一种合成2，3，4，4′四羟基二苯甲酮的方法.pdf

本发明涉及一种合成2，3，4，4′-四羟基二苯甲酮的方法，以三氟化硼甲醇溶液为催化剂，焦性没食子酸和对羟基苯甲酸为原料合成2，3，4，4′-四羟基二苯甲酮。其特征是：以三氟化硼甲醇溶液为催化剂，在一定温度下使焦性没食子酸和对羟基苯甲酸发生酰化反应，制得2，3，4，4′-四羟基二苯甲酮。

权利要求书
1.  一种合成2，3，4，4′-四羟基二苯甲酮的方法，以焦性没食子酸和对羟基苯甲酸为原料，在催化剂存在下进行酰基化反应，反应结束后冷却，调pH值至中性，析出结晶，过滤、水洗、干燥，得2，3，4，4′-四羟基二苯甲酮粗产品，再经活性炭脱色精制后得2，3，4，4′-四羟基二苯甲酮精制产品，其特征在于：所述的催化剂为三氟化硼甲醇溶液，焦性没食子酸与三氟化硼甲醇溶液的质量体积比为1∶4g/mL。

2.  如权利要求1所述的合成2，3，4，4′-四羟基二苯甲酮的方法，其特征在于，具体步骤为：
第一步，合成：按焦性没食子酸和对羟基苯甲酸摩尔比为1∶1.1，将焦性没食子酸和对羟基苯甲酸在催化剂存在下于100～120℃下进行酰基化反应2～6h，反应结束后冷却，反应液用碱液中和，调pH值至6～7，析出结晶，经过滤，水洗后干燥，得2，3，4，4′-四羟基二苯甲酮粗产品；
第二步，精制：将第一步反应得到的2，3，4，4′-四羟基二苯甲酮粗产品溶于沸水中，加活性炭脱色10～20min，趁热过滤，滤液冷却结晶，过滤、干燥，得2，3，4，4′-四羟基二苯甲酮精制产品。

3.  如权利要求2所述的合成2，3，4，4′-四羟基二苯甲酮的方法，其特征在于，所述的碱液是质量体积浓度为3～5％g/mL的碳酸氢钠溶液，使用碱液量以控制溶液pH值至6～7为限度。

