一种合成对－1－(4－甲氧基苯基)－1－甲基乙基杯8芳烃的方法

摘要

一种合成对－[1－(4－甲氧基苯基)－1－甲基乙基]杯[8]芳烃的工艺方法。将2－(4－羟基苯基)－2－(4－甲氧基苯基)丙烷、多聚甲醛、碱金属氢氧化物水溶液和二甲苯加入到反应器中，反应器是具有惰性气体保护、搅拌、加热、回流和油水分离功能的化学合成装置系统的一部分。在惰性气体保护和不断搅拌下，将反应物混合物从室温加热至回流，并保持回流；停止回流后，冷却至室温；然后过滤反应产物混合物，并依次用甲苯、醚类溶剂、丙酮和水洗涤沉淀；干燥沉淀；用氯仿重结晶，得产物为白色粉末固体。方法特点：与已报道方法相比，反应过程易于操作控制，工艺流程更合理，提高了产率。

说明书

技术领域

本发明涉及一种合成制备杯[8]芳烃衍生物的工艺方法，特别是涉及一种选择性合成制备对-[1-(4-甲氧基苯基)-1-甲基乙基]杯[8]芳烃的工艺方法。

背景技术

杯芳烃是一类由对位取代苯酚与甲醛在碱性条件下缩合而成的具有独特空腔结构的寡聚大环化合物。杯芳烃能结合中性有机分子、聚合物分子、金属离子和阴离子，形成包合物，因而在主-客体配位和仿生学中有广泛应用。为了使杯芳烃能结合大的有机客体分子，就需要扩展杯芳烃空腔的大小，这方面已经做了很多努力，有几种深腔杯芳烃已经通过在杯芳烃上缘的衍生化合成出来(如A.Arduini，et al.，Extension of the hydrophobic cavity of calix[4]arene by“upper rim”functionalization.Tetrahedron，1992，48：905-912；R.K.Juneja，et al.，Synthesis andcharacterization of rigid，deep-cavity calix[4]arenes.J.Am.Chem.Soc.，1993，115：3818-3819；I.E.Lubitov，et al.，New class of host molecules.p-1-Adamantylcalix[8]arenes.Synlett，1993，647-648等)。然而，深腔杯芳烃的化学及其应用研究发展缓慢，因为这些化合物缺乏高产率的合成方法。因此，研究开发新的杯芳烃衍生物合成方法具有重要意义。Tung等人(A novel host moleculep-[1-(4-hydroxyphenyl)-1-methylethyl]-calix[8]arene.Synthesis and complexationproperties in non-aqueous polar solution，J.Chem.Soc.，Perkin Trans.，1997，2：185-188)曾报道了一种制备对-[1-(4-甲氧基苯基)-1-甲基乙基]杯[8]芳烃的工艺方法，即将2-(4-羟基苯基)-2-(4-甲氧基苯基)丙烷、多聚甲醛和氢氧化钾加入到二甲苯中，在氮气保护和剧烈搅拌下加热回流；然后冷却、过滤，沉淀相继用甲苯、乙醚和水洗涤，并干燥沉淀；最后从氯仿-甲醇中重结晶，得到白色粉末状产物，产率51％。我们的实验研究发现，该方法存在一个严重问题：该方法没有指出控制反应物混合物从室温加热到回流这一过程的时间，即升温时间。事实上，升温时间是影响反应结果的关健因素之一，如不控制升温时间，将导致反应过程不易控制，目标产物产率较低，而且很不稳定。此外，回流时间、各反应物之间的配比及浓度也是影响反应结果的重要因素。

发明内容

本发明旨在解决对-[1-(4-甲氧基苯基)-1-甲基乙基]杯[8]芳烃合成制备中目标产物产率低，反应过程操作不易控制等问题，提供一种目标产物产率较高、工艺流程更合理、反应过程易于操控的选择性合成目标产物的方法。

本发明的技术方案是这样实现的：

A.将2-(4-羟基苯基)-2-(4-甲氧基苯基)丙烷、多聚甲醛、碱金属氢氧化物水溶液和二甲苯依次加入到反应器中；

B.在惰性气体保护和不断搅拌下，将反应物混合物从室温加热至回流，并保持回流4-6h以上，回流温度为136-145℃，停止回流后，冷却至室温；反应物混合物从室温加热至回流所用时间为1-4h；

