林 笑,王 凱,黃 婷,巨修練
(武漢工程大學(xué)湖北省新型反應(yīng)器與綠色化學(xué)工藝重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,湖北 武漢 430074)
α-溴代肉桂醛(α-Bromocinnamaldehyde)簡稱(BCA)是一種普遍使用的廣譜殺菌[1]、防霉、防蛀、防臭劑,同時(shí)具有持效期長,揮發(fā)性小,毒性小等特點(diǎn).因此,被廣泛的應(yīng)用于日用品,食品工業(yè),紡織,裝飾材料等方面[2].
以肉桂醛為原料合成殺菌劑α-溴代肉桂醛是最直接的反應(yīng)路線,該路線包括溴加成和消去兩步反應(yīng),溴加成產(chǎn)物通常無需分離,直接進(jìn)行消去反應(yīng)得到產(chǎn)物.Dockendorff等[3]報(bào)道的合成路線采用冰醋酸為溶劑,消去反應(yīng)過程使用強(qiáng)堿碳酸鉀,在放大生產(chǎn)時(shí)反應(yīng)體系黏度大,反應(yīng)難均勻,后處理過程需使用大量的堿中和溶劑冰醋酸,生成大量副產(chǎn)物醋酸鹽,且該方法得到的α-溴代肉桂醛顏色較深,影響產(chǎn)品質(zhì)量.而孫明昆[4]等報(bào)道了使用四氯化碳為溶劑的方法,即利用溴加成反應(yīng)使用四氯化碳為溶劑,消去反應(yīng)過程使用2,4-二甲基吡啶做堿,由于2,4-二甲基吡啶價(jià)格昂貴,來源有限,不利于大生產(chǎn)過程成本控制.此外,Ley等[5]人報(bào)道了α-溴代肉桂醛的另一種方法,該方法采用苯基溴化硒為溴化劑,該溴化劑價(jià)格貴,毒性大.本研究針對原有制備過程中存在的不利因素,選用廉價(jià)易得、安全低毒的原料,改進(jìn)反應(yīng)條件,降低了生產(chǎn)成本,簡化操作過程,提高產(chǎn)品質(zhì)量,更有利于工業(yè)化生產(chǎn).合成路線如圖1所示.
圖1 α-溴代肉桂醛的合成路線
天津RY-1型熔點(diǎn)儀,溫度計(jì)未經(jīng)校正.Finnigan TSQ7000質(zhì)譜儀;Perkin-Elmer 204B元素分析儀;水為二次蒸餾水;肉桂醛為國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司購買,其他試劑均為分析純.
在100 mL三口瓶中加入50 mL乙酸乙酯將13.2 g(0.1 mol)肉桂醛溶于其中,冰浴冷卻至0 ℃,攪拌下,緩緩滴加16.0 g(0.1 mol)溴素,約1 h加完,溴素加畢維持?jǐn)嚢?5 min,加入12.3 g(0.15 mol)無水乙酸鈉,升溫至50 ℃攪拌0.5 h,再升溫至80 ℃回流攪拌3 h,降溫至室溫,過濾,濾液用2×30 mL水洗滌,分去水層,有機(jī)層真空濃縮蒸除溶劑,殘余物加入50 mL石油醚攪拌冷卻至室溫,析出顆粒狀結(jié)晶.過濾,濾餅用25 mL石油醚洗滌,45 ℃熱風(fēng)干燥,得淡黃色固體18.2 g,即為產(chǎn)品.收率86.2%,熔點(diǎn)70~72 ℃(文獻(xiàn)值[6]:72 ℃),元素分析(C9H7BrO)計(jì)算值(%):C 51.22,H 3.34,實(shí)測值(%):C 51.29,H 3.40.FAB-MS (m/z):210,211 [M]+.
2,3-二溴-3-苯基丙醛的制備過程中,溴素加成的溫度控制越低,則產(chǎn)品顏色越淺,室溫20 ℃下反應(yīng)獲得的產(chǎn)物為微黃色,-15 ℃下反應(yīng)獲得的產(chǎn)物幾乎無色,為便于工業(yè)化生產(chǎn)的溫度控制,優(yōu)選-5~5 ℃反應(yīng).因此,α-溴代肉桂醛的制備過程中,消去反應(yīng)先在較低的溫度下進(jìn)行,再升高溫度至消去反應(yīng)完全,避免了反應(yīng)過劇導(dǎo)致顏色偏深,收率偏低的問題.
本研究的α-溴代肉桂醛的合成工藝與現(xiàn)有技術(shù)方法比,選用了可回收套用的溶劑,消去反應(yīng)過程選用價(jià)廉低毒的堿,采用一鍋法,兩步不進(jìn)過分離,優(yōu)化了工藝條件,減少操作步驟,降低了生產(chǎn)成本,產(chǎn)品質(zhì)量好,收率高,有利于工業(yè)化生產(chǎn),具有一定工業(yè)化應(yīng)用前景.
參考文獻(xiàn):
[1]Bang K H,Jo G H,Rhee Y H.Antifungal activities of trans-cinnamaldehyde derivatives[J].Yakhak Hoechi,2001,45(5):431-436.
[2]肖凱軍,寧正祥.α-溴代肉桂醛的合成,抗菌性及應(yīng)用[J].食品與機(jī)械,1995,49(5):26-28.
[3]Dockendorff C,Sahli S,Olsen M,et al.Synthesis of dihydronaphthalenes via aryne diels-alder reactions:scope and diastereoselectivity[J].J Am Chem Soc,2005,127(43):15028-15029.
[4]孫明昆,錢佐國,陳通前,等.α-溴代肉桂醛的合成[J].精細(xì)化學(xué),1990,7(3):5-6,30.
[5]Ley S V,Whittle A J.A convenient preparation of 2-haloenones from enones using phenylselenium halides[J].Tetra Lett,1981,22(34):3301-3304.
[6]Liu J A,Li Q,Wang M M,et al.Synthesis,X-ray crystal structure,electrochemical and antibacterial activity of a silver(I) complex withα-bromo-cinnamaldehyde salicylhydrazone[J].Transition Metal Chem,2010,35(5):507-511.