对甲氧基环己酮的制备方法.pdf

1、(10)申请公布号 CN 103073401 A (43)申请公布日 2013.05.01 CN 103073401 A *CN103073401A* (21)申请号 201310030360.1 (22)申请日 2013.01.25 C07C 45/61(2006.01) C07C 49/517(2006.01) (71)申请人 湖南化工研究院 地址 410007 湖南省长沙市芙蓉中路二段 251 号 (72)发明人 黄超群 胡志彬 黄路 彭鹏 罗正 罗亮明 熊莉莉 庞怀林 (74)专利代理机构 湖南兆弘专利事务所 43008 代理人 杨慧 (54) 发明名称 对甲氧基环己酮的制备方法 (5

2、7) 摘要 本发明公开了一种对甲氧基环己酮的制备方 法， 其特征包括氧化反应和甲基化反应两个步骤 ： 氧化反应 ： 1,4- 环己二醇在氧化剂、 催化剂、 溶剂 中进行氧化反应， 得到对羟基环己酮， 反应方程式 为 ：甲基化反应 ： 对羟基环己酮在 甲基化试剂、 溶剂、 碱中进行甲基化反应得到对甲 氧基环己酮， 反应方程式为 ：本发明 1,4- 环己二醇只需经过氧化和甲基化两步反应 便能得到目标产物， 氧化反应得到的对羟基环己 酮不需经过纯化直接用于甲基化反应， 工艺简单、 易操作， 原料来源广泛， 生产成本较低， 适合工业 化生产。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 5 页

3、 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书5页 (10)申请公布号 CN 103073401 A CN 103073401 A *CN103073401A* 1/1 页 2 1. 一种对甲氧基环己酮的制备方法， 其特征包括氧化反应和甲基化反应两个步骤 ： 氧化反应 ： 1,4- 环己二醇在氧化剂、 催化剂、 溶剂中进行氧化反应， 得到对羟基环己 酮， 反应方程式为 ： 甲基化反应 ： 对羟基环己酮在甲基化试剂、 溶剂、 碱中进行甲基化反应得到对甲氧基环 己酮， 反应方程式为 ： 氧化反应中所使用的氧化剂为溴酸钠或溴酸钾， 氧化剂的用量按摩尔百分数计为

4、1,4- 环己二醇的 20% 50%， 催化剂为硝酸铈铵， 催化剂的用量按质量百分数计为 1,4- 环 己二醇的 2% 100% ； 溶剂为乙腈或乙腈水溶液， 乙腈水溶液的体积浓度为 10%， 溶剂与 1,4- 环己二醇的用量比为体积与质量比 2 1 20 1 ； 氧化反应的温度为 0至反应溶 剂回流的温度 ； 甲基化反应中使用的甲基化试剂为硫酸二甲酯， 硫酸二甲酯的用量按摩尔百分数计为 1,4- 环己二醇的 100% 300% ； 溶剂为水、 苯、 甲苯、 二甲苯、 二氯甲烷、 三氯甲烷、 二氯乙烷 中的一种或几种的混合物， 溶剂与 1,4- 环己二醇的用量比为体积与质量比 2 1 30 1

5、 ； 当溶剂为两相溶剂时， 加入相转移催化剂苄基三乙基氯化铵或苄基三基溴化铵， 相转移 催化剂的用量按质量百分数计为 1,4- 环己二醇的 1% 10% ； 甲基化反应所使用的碱为氢 氧化钠或氢氧化钾， 碱的用量按摩尔百分数计为 1,4- 环己二醇的 100% 800% ； 甲基化反 应的温度为 0至反应溶剂回流的温度。 2. 根据权利要求 1 所述的对甲氧基环己酮的制备方法， 其特征在于氧化反应得到的对 羟基环己酮反应液经冷却， 过滤， 滤液减压脱溶后不经过纯化直接用于甲基化反应。 权 利 要 求 书 CN 103073401 A 2 1/5 页 3 对甲氧基环己酮的制备方法 技术领域 00

6、01 本发明涉及对甲氧基环己酮的制备。 背景技术 0002 对甲氧基环己酮是一种重要的医药和农药中间体， 如可用作杀虫剂螺虫乙酯的中 间体。根据文献目前国内外主要有以下几种合成方法。 0003 方法一以对甲氧基苯酚为原料， 以贵金属钯、 铂或其负载形式为催化剂， 经过还 原得到对甲氧基环己酮。如以 5%pd/C( 按重量百分数计 ) 为催化剂， 以 67% 的收率得到对 甲氧基环己酮。 0004 0005 该方法操作简单， 但原料价格昂贵， 且所使用的催化剂为贵金属催化剂， 导致成本 较高。 0006 方法二以 1,4- 环己二醇为原料， 经甲基化氧化合成对甲氧基环己酮。如以碘甲 烷为甲基化试