C.过滤反应产物混合物，并依次用甲苯、醚类溶剂、丙酮和水洗涤沉淀，干燥沉淀，得粗产品；

D.用氯仿对粗产品进行重结晶，并干燥沉淀，得目标产物为白色粉末固体。

所述A步中反应物混合物从室温加热至回流所用的优选时间为2-2.5h。

所述B步中优选的回流时间为4-4.5h。

所述A步中加入的2-(4-羟基苯基)-2-(4-甲氧基苯基)丙烷与碱金属氢氧化物的物质的量之比为1∶0.03-1∶0.1。

所述A步中多聚甲醛与2-(4-羟基苯基)-2-(4-甲氧基苯基)丙烷的质量比为1∶4.3-1∶4.8。

所述A步中加入的碱金属氢氧化物可以是氢氧化钠，或氢氧化钾。

所述A步中2-(4-羟基苯基)-2-(4-甲氧基苯基)丙烷在二甲苯中的浓度为0.9-1.4mol/L。

所述B步中的惰性气体可以是高纯氮气，或氦气，或氩气。

所述C步中的醚类溶剂可以是石油醚，或乙醚。

所述C步中的干燥温度为80-105℃，干燥时间为1.5-3h。

所述D步中的干燥温度为80-105℃，干燥时间为1.5-3h。

所述A步中的2-(4-羟基苯基)-2-(4-甲氧基苯基)丙烷可采用发明人自制或其它可购买的途径或他人通过实验室制备得到，其中自制的合成方法已申请中国发明专利，专利(申请)号200710035967.3。

本发明的有益效果为：由于控制了反应物混合物从室温加热到回流这一过程的时间，使得反应物有充分的时间逐步缩合，形成稳定的中间体，并在回流阶段形成目标产物，减少了副反应发生的几率，可以提高产率，而且反应过程易于操作控制，工艺流程更合理。本方法工艺流程简便，目标产物产率较高。

具体实施方式

以下实施例旨在说明本发明而不是对本发明的进一步限定，本发明可以按发明内容所述的任一方式实施。

实施例1

往250mL四口烧瓶中依次加入17.0g(0.070mol)2-(4-羟基苯基)-2-(4-甲氧基苯基)丙烷(自制，其合成方法已申请中国发明专利，专利申请号200710035967.3)、3.95g多聚甲醛、0.6mL10mol/L氢氧化钠和78mL二甲苯；构建具有氮气保护、搅拌、油浴加热、回流和油水分离功能的化学合成装置系统，反应器是其中的一部分；在高纯氮气保护和剧烈搅拌下，将反应物混合物从室温加热至回流，控制升温过程时间为2.5h，并保持回流4.5h；停止回流后，逐渐冷却至室温；抽滤反应产物混合物，滤出沉淀依次用甲苯、石油醚、丙酮和水洗涤，并在烘箱中105℃下干燥2h；然后用氯仿重结晶，并在80℃下干燥2h，最后制得目标产物为白色粉末固体，重9.9g，产率55.5％。分析表征数据证实了目标产物的结构。熔点(Mp)＞300℃。目标产物分子式为C₁₃₆H₁₄₄O₁₆，元素含量计算值为：C，80.31％；H，7.09％；实测值为：C，79.92％；H，7.18％。¹H和¹³CNMR数据为：δ_H(CDCl₃)9.56(1H，OH，s)，7.06(2H，ArH，d)，6.84(2H，ArH，s)，6.76(2H，ArH，d)，3.73(3H，OCH₃，s)，4.27，3.35(2H，CH₂，2×d)，1.48(6H，CH₃-C-CH₃，s)；δ_C(CDCl₃)157.25，146.52，144.62，142.64，128.55，127.62，126.78，113.17(ArC)，55.01(OCH₃)，41.52(-C-)，32.07(-CH₂-)，31.22和30.70(-CH₃)。快原子轰击电离质谱(FAB-MS)负离子模式监测到分子式量为2032。

实施例2

往250mL四口烧瓶中依次加入17.0g(0.070mol)2-(4-羟基苯基)-2-(4-甲氧基苯基)丙烷、3.8g多聚甲醛、0.5mL10mol/L氢氧化钾和60mL二甲苯；构建具有氮气保护、搅拌、油浴加热、回流和油水分离功能的化学合成装置系统，反应器是其中的一部分；在高纯氮气保护和剧烈搅拌下，将反应物混合物从室温加热至回流，控制升温过程时间为2.5h，并保持回流4.5h；停止回流后，逐渐冷却至室温；抽滤反应产物混合物，滤出沉淀依次用甲苯、乙醚、丙酮和水洗涤，并在烘箱中105℃下干燥2h；然后用氯仿重结晶，并在80℃下干燥2h，最后制得目标产物为白色粉末固体，重10.2g，产率57.2％。分析表征数据证实了目标产物的结构(具体数据同实施例1)。

实施例3

控制升温过程时间为2h，回流时间为4h，其它工艺流程步骤同实施例1。制得目标产物9.8g，产率55.1％。分析表征数据证实了目标产物的结构(具体数据同实施例1)。