Page 221 - 《精细化工》2022年第6期

第 6 期 周鹏程，等: 3,5-二甲基苯酚合成工艺改进 ·1287·

均可顺利进行，表明本文所建立的方法具有较好的 方式主要有两种：一种是在脱氢催化剂作用下，在
普适性。此外，给电子基团会削弱羰基碳的正电性， 高沸点溶剂中直接脱氢芳构化 [26] ；另一种是转移脱
从而削弱羰基的亲电加成活性。苯环的共轭作用分 氢芳构化，即在上一种方式的条件下，再加入氢受
散了羰基碳的正电性，从而导致芳香醛类底物得到 体来辅助脱氢过程，提高原料的转化率 [27-30] 。考虑
的环合产物收率普遍要低于脂肪醛类底物。 到反应液中除产物外还有氢受体的加氢产物导致转
移脱氢芳构化后期分离过程比较复杂。因此，本文
表 4 所建立的无水碳酸钠催化体系的应用
Table 4 Application of anhydrous sodium carbonate catalytic 采用直接脱氢芳构化的工艺，首先对脱氢催化剂进
system 行了筛选，尝试了骨架镍、氯化钯和 10% Pd/C 3 种

反应条件 收率/ 催化剂，最终发现 10% Pd/C 的催化活性最好。
R 产品
碱 溶剂 温度/℃ % 温度对脱氢芳构化过程的影响也较大 [31] 。考察
C 6H 5 无水碳酸钠 无水 80 69 了温度对 3,5-二甲基苯酚收率的影响，结果如表 5
乙醇 所示。由表 5 可见，采用乙腈作为溶剂回流反应时
原料几乎不反应；当溶剂换成沸点较高的 1,2,3-三甲
4-OMeC 6H 4 无水碳酸钠 无水 80 65 苯，回流状态下只有少量产物生成；最后将溶剂换
乙醇
成沸点更高的乙二醇时，目标产物 3,5-二甲基苯酚
的收率可达 70%，并且催化剂连续循环 5 次，目标
4-NO 2C 6H 4 无水碳酸钠 无水 80 60
乙醇 产物的收率基本不变，结果见图 7。

表 5 脱氢芳构化过程的条件优化
C 3H 7 无水碳酸钠 无水 80 75 Table 5 Reaction conditions optimization of dehydrogenative
乙醇 aromatization

反应条件
C 4H 9 无水碳酸钠 无水 80 90 溶剂 温度/℃ 收率/%
乙醇
乙腈 85 —
1,2,3-三甲苯 167 痕量
注：乙酰乙酸乙酯 20 mmol、醛类化合物 10 mmol、溶剂
乙二醇 197 70
用量均为 30 mL、无水碳酸钠用量均为 10 mmol，Me 为甲基。
注：“—”为几乎不反应；3,5-二甲基-2-环己烯酮 1.47 g
2.4 Robinson 环合产物皂化脱羧合成 3,5-二甲基- （11.8 mmol）、10% Pd/C 0.147 g、溶剂用量均为 20 mL。

2-环己烯酮
无水碳酸钠催化的乙酰乙酸乙酯和乙醛的
Robinson 环合反应的高效进行为 3,5-二甲基-2-环己
烯酮（中间体Ⅱ）的有效构建提供了一个很好的途
径。而脱氢芳构化前体 3,5-二甲基-2-环己烯酮的获
得还需中间体Ⅰ进一步脱去酯基。目前，脱去酯基
的方式有两种：一种是在金属催化剂存在条件下以
催化还原的方式直接除去 [24] ；另一种是皂化脱羧的
方式，即先将酯基在碱性环境下水解，然后在酸性
环境下加热脱去羧基 [25] 。从工业化遵循的简单高效
的原则来考虑，显然，第二种方式更为合理。本文 图 7 10% Pd/C 的循环性能
Fig. 7 Recycling properties of 10% Pd/C catalyst
通过多次实验优化，在不断将酸碱使用比例降至最
低的同时，还保证目标产品的收率稳步提升。最终， 2.6 3,5-二甲基苯酚合成工艺的初步放大
当中间体Ⅰ的用量为 4.00 g（20.3 mmol）时，NaOH 为进一步确认工艺的合理性和有效性，将所建
仅需 0.24 g（6.0 mmol），1.84 mol/L 稀硫酸仅需 立的 3,5-二甲基苯酚的合成工艺进行了初步放大实
10 mL，此条件下中间体Ⅰ几乎完全转化，中间体Ⅱ 验，具体放大数据如下：Robinson 环合反应最初的
的收率为 99%。 投料量（乙酰乙酸乙酯）为 5 g，收率为 95%，将投
2.5 3,5-二甲基-2-环己烯酮芳构化合成 3,5-二甲基 料量放大至 150 g，产物的收率约为 83%。皂化脱羧
苯酚 过程最初的投料量是 4 g（中间体Ⅰ），产物收率为
目前，环己烯酮脱氢芳构化合成酚类化合物的 99%，将投料量放大至 200 g，产物收率约为 90%。