4.  如权利要求2所述的合成2，3，4，4′-四羟基二苯甲酮的方法，其特征在于，所述的活性炭用量为2，3，4，4′-四羟基二苯甲酮粗产品质量的5～15％。

说明书一种合成2，3，4，4′-四羟基二苯甲酮的方法
技术领域
本发明涉及一种合成2，3，4，4′-四羟基二苯甲酮的工艺方法：用三氟化硼为催化剂，以焦性没食子酸和对羟基苯甲酸为原料合成2，3，4，4′-四羟基二苯甲酮。
背景技术
2，3，4，4′-四羟基二苯甲酮(THBP)是一种重要的有机中间体，可用于微电子集成电路工业的光致抗蚀剂、医药中间体、紫外线吸收剂、树脂稳定剂、染料等。特别是在微电子工业迅速发展的今天，对用作紫外正性光刻胶感光剂中间体的THBP的需求急剧增加。我国是世界上集成电路产业主要生产国之一，大规模集成电路产量占全球产量的1/6以上，产品的应用领域和应用范围正在迅速扩大。目前，THBP产品的相关研究在我国还处在起步阶段，国内只有少数几个厂家生产，生产规模较小、产量十分有限，难以满足国内的需求。随着微电子工业的发展，该产品的需求更是急剧上升，因此，THBP的开发具有良好的市场前景。
THBP的合成是经典的Friedel-Crafts酰基化反应。文献报道的THBP合成方法主要有氯化锌催化酰化法、树脂催化法、三氟化硼催化法等。氯化锌催化酰化法是将等摩尔的焦性没食子酸与对羟基苯甲酸混合，在氯化锌和干燥的乙醚存在条件下反应，此法的缺点是反应时间长，反应温度高，加大了生产的能耗，并且使用了易燃的乙醚作为溶剂。树脂催化法是将等摩尔的焦性没食子酸和对羟基苯甲酸混合通过树脂柱发生反应，此法的产率虽然较高，但树脂再生时间长，工艺复杂，不适合大型生产。三氟化硼催化法是以焦性没食子酸和对羟基苯甲酸为原料，四氯乙烷为溶剂，在三氟化硼乙醚溶液催化下合成，反应温度为120℃，反应时间为10h。该法的反应条件温和，但反应时间长，产生的废液量大。
酰基化反应研究的重点集中在寻找温和的反应介质和高效的催化剂来提高产率、简化工艺、降低消耗和污染。因此，寻求高效、节能、安全环保的合成方法是该类化合物研究的发展趋势。
发明内容
为了解决现有技术存在的三氟化硼乙醚为催化剂、四氯乙烷为溶剂，易燃、废液量大的缺点，本发明提供一种合成2，3，4，4′-四羟基二苯甲酮的方法，具有产率高、原料和能耗低的优点。
本发明的技术方案为：一种合成2，3，4，4′-四羟基二苯甲酮的方法，以焦性没食子酸和对羟基苯甲酸为原料，在催化剂存在下进行酰基化反应，反应结束后冷却，调pH值至中性，析出结晶，过滤、水洗、干燥，得2，3，4，4′-四羟基二苯甲酮粗产品，再经活性炭脱色精制后得2，3，4，4′-四羟基二苯甲酮精制产品，所述的催化剂为三氟化硼甲醇溶液，焦性没食子酸与三氟化硼甲醇溶液的质量体积比为1∶4g/mL。
更具体的合成方法为：
第一步，合成：按焦性没食子酸和对羟基苯甲酸投料量比为1∶1.1(mol∶mol)，将焦性没食子酸和对羟基苯甲酸在催化剂存在下于100～120℃下进行酰基化反应2～6h，反应结束后冷却，反应液用碱液中和，调pH值至6～7中性，析出结晶，经过滤，水洗后干燥，得2，3，4，4′-四羟基二苯甲酮粗产品。所述的催化剂为三氟化硼甲醇溶液，其用量与焦性没食子酸的体积质量比为4∶1(mL∶g)；所述的碱液是质量体积浓度为3～5％(g/mL)的碳酸氢钠溶液，使用碱液量以控制溶液pH值至中性为限度。
第二步，精制：将第一步反应得到的2，3，4，4′-四羟基二苯甲酮粗产品溶于沸水中，加活性炭脱色10～20min，趁热过滤，滤液冷却结晶，过滤、干燥，得2，3，4，4′-四羟基二苯甲酮精制产品。所述的沸水用量为2，3，4，4′-四羟基二苯甲酮粗产品质量的40～60倍；所述的活性炭用量为粗产品质量的5～15％。
本发明述及的合成方法属于典型的Friedel-Crafts反应，是以一种路易氏酸——三氟化硼甲醇溶液作为催化剂，不需使用其它溶剂，使焦性没食子酸(邻苯三酚)和对羟基苯甲酸反应，生成2，3，4，4′-四羟基二苯甲酮。反应式如下：

