一種固體鹼催化劑及製備以及在製備愈創木酚甘油醚中的應用的製作方法

2023-07-09 00:07:41

一種固體鹼催化劑及製備以及在製備愈創木酚甘油醚中的應用的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種複合固體鹼催化劑，主要由質量份配比如下的組分製成：載體：γ-Al2O3100份，負載組分：粘結劑0.5～5份，含鎂化合物1～25份，含鈣化合物1～25份，聚丙烯醯胺0.5～5份，無機鹼0.1～2份；粘結劑為下列之一：甘油、澱粉、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；無機鹼為下列之一：NaOH、KOH、Na2CO3、K2CO3。所得催化劑用於愈創木酚甘油醚的製備，操作簡便環保，能耗少，收率高。
【專利說明】一種固體鹼催化劑及製備以及在製備愈創木酚甘油醚中的應用
[0001]

【技術領域】
[0002]本發明涉及一種固體鹼催化劑及其製備，以及利用該固體鹼催化劑製備愈創木酚甘油醚的方法。

【背景技術】
[0003]固體鹼催化劑因為反應條件溫和，反應速率快,副反應少，可回收再利用等優點受到科研工作者的逐漸重視。固體鹼種類各異，發展迅速。固體鹼的分類為有機固體鹼、有機無機複合固體鹼、無機固體鹼三種。目前，在工業生產中有較多的重要反應是由無機固體鹼催化的，無機固體鹼主要包括:金屬氧化物固體鹼，水滑石類固體鹼，負載型固體鹼。金屬氧化物固體鹼主要包括鹼金屬氧化物、鹼土金屬氧化物、稀土金屬氧化物和過渡金屬氧化物。金屬氧化物的鹼性強度和催化效果如何，主要受金屬原子序數、前驅體的種類以及焙燒溫度的影響。金屬氧化物固體鹼的鹼性位通常來自於氧化物表面吸附水分子後產生的羥基和帶負電的晶格氧。金屬氧化物的鹼性隨著原子序數的提高而增加，但催化活性和催化劑表面積卻隨著原子序數的增加而減小。高溫焙燒則有利於提高催化劑的鹼性強度，有助於活性中心的形成，但過高的溫度也可能導致催化劑燒結，鹼性位的丟失。對於鹼土金屬氧化物來講，鹼性強弱順序為碳酸鹽 > 氫氧化物 > 醋酸鹽。因此，可以通過改變製備條件或者選擇不同的前驅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，鹼性強的優點，近年來受到人們的關注。而且複合金屬氧化物也表現出了很好的催化活性。
[0004]愈創木酚甘油醚(化學名:3_鄰甲氧苯氧基-1，2-丙二醇)具有祛痰、鎮咳、解痙等作用。在日常生活中作為非處方藥被廣泛使用。同時，它也是一種有生物活性的醫藥中間體，用於β_受體阻滯劑的合成。近些年來，研究發現該藥品也可用於降低血小板粘性、鬆弛肌肉以及獸用麻醉劑等，因此，開發研究愈創木酚甘油醚的合成工藝具有廣闊的應用前景。
[0005]目前已報導的合成愈創木酚甘油醚的方法有四種。
[0006]方法一:由環氧氯丙烷和愈創木酚(鄰甲氧基苯酚)在鹼性條件下縮合，然後酸催化水解得目標產物，或者將環氧氯丙烷水解成氯代甘油後和愈創木酚在鹼性條件下縮合得目標產物。該方法的缺點是所用的原料環氧氯丙烷主要來自不可再生資源石油裂解。
[0007]方法二:由縮水甘油和愈創木酚在三乙胺或吡啶的催化下反應，該方法的缺點是催化劑在產品中的殘留難以除去，對環境和人體的傷害較大。
[0008]方法三:是不對稱合成法，由α -滷代丙烯和愈創木酚在碳酸鉀催化下生成中間產物愈創木酚烯丙基醚，然後愈創木酚烯丙基醚在K3Fe (CN)6,K2C03> (DHQD) 2_PHAL、1-BuOH/H2O, OsO4的條件下水解成目標產物。該方法的缺點是催化劑和溶劑昂貴，後處理繁瑣。
[0009]方法四:由對甲苯磺酸異丙叉甘油酯和愈創木酚在N，N- 二甲基甲醯胺為溶劑、氫氧化鈉為鹼性催化劑的條件下發生O-烷基化反應生成中間產物愈創木酚異丙叉甘油醚，中間產物愈創木酚異丙叉甘油醚再在酸性條件下水解得目標產物。該方法所用的原料對甲苯磺酸異丙叉甘油酯由異丙叉甘油和對甲苯磺醯氯反應而來，步驟繁多，且溶劑DMF的沸點高，除去所耗能耗大，少量殘留對環境和人體都有不良影響。
[0010]可以說上述合成愈創木酚甘油醚的方法，或是原料成本高，或是對環境有汙染，或是步驟繁多，或是後處理複雜，為其製備提出了新的亟待解決的問題。