7、剂， 以氯铬酸吡啶鎓盐为氧化剂得到对甲氧基环己酮。 0007 0008 该方法原料易得， 但收率不理想。 0009 方法三以 1,4- 环己二酮 - 乙二醇缩酮为原料经过还原， 甲基化， 脱保护合成对 甲氧基环己酮。如以硼氢化钠为还原剂， 碘甲烷为甲基化试剂得到对甲氧基环己酮。 0010 0011 该方法涉及步骤较多， 原料成本较高， 不适宜工业化生产。 发明内容 0012 本发明的目的是提供一种对甲氧基环己酮的制备方法， 其特征包括氧化反应和甲 基化反应两个步骤 ： 0013 氧化反应 ： 1,4- 环己二醇在氧化剂、 催化剂、 溶剂中进行氧化反应， 得到对羟基环 说 明 书 CN 1030

8、73401 A 3 2/5 页 4 己酮， 反应方程式为 ： 0014 0015 甲基化反应 ： 对羟基环己酮在甲基化试剂、 溶剂、 碱中进行甲基化反应得到对甲氧 基环己酮， 反应方程式为 ： 0016 0017 在氧化反应中所使用的氧化剂为溴酸钠或溴酸钾， 氧化剂的用量按摩尔百分数 计为 1,4- 环己二醇的 20% 50%， 催化剂为硝酸铈铵， 催化剂的用量按质量百分数计为 1,4- 环己二醇的 2% 100% ； 溶剂为乙腈或乙腈水溶液， 乙腈水溶液的体积浓度为 10%， 溶 剂与 1,4- 环己二醇的用量比为体积与质量比 2 1 20 1 ； 氧化反应的温度为 0至反 应溶剂回流的温度

9、。 0018 在甲基化反应中使用的甲基化试剂为硫酸二甲酯， 硫酸二甲酯的用量按摩尔百分 数计为 1,4- 环己二醇的 100% 300% ； 溶剂为水、 苯、 甲苯、 二甲苯、 二氯甲烷、 三氯甲烷、 二 氯乙烷中的一种或几种的混合物， 溶剂与 1,4- 环己二醇的用量比为体积与质量比 2 1 30 1 ； 当溶剂为两相溶剂时， 加入相转移催化剂苄基三乙基氯化铵或苄基三基溴化铵， 相 转移催化剂的用量按质量百分数计为 1,4- 环己二醇的 1% 10% ； 甲基化反应所使用的碱 为氢氧化钠或氢氧化钾， 碱的用量按摩尔百分数计为 1,4- 环己二醇的 100% 800% ； 甲基 化反应的温度为

10、 0至反应溶剂回流的温度。 0019 本发明中氧化反应得到的对羟基环己酮反应液经冷却、 过滤、 滤液减压脱溶后不 经过纯化直接用于甲基化反应。 0020 本发明提供的对甲氧基环己酮的制备方法， 1,4- 环己二醇经过氧化和甲基化反 应， 只需两步反应便得到目标产物， 氧化反应得到的对羟基环己酮不需经过纯化直接用于 甲基化反应， 该方法工艺简单、 易操作， 原料来源广泛， 生产成本较低， 适合工业化生产。 具体实施方式 0021 下面结合实施例对本发明作进一步说明。 0022 实施例 1 0023 向三口反应瓶中加入 50g（0.431mol） 对 1,4- 环己二醇， 23g NaBrO3（0

11、.152mol） ， 15g 硝酸铈铵， 350mL 乙腈， 150mL 水。升温至回流反应 5 小时左右， 得到对羟基环己酮反应 液， 经冷却， 过滤， 滤液经减压脱溶后直接投入下一步反应。 0024 向三口瓶中加入上一步反应脱溶所得到的对羟基环己酮粗品， 苄基三乙基氯化铵 3g， 水 100mL， 甲苯 400mL， 30左右向其中分批加入 45g 氢氧化钠 （1.125mol） 后搅拌 45 分 钟， 然后向反应瓶中滴加硫酸二甲酯 90g（0.818mol） ， 滴加硫酸二甲酯的同时分十次加入 35g 氢氧化钠 （0.875mol） ， 硫酸二甲酯加完后继续搅拌 4 小时， 停止反应。过

