā)生O-烷基化反應(yīng)生成中間產(chǎn)物愈創(chuàng)木酚異丙叉甘油醚，中間產(chǎn)物愈創(chuàng)木酚異丙叉甘油醚再在酸性條件下水解得目標(biāo)產(chǎn)物。該方法所用的原料對(duì)甲苯磺酸異丙叉甘油酯由異丙叉甘油和對(duì)甲苯磺酰氯反應(yīng)而來，步驟繁多，且溶劑DMF的沸點(diǎn)高，除去所耗能耗大，少量殘留對(duì)環(huán)境和人體都有不良影響。
[0010]可以說上述合成愈創(chuàng)木酚甘油醚的方法，或是原料成本高，或是對(duì)環(huán)境有污染，或是步驟繁多，或是后處理復(fù)雜，為其制備提出了新的亟待解決的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種采用機(jī)械混合法制備的再生簡(jiǎn)單、活性高復(fù)合固體堿催化劑及其制備和應(yīng)用，利用該復(fù)合固體堿催化劑制備愈創(chuàng)木酚甘油醚操作簡(jiǎn)便，能耗少。
[0012]本發(fā)明的技術(shù)方案:本發(fā)明所述復(fù)合固體堿催化劑，主要由質(zhì)量份配比如下的組分制成:
載體:
Y-Al2O3100 份負(fù)載組分:
粘結(jié)劑0.5?5份
含鎂化合物I?25份
含鈣化合物I?25份
聚丙烯酰胺0.5?5份
無機(jī)堿0.1?2份；
所述粘結(jié)劑為下列之一:甘油、淀粉、甲基纖維素、聚丙烯醇、鋁溶膠、水玻璃；
所述含鎂化合物為下列之一:Mg0、Mg(0H)2、Mg(C03)2、Mg(0Ac)2、MgCl2 ；
所述含鈣化合物為下列之一:Ca0、Ca(0H)2、Ca(C03)2、CaCl2 ；
所述無機(jī)堿為下列之一:NaOH、KOH、Na2C03、K2CO30
[0013]優(yōu)選地，該復(fù)合固體堿催化劑主要由質(zhì)量份配比如下的組分制成:
載體:
Y-Al2O3100 份負(fù)載組分:
鋁溶膠2份
Mg(OAc)210 份
Ca (OH)215 份聚丙烯酰胺3份無機(jī)堿I份。
[0014]前述復(fù)合固體堿催化劑的制備方法如下:取Y-Al2O3，添加配方量的粘結(jié)劑、含鈣化合物、含鎂化合物和無機(jī)堿，混合研磨I?5小時(shí)，再添加配方量的聚丙烯酰胺，混合研磨I?5小時(shí)后加水，將物料擠壓成型，于紅外燈下烘干I?5小時(shí)，然后于50?200°C干燥I?10小時(shí)，最后于300?600°C焙燒I?6小時(shí)，冷卻、干燥，得所述復(fù)合固體堿催化劑。
[0015]前述復(fù)合固體堿催化劑作為催化劑制備愈創(chuàng)木酚甘油醚，具體應(yīng)用是在溶劑中以鄰苯二酚和烯丙基鹵化物為原料，在復(fù)合固體堿催化劑催化下反應(yīng)，制得結(jié)構(gòu)如式(II)所示的中間產(chǎn)物，不經(jīng)分離依次加入鹵代甲烷和高錳酸鉀水溶液得到結(jié)構(gòu)如式(I)所示的目標(biāo)產(chǎn)物愈創(chuàng)木酚甘油醚；
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所述溶劑選自下列之一:四氫呋喃、丙酮、乙腈、N，N- 二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、甲基-2-吡咯烷酮、二氧六環(huán)，優(yōu)選為乙腈、丙酮和二氧六環(huán)。
[0016]進(jìn)一步地，所述烯丙基鹵化物為氯化物、溴化物或碘化物，優(yōu)選為溴化物；鹵代甲烷為氯化物、溴化物或碘化物，優(yōu)選為溴化物。
[0017]進(jìn)一步地,所述溶劑質(zhì)量用量為鄰苯二酹質(zhì)量用量的5?10倍。