【發明內容】

[0011]本發明所要解決的技術問題是，提供一種採用機械混合法製備的再生簡單、活性高複合固體鹼催化劑及其製備和應用，利用該複合固體鹼催化劑製備愈創木酚甘油醚操作簡便，能耗少。
[0012]本發明的技術方案:本發明所述複合固體鹼催化劑，主要由質量份配比如下的組分製成:
載體:
Y-Al2O3100 份負載組分:
粘結劑0.5?5份
含鎂化合物I?25份
含鈣化合物I?25份
聚丙烯醯胺0.5?5份
無機鹼0.1?2份；
所述粘結劑為下列之一:甘油、澱粉、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 ；
所述無機鹼為下列之一:NaOH、KOH、Na2C03、K2CO30
[0013]優選地，該複合固體鹼催化劑主要由質量份配比如下的組分製成:
載體:
Y-Al2O3100 份負載組分:
鋁溶膠2份
Mg(OAc)210 份
Ca (OH)215 份聚丙烯醯胺3份無機鹼I份。
[0014]前述複合固體鹼催化劑的製備方法如下:取Y-Al2O3，添加配方量的粘結劑、含鈣化合物、含鎂化合物和無機鹼，混合研磨I?5小時，再添加配方量的聚丙烯醯胺，混合研磨I?5小時後加水，將物料擠壓成型，於紅外燈下烘乾I?5小時，然後於50?200°C乾燥I?10小時，最後於300?600°C焙燒I?6小時，冷卻、乾燥，得所述複合固體鹼催化劑。
[0015]前述複合固體鹼催化劑作為催化劑製備愈創木酚甘油醚，具體應用是在溶劑中以鄰苯二酚和烯丙基滷化物為原料，在複合固體鹼催化劑催化下反應，製得結構如式(II)所示的中間產物，不經分離依次加入滷代甲烷和高錳酸鉀水溶液得到結構如式(I)所示的目標產物愈創木酚甘油醚；
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所述溶劑選自下列之一:四氫呋喃、丙酮、乙腈、N，N- 二甲基甲醯胺、N，N-二甲基乙醯胺、甲基-2-吡咯烷酮、二氧六環，優選為乙腈、丙酮和二氧六環。
[0016]進一步地，所述烯丙基滷化物為氯化物、溴化物或碘化物，優選為溴化物；滷代甲烷為氯化物、溴化物或碘化物，優選為溴化物。
[0017]進一步地,所述溶劑質量用量為鄰苯二酹質量用量的5?10倍。
[0018]進一步地，所述複合固體鹼催化劑投料量為投入的鄰苯二酚用量的I?10% (質量)。
[0019]進一步地，所述反應過程中的反應溫度為20?100°C。
[0020]進一步地，所述各反應步驟的反應均以薄層層析跟蹤至反應結束。
[0021]鋁溶膠的化學分子式為a(Al2O3.ηΗ20).bHx.cH20，其中=Al2O3.nH20為水合氧化招，Hx為膠溶劑,係數:b < a、C、η。
[0022]聚丙烯醯胺(Polyacrylamide)簡稱PAM,俗稱絮凝劑或凝聚劑，分子量在400^1800萬之間，產品外觀為白色或略帶黃色粉末，液態為無色粘稠膠體狀，易溶於水，溫度超過120°C時易分解。聚丙烯醯胺可以分為以下幾種類型:陰離子型、陽離子型、非離子型、複合離子型。膠體產品為無色透明、無毒、無腐蝕。粉劑為白色粒狀。兩者均能溶於水，但幾乎不溶於有機溶劑。不同品種、不同分子量的產品有不同的性質。本發明主要採用陽尚子聚丙烯醯胺，分子量800萬?1000萬。
[0023]本發明愈創木酚甘油醚合成方法的有益效果主要體現在:
(O為愈創木酚甘油醚的製備提供了一條新的合成路線。
[0024](2)本發明原料易得，且利用本發明所述採用機械混合法製備的再生簡單、活性高的複合固體鹼作催化劑，操作簡便環保，能耗少，收率高，適合工業化生產。