12、滤， 滤液分层， 说 明 书 CN 103073401 A 4 3/5 页 5 下层的水相用甲苯萃取二次， 每次200mL， 合并甲苯相， 脱溶。 残留物减压蒸馏得33.3g对甲 氧基环己酮， 纯度 95%（气相色谱归一化） 。 0025 实施例 2 0026 向三口反应瓶中加入 50g（0.431mol） 对 1,4- 环己二醇， 23g NaBrO3（0.152mol） ， 1g 硝酸铈铵， 350mL 乙腈， 150mL 水。0反应 5 小时左右， 冷却， 过滤， 滤液减压脱溶后不纯 化直接投入下一步。 0027 向三口瓶中加入上一步反应脱溶所得到的对羟基环己酮粗品， 苄基三乙基氯化铵

13、3g， 水 100mL， 甲苯 400mL， 30左右向其中分批加入 45g 氢氧化钠 （1.125mol） 后搅拌 45 分 钟， 然后向反应瓶中滴加硫酸二甲酯 90g（0.818mol） ， 滴加硫酸二甲酯的同时分十次加入 35g 氢氧化钠 （0.875mol） ， 硫酸二甲酯加完后继续搅拌 4 小时， 停止反应。过滤， 滤液分层， 下层的水相用甲苯萃取二次， 每次200mL， 合并甲苯相， 脱溶。 残留物减压蒸馏得17.2g对甲 氧基环己酮， 纯度 94%（气相色谱归一化） 。 0028 实施例 3 0029 向三口反应瓶中加入 50g（0.431mol） 对 1,4- 环己二醇， 23

14、g KBrO3（0.138mol） ， 50g硝酸铈铵， 50mL乙腈， 450mL水。 升温至回流反应5小时左右， 冷却， 过滤， 滤液减压脱溶 后不纯化直接投入下一步。 0030 向三口瓶中加入上一步反应脱溶所得到的对羟基环己酮粗品， 苄基三乙基氯化铵 3g， 水 100mL， 甲苯 400mL， 30左右向其中分批加入 45g 氢氧化钠 （1.125mol） 后搅拌 45 分 钟， 然后向反应瓶中滴加硫酸二甲酯 90g（0.818mol） ， 滴加硫酸二甲酯的同时分十次加入 35g 氢氧化钠 （0.875mol） ， 硫酸二甲酯加完后继续搅拌 4 小时， 停止反应。过滤， 滤液分层， 下

15、层的水相用甲苯萃取二次， 每次200mL， 合并甲苯相， 脱溶。 残留物减压蒸馏得31.5g对甲 氧基环己酮， 纯度 96%（气相色谱归一化） 。 0031 实施例 4 0032 向三口反应瓶中加入 50g（0.431mol） 对 1,4- 环己二醇， 23g NaBrO3（0.152mol） ， 15g 硝酸铈铵， 500mL 乙腈。升温至回流反应 5 小时左右， 冷却， 过滤， 滤液减压脱溶后不纯 化直接投入下一步。 0033 向三口瓶中加入上一步反应脱溶所得到的对羟基环己酮粗品， 苄基三乙基氯化铵 3g， 水 100mL， 甲苯 400mL， 30左右向其中分批加入 45g 氢氧化钠 （

16、1.125mol） 后搅拌 45 分 钟， 然后向反应瓶中滴加硫酸二甲酯 90g（0.818mol） ， 滴加硫酸二甲酯的同时分十次加入 35g 氢氧化钠 （0.875mol） ， 硫酸二甲酯加完后继续搅拌 4 小时， 停止反应。过滤， 滤液分层， 下层的水相用甲苯萃取二次， 每次200mL， 合并甲苯相， 脱溶。 残留物减压蒸馏得28.3g对甲 氧基环己酮， 纯度 95%（气相色谱归一化） 。 0034 实施例 5 0035 向三口反应瓶中加入 50g（0.431mol） 对 1,4- 环己二醇， 23g NaBrO3（0.152mol） ， 15g 硝酸铈铵， 350mL 乙腈， 150m

