吳文良 盧小逸 鄒小英 張啟明
(浙江啟明藥業(yè)有限公司,浙江 上虞 312369)
4-(4-溴丁基)苯乙烯與二乙烯進行聚合反應(yīng),并以此單體為基本骨架得到離子交換樹脂,可以有效地提高樹脂的熱穩(wěn)定性。4-(4-溴丁基)苯乙烯的合成在國外已有文獻報道,以對氯苯乙烯為原料,先與金屬鎂反應(yīng)制得格氏試劑,再與1,4-二溴丁烷反應(yīng)生成。
目前國內(nèi)也多采用此路線,然而該路線存在一定的弊端,即產(chǎn)率不高,現(xiàn)對原工藝進行了若干優(yōu)化,主要體現(xiàn)在以對溴苯乙烯替代對氯苯乙烯為原料,并在惰性氣體的保護和催化劑的預(yù)處理等方面進行了改進,得到了較為滿意的實驗效果。其中原料對溴苯乙烯可以參照文獻用對溴苯乙酮經(jīng)還原和脫水兩步反應(yīng)自制得來。
4-(4-溴丁基)苯乙烯合成路線如圖1所示:
儀器與試劑: 安捷倫氣相色譜儀Agilent 6820、馬弗爐、羅茨真空泵等;對溴苯乙烯為自制品,鎂屑與無水氯化鋰為工業(yè)品,實驗中所涉及到的其他試劑均為分析純。
500 mL預(yù)先干燥好的反應(yīng)瓶中加入12g鎂屑(0.5mol),然后加入100g四氫呋喃,磁力攪拌,通入氮氣,吹掃約半小時左右,滴幾滴1,2-二溴乙烷引發(fā),待反應(yīng)液呈現(xiàn)墨綠色,溫度迅速升高,說明引發(fā)成功,油浴開始加熱,慢慢滴加91.5g對溴苯乙烯(0.5mol)和135g四氫呋喃的混合液,控制在70℃微回流條件下滴加,滴加完畢后繼續(xù)回流反應(yīng)2小時,得到格氏試劑,備用。
①取另一1000mL干燥的反應(yīng)瓶,加入2.0g CuCl2, 1.2g 無水LiCl。
②加入100 g四氫呋喃,回流反應(yīng)1.5小時 , 接著加入225g 1,4-二溴丁烷。
③攪拌冷卻到25℃, 滴加上步反應(yīng)制備好的格氏試劑, 保持內(nèi)溫T<35℃。
圖1 4-(4-溴丁基)苯乙烯的合成路線
④滴加完畢,室溫攪拌過夜,取樣,GC分析,控制苯乙烯含量<3%,反應(yīng)液加入150g冰水猝滅。
⑤用10%硫 酸 調(diào) 節(jié)PH至5-6,40℃左右減壓回收四氫呋喃,殘余物加入250mL甲苯,分層,有機相再依次用用200mL水、200mL飽和食鹽水洗滌,靜置分層,有機相用無水硫酸鈉干燥,母液減壓濃縮得粗品。
⑥利用精餾柱經(jīng)高真空蒸餾(200Pa,80-85℃),得4-(4-溴丁基)苯乙烯105.2g,GC純度95%左右,收率88%。
雖然用對氯苯乙烯也可以保證格氏反應(yīng)順利進行,但是采用對溴苯乙烯替代對氯苯乙烯后,格氏試劑利用率更高,且副反應(yīng)較少,產(chǎn)品收率可以大幅提高,產(chǎn)品質(zhì)量更容易得到保證。
制備格氏試劑,惰性氣體的保護是非常有必要的,加1,2-二溴乙烷引發(fā)前,用氮氣吹掃半小時左右,并反應(yīng)全程均在氮氣保護下進行,有利于減少副反應(yīng)、鎂屑充分反應(yīng)完全。
采用無水氯化鋰替代普通氯化鋰催化效果更佳,且催化劑應(yīng)該在投料前預(yù)先放進馬弗爐中,溫度設(shè)置在250℃左右,2小時后翻一次,后4小時再翻一次,如果結(jié)塊需用工具碾碎,投催化劑的過程中速度要快,應(yīng)盡量避免吸水從而影響催化效果。
蒸餾回收的四氫呋喃可再次利用格氏試劑的方法,與氯苯反應(yīng)生成格氏試劑,然后蒸餾收集,測水分小于0.1%后,即可套用。
在文獻的基礎(chǔ)上,本文對4-(4-溴丁基)苯乙烯的合成工藝進行了改進,采用對溴苯乙烯替代對氯苯乙烯為原料,并加以惰性氣體的保護,另外催化劑采用無水氯化鋰替代普通氯化鋰,并且在投料前經(jīng)過預(yù)處理,這些措施極大地改善了4-(4-溴丁基)苯乙烯的產(chǎn)品收率和質(zhì)量。
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