[0018]進(jìn)一步地，所述復(fù)合固體堿催化劑投料量為投入的鄰苯二酚用量的I?10% (質(zhì)量)。
[0019]進(jìn)一步地，所述反應(yīng)過程中的反應(yīng)溫度為20?100°C。
[0020]進(jìn)一步地，所述各反應(yīng)步驟的反應(yīng)均以薄層層析跟蹤至反應(yīng)結(jié)束。
[0021]鋁溶膠的化學(xué)分子式為a(Al2O3.ηΗ20).bHx.cH20，其中=Al2O3.nH20為水合氧化招，Hx為膠溶劑,系數(shù):b < a、C、η。
[0022]聚丙烯酰胺(Polyacrylamide)簡(jiǎn)稱PAM,俗稱絮凝劑或凝聚劑，分子量在400^1800萬(wàn)之間，產(chǎn)品外觀為白色或略帶黃色粉末，液態(tài)為無色粘稠膠體狀，易溶于水，溫度超過120°C時(shí)易分解。聚丙烯酰胺可以分為以下幾種類型:陰離子型、陽(yáng)離子型、非離子型、復(fù)合離子型。膠體產(chǎn)品為無色透明、無毒、無腐蝕。粉劑為白色粒狀。兩者均能溶于水，但幾乎不溶于有機(jī)溶劑。不同品種、不同分子量的產(chǎn)品有不同的性質(zhì)。本發(fā)明主要采用陽(yáng)尚子聚丙烯酰胺，分子量800萬(wàn)?1000萬(wàn)。
[0023]本發(fā)明愈創(chuàng)木酚甘油醚合成方法的有益效果主要體現(xiàn)在:
(O為愈創(chuàng)木酚甘油醚的制備提供了一條新的合成路線。
[0024](2)本發(fā)明原料易得，且利用本發(fā)明所述采用機(jī)械混合法制備的再生簡(jiǎn)單、活性高的復(fù)合固體堿作催化劑，操作簡(jiǎn)便環(huán)保，能耗少，收率高，適合工業(yè)化生產(chǎn)。

【具體實(shí)施方式】
[0025]以下以具體實(shí)施例來說明本發(fā)明的技術(shù)方案，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于此: 實(shí)施例1
取10g Y-Al2O3 (溫州精晶氧化鋁有限公司)，添加2g鋁溶膠(江陰市夏港化工廠)作為粘結(jié)劑，添加15g Mg(OAc)2Jg合研磨I小時(shí)，添加1g Ca(OH)2,添加Ig NaOH，加入3g聚丙烯酰胺(河南羅山中原聚合物有限公司，分子量800萬(wàn)?1000萬(wàn))作為助擠劑，繼續(xù)混合研磨2小時(shí)，加入20 g的水，用擠條機(jī)擠壓成01.6毫米條狀。產(chǎn)品于紅外燈下烘干5小時(shí)，放入烘箱中100°C干燥10小時(shí)，最后置于馬弗爐中500°C焙燒4小時(shí)，得復(fù)合固體堿催化劑，冷卻后置于干燥器中備用。
[0026]實(shí)施例2
取10g y -Al2O3為載體，添加3g甘油作為粘結(jié)劑，添加15g MgO,混合研磨I小時(shí)，添加1g Ca(OH)2，添加Ig Κ0Η，加入5g聚丙烯酰胺(河南羅山中原聚合物有限公司，分子量800萬(wàn)?1000萬(wàn))作為助擠劑，繼續(xù)混合研磨2小時(shí)，加入適量的水，用擠條機(jī)擠壓成01.6毫米條狀。產(chǎn)品于紅外燈下烘干I小時(shí)，放入烘箱中120°c干燥8小時(shí)，最后置于馬弗爐中550°C焙燒4小時(shí)，得所述復(fù)合固體堿催化劑，冷卻后置于干燥器中備用。
[0027]實(shí)施例3
取10g y -Al2O3,添加3g淀粉作為粘結(jié)劑，添加1g Mg (CO3)2,混合研磨0.5小時(shí)，添加1g Ca (OH)2，添加0.5g Na2CO3，加入2g聚丙烯酰胺(河南羅山中原聚合物有限公司，分子量800萬(wàn)?1000萬(wàn))作為助擠劑，繼續(xù)混合研磨2小時(shí)，加入適量的水，用擠條機(jī)擠壓成