本法与已报道的用三氟化硼乙醚溶液作为催化剂和以四氯乙烷为溶剂合成多羟基二苯甲酮的方法相比，虽然基于同一反应机理，但用料和工艺条件不同，具有明显的有益效果。
有益效果：
(1)本发明选择的催化剂三氟化硼甲醇溶液与已有报道使用的三氟化硼乙醚相比，更加安全。虽然二者都是三氟化硼催化剂，但其络合物分别为甲醇和乙醚。甲醇沸点16℃，闪点-45℃，爆炸极限6.0～36.5％(体积百分数)；而乙醚沸点34.6℃，挥发性大，对人有麻醉性，闪点-45℃，爆炸极限1.85～48.0％。
(2)本发明的合成工艺中三氟化硼甲醇溶液既是催化剂，也是溶剂，不需再象通常使用三氟化硼乙醚催化时一样添加四氯乙烷等其它溶剂，极大地减少原料用量和废液量，降低制备成本，减少污染。
(3)本发明反应时间短，当在120℃下反应时，可在2h内完成反应，与已报道的方法反应时间为10h相比大大节省了时间，这在进行工业化生产的时候可以大大的节约能耗，提高效率。本发明可在100℃反应温度下完成反应，相比于已报道的方法反应温度为120℃温度降低了20℃，仅此一项在工厂实际生产中将节约大量能耗。
(4)本发明以三氟化硼甲醇溶液为催化剂合成2，3，4，4′-四羟基二苯甲酮的反应条件温和，工艺简单易行，消耗和污染相对较少。
附图说明
图12，3，4，4′-四羟基二苯甲酮的红外光谱图。
图22，3，4，4′-四羟基二苯甲酮氢核磁共振(1H-NMR)波谱图。
图32，3，4，4′-四羟基二苯甲酮氢核磁共振(1H-NMR)波谱局部放大图。
经熔点仪测定2，3，4，4′-四羟基二苯甲酮产品熔点为199～204℃，经IR、1H-NMR确定其化学结构。以KBr压片，对产品进行红外光谱分析，主要基团的红外特征吸收峰为：3365.66cm-1(HO-Ar)；1636.56cm-1(C＝O)；1607.53cm-1、1587.88cm-1、1432.30cm-1(苯环骨架振动)，与目标产物结构中的主要基团红外特征吸收基本一致。1H-NMR分析：δ6.3976～6.4151(d，1H，HAr)，δ6.9588～6.9763(d，1H，HAr)，δ6.8744～6.8969(m，2H，2×HAr)，δ7.5350～7.5660(m，2H，2×HAr)，δ8.6084(s，1H，-HO)，δ10.0215(s，1H，-OH)，δ10.2278(s，1H，-OH)，δ12.0917(s，1H，-HO)，由此鉴定其化学结构为2，3，4，4′-四羟基二苯甲酮。
具体实施方式
实施例1：
一种合成2，3，4，4′-四羟基二苯甲酮的工艺方法，步骤为：
(1)按焦性没食子酸和对羟基苯甲酸物质的量比为1∶1.1(mol∶mol)，将焦性没食子酸和对羟基苯甲酸在一定催化剂和温度作用下酰化反应，反应结束后冷却，反应液用碱液中和，析出结晶，经过滤，水洗后干燥，得2，3，4，4′-四羟基二苯甲酮粗产品。酰化反应所采用的催化剂为三氟化硼甲醇溶液，用量与焦性没食子酸质量的比为4∶1(mL∶g)；碱液为3～5％(g/mL)碳酸氢钠溶液，使用碱液量以控制溶液pH值在中性为限度；反应温度为100～120℃；反应时间为2～6h。
(2)将反应得到的2，3，4，4′-四羟基二苯甲酮粗产品溶于沸水中，加活性炭脱色，趁热过滤，滤液冷却结晶，经过滤、干燥，得2，3，4，4′-四羟基二苯甲酮精制产品。沸水用量为2，3，4，4′-四羟基二苯甲酮粗产品质量的50～60倍；活性炭加入量为2，3，4，4′-四羟基二苯甲酮粗产品质量分数的5％，脱色时间为10～30min。
实施例2：
(1)称取焦性没食子酸6.3g和对羟基苯甲酸7.6g，加入500mL三口反应瓶中，加入催化剂三氟化硼甲醇溶液25mL，于110℃下反应6h，反应结束后冷却，反应液用3％(g/mL)碳酸氢钠溶液中和，调pH值至中性，析出结晶，经过滤，水洗后干燥，得2，3，4，4′-四羟基二苯甲酮粗产品10.06g。
(2)上述粗产品溶于500mL沸水中，加1.5g活性炭脱色20min，趁热过滤，滤液冷却结晶，过滤，纯水洗涤，干燥，得2，3，4，4′-四羟基二苯甲酮精制产品7.72g。
实施例3：
称取焦性没食子酸6.3g和对羟基苯甲酸7.6g，加入500mL三口反应瓶中，加入催化剂三氟化硼甲醇溶液25mL，于120℃下反应2h，反应结束后冷却，反应液用5％(g/mL)碳酸氢钠溶液中和，调pH值至中性，析出结晶，经过滤，水洗后干燥，得2，3，4，4′-四羟基二苯甲酮粗产品9.1g。
实施例4：
(1)称取焦性没食子酸12.6g和对羟基苯甲酸15.2g，加入250mL三口反应瓶中，加入催化剂三氟化硼甲醇溶液50mL，于100℃下反应5h，反应结束后冷却，反应液用5％(g/mL)碳酸氢钠溶液中和，调pH值至中性，析出结晶，经过滤，水洗后干燥，得2，3，4，4′-四羟基二苯甲酮粗产品18.0g。熔点190～202℃。
(2)称取粗产品3.0g，加入125mL水，加0.5g活性炭，加热脱色15min，趁热过滤，滤液冷却结晶，经过滤、干燥，得2，3，4，4′-四羟基二苯甲酮精制产品2.2g。熔点204.5～213.2℃。
对比例：
称取焦性没食子酸6.3g和对羟基苯甲酸7.6g，加入500mL三口反应瓶中，加入催化剂三氟化硼乙酸溶液25mL，于110℃下反应6h，反应结束后冷却，反应液用3％(g/mL)碳酸氢钠溶液中和，调pH值至中性，析出结晶，经过滤，水洗后干燥，得2，3，4-三羟基苯乙酮粗产品。
由对比例可以看出，并非所有三氟化硼溶液均可催化该反应得到目标产物2，3，4，4′-四羟基二苯甲酮。通过反复实验优选出三氟化硼甲醇作为催化剂可以得到最好的效果。