【具體實施方式】
[0025]以下以具體實施例來說明本發明的技術方案，但本發明的保護範圍不限於此: 實施例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)作為粘結劑，添加15g Mg(OAc)2Jg合研磨I小時，添加1g Ca(OH)2,添加Ig NaOH，加入3g聚丙烯醯胺(河南羅山中原聚合物有限公司，分子量800萬?1000萬)作為助擠劑，繼續混合研磨2小時，加入20 g的水，用擠條機擠壓成01.6毫米條狀。產品於紅外燈下烘乾5小時，放入烘箱中100°C乾燥10小時，最後置於馬弗爐中500°C焙燒4小時，得複合固體鹼催化劑，冷卻後置於乾燥器中備用。
[0026]實施例2
取10g y -Al2O3為載體，添加3g甘油作為粘結劑，添加15g MgO,混合研磨I小時，添加1g Ca(OH)2，添加Ig Κ0Η，加入5g聚丙烯醯胺(河南羅山中原聚合物有限公司，分子量800萬?1000萬)作為助擠劑，繼續混合研磨2小時，加入適量的水，用擠條機擠壓成01.6毫米條狀。產品於紅外燈下烘乾I小時，放入烘箱中120°c乾燥8小時，最後置於馬弗爐中550°C焙燒4小時，得所述複合固體鹼催化劑，冷卻後置於乾燥器中備用。
[0027]實施例3
取10g y -Al2O3,添加3g澱粉作為粘結劑，添加1g Mg (CO3)2,混合研磨0.5小時，添加1g Ca (OH)2，添加0.5g Na2CO3，加入2g聚丙烯醯胺(河南羅山中原聚合物有限公司，分子量800萬?1000萬)作為助擠劑，繼續混合研磨2小時，加入適量的水，用擠條機擠壓成
01.6毫米條狀。產品紅外燈下烘乾5小時，放入烘箱中100°C乾燥6小時，最後置於馬弗爐中500°C焙燒3小時，得所複合述固體鹼催化劑，冷卻後置於乾燥器中備用。
[0028]實施例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),複合固體鹼催化劑(實施例1製得)11 mg,乙腈550 mg,在50°C攪拌反應,薄層層析跟蹤反應結束後，再加入氯甲燒51 mg (I mmol),繼續反應,薄層層析跟蹤反應結束後,再加入70% (質量)高錳酸鉀水溶液225mg(l mmol),繼續反應，薄層層析跟蹤反應結束後，過濾除去固體，減壓濃縮除去溶劑，剩餘物用甲苯重結晶得愈創木酚甘油醚154 mg，產率78 %。
[0029]實施例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),複合固體鹼催化劑(實施例1製得)1.1 mg，丙酮550 mg，在20°C攪拌反應，薄層層析跟蹤反應結束後，再加入溴甲烷95 mg (I mmol),繼續反應，薄層層析跟蹤反應結束後，再加入70%(質量)高錳酸鉀水溶液225mg(l mmol),繼續反應，薄層層析跟蹤反應結束後，過濾除去固體，減壓濃縮除去溶劑，剩餘物用甲苯重結晶得愈創木酚甘油醚156 mg，產率79 %。