01.6毫米條狀。產(chǎn)品紅外燈下烘干5小時(shí)，放入烘箱中100°C干燥6小時(shí)，最后置于馬弗爐中500°C焙燒3小時(shí)，得所復(fù)合述固體堿催化劑，冷卻后置于干燥器中備用。
[0028]實(shí)施例4
在50 mL三口燒瓶中加入鄰苯二酹110 mg (I mmol),烯丙基氯76 mg (I mmol),復(fù)合固體堿催化劑(實(shí)施例1制得)11 mg,乙腈550 mg,在50°C攪拌反應(yīng),薄層層析跟蹤反應(yīng)結(jié)束后，再加入氯甲燒51 mg (I mmol),繼續(xù)反應(yīng),薄層層析跟蹤反應(yīng)結(jié)束后,再加入70% (質(zhì)量)高錳酸鉀水溶液225mg(l mmol),繼續(xù)反應(yīng)，薄層層析跟蹤反應(yīng)結(jié)束后，過濾除去固體，減壓濃縮除去溶劑，剩余物用甲苯重結(jié)晶得愈創(chuàng)木酚甘油醚154 mg，產(chǎn)率78 %。
[0029]實(shí)施例5
在50 mL三口燒瓶中加入鄰苯二酹110 mg (I mmol),烯丙基溴76 mg (I mmol),復(fù)合固體堿催化劑(實(shí)施例1制得)1.1 mg，丙酮550 mg，在20°C攪拌反應(yīng)，薄層層析跟蹤反應(yīng)結(jié)束后，再加入溴甲烷95 mg (I mmol),繼續(xù)反應(yīng)，薄層層析跟蹤反應(yīng)結(jié)束后，再加入70%(質(zhì)量)高錳酸鉀水溶液225mg(l mmol),繼續(xù)反應(yīng)，薄層層析跟蹤反應(yīng)結(jié)束后，過濾除去固體，減壓濃縮除去溶劑，剩余物用甲苯重結(jié)晶得愈創(chuàng)木酚甘油醚156 mg，產(chǎn)率79 %。
[0030]實(shí)施例6
在50 mL三口燒瓶中加入鄰苯二酌.110 mg (I mmol),烯丙基溴121 mg (I mmol),復(fù)合固體堿催化劑(實(shí)施例1制得)5 mg，二氧六環(huán)1100 mg，在100°C攪拌反應(yīng)，薄層層析跟蹤反應(yīng)結(jié)束后，再加入氯甲燒51 mg (I mmol),繼續(xù)反應(yīng),薄層層析跟蹤反應(yīng)結(jié)束后,再加入70% (質(zhì)量)高錳酸鉀水溶液225mg (I mmol)，繼續(xù)反應(yīng)，薄層層析跟蹤反應(yīng)結(jié)束后，過濾除去固體，減壓濃縮除去溶劑，剩余物用甲苯重結(jié)晶得愈創(chuàng)木酚甘油醚158 mg，產(chǎn)率80 %。
【權(quán)利要求】
1.一種復(fù)合固體堿催化劑，其特征在于該復(fù)合固體堿催化劑主要由質(zhì)量份配比如下的組分制成: 載體: Y-Al2O3100 份 負(fù)載組分: 粘結(jié)劑0.5?5份 含鎂化合物I?25份 含鈣化合物I?25份 聚丙烯酰胺0.5?5份 無機(jī)堿0.1?2份； 所述粘結(jié)劑為下列之一:甘油、淀粉、甲基纖維素、聚丙烯醇、鋁溶膠、水玻璃； 所述含鎂化合物為下列之一:Mg0、Mg(0H)2、Mg(C03)2、Mg(0Ac)2、MgCl2 ； 所述含鈣化合物為下列之一:Ca0、Ca(0H)2、Ca(C03)2、CaCl2 ； 所述無機(jī)堿為下列之一:NaOH、KOH、Na2CO3^ K2CO30
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合固體堿催化劑，其特征在于該復(fù)合固體堿催化劑主要由質(zhì)量份配比如下的組分制成: 載體: Y-Al2O3100 份 負(fù)載組分:鋁溶膠2份 Mg(OAc)210 份 Ca (OH)215 份聚丙烯酰胺3份無機(jī)堿I份。