17、L 水。升温至回流反应 5 小时左右， 冷却， 过滤， 滤液减压脱 溶后不纯化直接投入下一步。 0036 向三口瓶中加入上一步反应脱溶所得到的对羟基环己酮粗品， 苄基三乙基氯化铵 3g， 水 100mL， 甲苯 400mL， 0左右向其中分批加入 45g 氢氧化钠 （1.125mol） 后搅拌 45 分 钟， 然后向反应瓶中滴加硫酸二甲酯 47.4g（0.431mol） ， 滴加硫酸二甲酯的同时分十次加 说 明 书 CN 103073401 A 5 4/5 页 6 入 35g 氢氧化钠 （0.875mol） ， 硫酸二甲酯加完后继续搅拌 4 小时， 停止反应。过滤， 滤液分 层， 下层的水相用

18、甲苯萃取二次， 每次 200mL， 合并甲苯相， 脱溶。残留物减压蒸馏得 22.2g 对甲氧基环己酮， 纯度 94%（气相色谱归一化） 。 0037 实施例 6 0038 向三口反应瓶中加入 50g（0.431mol） 对 1,4- 环己二醇， 23g NaBrO3（0.152mol） ， 15g 硝酸铈铵， 350mL 乙腈， 150mL 水。升温至回流反应 5 小时左右， 冷却， 过滤， 滤液减压脱 溶后不纯化直接投入下一步。 0039 向三口瓶中加入上一步反应脱溶所得到的对羟基环己酮粗品， 苄基三乙基氯化铵 3g， 水 100mL， 甲苯 400mL， 加热回流， 向其中分批加入 45g

19、 氢氧化钠 （1.125mol） 后搅拌 45 分钟， 然后向反应瓶中滴加硫酸二甲酯 142.2g（1.293mol） ， 滴加硫酸二甲酯的同时分十次 加入 35g 氢氧化钠 （0.875mol） ， 硫酸二甲酯加完后继续搅拌 4 小时， 停止反应。冷却， 过滤， 滤液分层， 下层的水相用甲苯萃取二次， 每次 200mL， 合并甲苯相， 脱溶。残留物减压蒸馏得 25.3g 对甲氧基环己酮， 纯度 93%（气相色谱归一化） 。 0040 实施例 7 0041 向三口反应瓶中加入 50g（0.431mol） 对 1,4- 环己二醇， 23g NaBrO3（0.152mol） ， 15g 硝酸铈铵，

20、 350mL 乙腈， 150mL 水。升温至回流反应 5 小时左右， 冷却， 过滤， 滤液减压脱 溶后不纯化直接投入下一步。 0042 向三口瓶中加入上一步反应脱溶所得到的对羟基环己酮粗品， 苄基三乙基溴化铵 5g， 水 100mL， 甲苯 400mL， 30左右向其中分批加入 45g 氢氧化钾 （0.804mol） 后搅拌 45 分 钟， 然后向反应瓶中滴加硫酸二甲酯 90g（0.818mol） ， 滴加硫酸二甲酯的同时分十次加入 35g 氢氧化钠 （0.875mol） ， 硫酸二甲酯加完后继续搅拌 4 小时， 停止反应。过滤， 滤液分层， 下层的水相用甲苯萃取二次， 每次200mL， 合并

21、甲苯相， 脱溶。 残留物减压蒸馏得33.6g对甲 氧基环己酮， 纯度 96%（气相色谱归一化） 。 0043 实施例 8 0044 向三口反应瓶中加入 50g（0.431mol） 对 1,4- 环己二醇， 23g NaBrO3（0.152mol） ， 15g 硝酸铈铵， 350mL 乙腈， 150mL 水。升温至回流反应 5 小时左右， 冷却， 过滤， 滤液减压脱 溶后不纯化直接投入下一步。 0045 向三口瓶中加入上一步反应脱溶所得到的对羟基环己酮粗品， 苄基三乙基溴化铵 0.5g， 水 50mL， 二氯乙烷 400mL， 30左右向其中分批加入 45g 氢氧化钠 （1.125mol） 后搅

22、拌 45 分钟， 然后向反应瓶中滴加硫酸二甲酯 90g（0.818mol） ， 滴加硫酸二甲酯的同时分十次 加入35g氢氧化钠 （0.875mol） ， 硫酸二甲酯加完后继续搅拌4小时， 停止反应。 过滤， 滤液分 层， 下层的水相用甲苯萃取二次， 每次 200mL， 合并甲苯相， 脱溶。残留物减压蒸馏得 28.3g 对甲氧基环己酮， 纯度 95%（气相色谱归一化） 。 0046 实施例 9 0047 向三口反应瓶中加入 50g（0.431mol） 对 1,4- 环己二醇， 23g NaBrO3（0.152mol） ， 15g 硝酸铈铵， 350mL 乙腈， 150mL 水。升温至回流反应 5