[0030]實施例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),複合固體鹼催化劑(實施例1製得)5 mg，二氧六環1100 mg，在100°C攪拌反應，薄層層析跟蹤反應結束後，再加入氯甲燒51 mg (I mmol),繼續反應,薄層層析跟蹤反應結束後,再加入70% (質量)高錳酸鉀水溶液225mg (I mmol)，繼續反應，薄層層析跟蹤反應結束後，過濾除去固體，減壓濃縮除去溶劑，剩餘物用甲苯重結晶得愈創木酚甘油醚158 mg，產率80 %。
【權利要求】
1.一種複合固體鹼催化劑，其特徵在於該複合固體鹼催化劑主要由質量份配比如下的組分製成: 載體: Y-Al2O3100 份 負載組分: 粘結劑0.5?5份 含鎂化合物I?25份 含鈣化合物I?25份 聚丙烯醯胺0.5?5份 無機鹼0.1?2份； 所述粘結劑為下列之一:甘油、澱粉、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 ； 所述無機鹼為下列之一:NaOH、KOH、Na2CO3^ K2CO30
2.根據權利要求1所述的複合固體鹼催化劑，其特徵在於該複合固體鹼催化劑主要由質量份配比如下的組分製成: 載體: Y-Al2O3100 份 負載組分:鋁溶膠2份 Mg(OAc)210 份 Ca (OH)215 份聚丙烯醯胺3份無機鹼I份。
3.如權利要求1或2所述的複合固體鹼催化劑的製備方法，其特徵在於該如下:取Y -Al2O3,添加配方量的粘結劑、含鈣化合物、含鎂化合物和無機鹼，混合研磨I?5小時，再添加配方量的聚丙烯醯胺，混合研磨I?5小時後加水，將物料擠壓成型，於紅外燈下烘乾I?5小時，然後於50?200°C乾燥I?10小時，最後於300?600°C焙燒I?6小時，冷卻、乾燥，得所述複合固體鹼催化劑。
4.如權利要求1至3任一項所述的複合固體鹼催化劑作為催化劑在製備愈創木酚甘油醚中的應用，其特徵在於:該應用是在溶劑中以鄰苯二酚和烯丙基滷化物為原料，在複合固體鹼催化劑催化下反應，製得結構如式(II)所示的中間產物，不經分離依次加入滷代甲烷和高錳酸鉀水溶液得到結構如式(I)所示的目標產物愈創木酚甘油醚；Z' CM..,-v.0CHjfOI 二 GH5、 OQhOI=CH1 ? y +叫一 f^r 零.rpT祖'、版、':少、?ζ^m

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5.根據權利要求4所述的應用，所述烯丙基滷化物為氯化物、溴化物或碘化物；滷代甲烷為氯化物、溴化物或碘化物。
6.根據權利要求5所述的應用，其特徵在於:所述烯丙基滷化物為溴化物；滷代甲烷為溴化物。
7.根據權利要求4所述的應用，其特徵在於:所述溶劑質量用量為鄰苯二酚質量用量的5?10倍。
8.根據權利要求4所述的應用，其特徵在於:所述複合固體鹼催化劑投料量為投入的鄰苯二酚用量的I?10% (質量)。
9.根據權利要求4所述的應用，其特徵在於:所述反應過程中的反應溫度為20?100。。。
10.根據權利要求4所述的應用，其特徵在於:所述各反應步驟的反應均以薄層層析跟蹤至反應結束。
【文檔編號】B01J27/24GK104138765SQ201410326016
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2014年7月10日 優先權日:2014年7月10日
【發明者】陳昌略, 王必偉, 徐大國, 裴文 申請人:浙江海洲製藥有限公司