3.如權(quán)利要求1或2所述的復(fù)合固體堿催化劑的制備方法，其特征在于該如下:取Y -Al2O3,添加配方量的粘結(jié)劑、含鈣化合物、含鎂化合物和無機(jī)堿，混合研磨I?5小時(shí)，再添加配方量的聚丙烯酰胺，混合研磨I?5小時(shí)后加水，將物料擠壓成型，于紅外燈下烘干I?5小時(shí)，然后于50?200°C干燥I?10小時(shí)，最后于300?600°C焙燒I?6小時(shí)，冷卻、干燥，得所述復(fù)合固體堿催化劑。
4.如權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的復(fù)合固體堿催化劑作為催化劑在制備愈創(chuàng)木酚甘油醚中的應(yīng)用，其特征在于:該應(yīng)用是在溶劑中以鄰苯二酚和烯丙基鹵化物為原料，在復(fù)合固體堿催化劑催化下反應(yīng)，制得結(jié)構(gòu)如式(II)所示的中間產(chǎn)物，不經(jīng)分離依次加入鹵代甲烷和高錳酸鉀水溶液得到結(jié)構(gòu)如式(I)所示的目標(biāo)產(chǎn)物愈創(chuàng)木酚甘油醚；Z' CM..,-v.0CHjfOI 二 GH5、 OQhOI=CH1 ? y +叫一 f^r 零.rpT祖'、版、':少、?ζ^m

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勵(lì) 所述溶劑選自下列之一:四氫呋喃、丙酮、乙腈、N，N- 二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、#-甲基-2-批咯燒酮、二氧六環(huán)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的應(yīng)用，所述烯丙基鹵化物為氯化物、溴化物或碘化物；鹵代甲烷為氯化物、溴化物或碘化物。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的應(yīng)用，其特征在于:所述烯丙基鹵化物為溴化物；鹵代甲烷為溴化物。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的應(yīng)用，其特征在于:所述溶劑質(zhì)量用量為鄰苯二酚質(zhì)量用量的5?10倍。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的應(yīng)用，其特征在于:所述復(fù)合固體堿催化劑投料量為投入的鄰苯二酚用量的I?10% (質(zhì)量)。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的應(yīng)用，其特征在于:所述反應(yīng)過程中的反應(yīng)溫度為20?100。。。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的應(yīng)用，其特征在于:所述各反應(yīng)步驟的反應(yīng)均以薄層層析跟蹤至反應(yīng)結(jié)束。
【文檔編號(hào)】B01J27/24GK104138765SQ201410326016
【公開日】2014年11月12日 申請(qǐng)日期:2014年7月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月10日
【發(fā)明者】陳昌略, 王必偉, 徐大國(guó), 裴文 申請(qǐng)人:浙江海洲制藥有限公司