23、 小时左右， 冷却， 过滤， 滤液减压脱 溶后不纯化直接投入下一步。 0048 向三口瓶中加入上一步反应脱溶所得到的对羟基环己酮粗品， 二氯甲烷 400mL， 二 甲苯 50mL， 30左右向其中分批加入 45g 氢氧化钠 （1.125mol） 后搅拌 45 分钟， 然后向反 说 明 书 CN 103073401 A 6 5/5 页 7 应瓶中滴加硫酸二甲酯 90g（0.818mol） ， 滴加硫酸二甲酯的同时分十次加入 35g 氢氧化钠 （0.875mol） ， 硫酸二甲酯加完后继续搅拌 4 小时， 停止反应。过滤， 滤液分层， 下层的水相用 甲苯萃取二次， 每次 200mL， 合并甲苯相，

24、 脱溶。残留物减压蒸馏得 21.1g 对甲氧基环己酮， 纯度 95%（气相色谱归一化） 。 0049 实施例 10 0050 向三口反应瓶中加入 50g（0.431mol） 对 1,4- 环己二醇， 23g NaBrO3（0.152mol） ， 15g 硝酸铈铵， 350mL 乙腈， 150mL 水。升温至回流反应 5 小时左右， 冷却， 过滤， 滤液减压脱 溶后不纯化直接投入下一步。 0051 向三口瓶中加入上一步反应脱溶所得到的对羟基环己酮粗品， 三氯甲烷 400mL， 苯 50mL， 30左右向其中分批加入 45g 氢氧化钠 （1.125mol） 后搅拌 45 分钟， 然后向反应 瓶中滴

25、加硫酸二甲酯 90g（0.818mol） ， 滴加硫酸二甲酯的同时分十次加入 35g 氢氧化钠 （0.875mol） ， 硫酸二甲酯加完后继续搅拌 4 小时， 停止反应。过滤， 滤液分层， 下层的水相用 甲苯萃取二次， 每次 200mL， 合并甲苯相， 脱溶。残留物减压蒸馏得 19.9g 对甲氧基环己酮， 纯度 96%（气相色谱归一化） 。 0052 实施例 11 0053 向三口反应瓶中加入50g （0.431mol） 对1,4-环己二醇， 13.0g NaBrO3（0.086mol） ， 15g硝酸铈铵， 50mL乙腈， 50mL水。 升温至回流反应5小时左右， 得到对羟基环己酮反应液，

26、经冷却， 过滤， 滤液经减压脱溶后直接投入下一步反应。 0054 向三口瓶中加入上一步反应脱溶所得到的对羟基环己酮粗品， 苄基三乙基氯化铵 3g， 水 50mL， 甲苯 50mL， 30左右向其中分批加入 17.21g （0.431mol） 氢氧化钠后搅拌 45 分 钟， 然后向反应瓶中滴加硫酸二甲酯 90g（0.818mol） ， 硫酸二甲酯加完后继续搅拌 4 小时， 停止反应。 过滤， 滤液分层， 下层的水相用甲苯萃取二次， 每次200mL， 合并甲苯相， 脱溶。 残 留物减压蒸馏得 15.1g 对甲氧基环己酮， 纯度 93%（气相色谱归一化） 。 0055 实施例 12 0056 向 三

27、 口 反 应 瓶 中 加 入 50g（0.431mol）对 1,4- 环 己 二 醇， 32.59g NaBrO3 （0.216mol） ， 15g硝酸铈铵， 800mL乙腈， 200mL水。 升温至回流反应5小时左右， 得到对羟基 环己酮反应液， 经冷却， 过滤， 滤液经减压脱溶后直接投入下一步反应。 0057 向三口瓶中加入上一步反应脱溶所得到的对羟基环己酮粗品， 苄基三乙基氯化铵 3g， 水 300mL， 甲苯 1200mL， 30左右向其中分批加入 137.92g（3.448mol） 氢氧化钠后搅拌 45 分钟， 然后向反应瓶中滴加硫酸二甲酯 90g（0.818mol） ， 硫酸二甲酯加完后继续搅拌 4 小时， 停止反应。过滤， 滤液分层， 下层的水相用甲苯萃取二次， 每次 200mL， 合并甲苯相， 脱 溶。残留物减压蒸馏得 25.2g 对甲氧基环己酮， 纯度 95%（气相色谱归一化） 。 说 明 书 CN 103073401 A 7