布朗斯特酸催化的3-甲基邻苯二酚的叔丁基化反应

布朗斯特酸催化的3-甲基邻苯二酚的叔丁基化反应酚的叔丁基化是有机合成中重要的Friedel-Crafts反应之一,在工业上有非常重要的应用,所得位阻酚类化合物除了可以作为抗氧化剂外,还可以用作多种精细化工产品的中间体以及原料。合成叔丁基酚常用的催化剂为路易斯酸或布朗斯特酸,但是这些催化剂常常存在腐蚀性、选择性较低、分离困难或环境污染等方面的问题。

为了克服上述缺陷,近年来,不同的研究小组分别报道了布朗斯特酸性离子液、固体负载酸及离子交换树脂等新型多相催化剂体系,许多催化剂经多次回收循环使用还具有较好的活性及选择性,不过,这些催化剂由于制备较复杂、活性催化剂流失或不可逆杂质的生成等方面因素的影响,限制了它们的应用。本文以3-甲基邻苯二酚为底物,以叔丁醇和异丁烯为叔丁基化试剂,制备具有一个或多个叔丁基取代的甲基邻苯二酚。

考察了催化剂的种类、反应温度、叔丁醇的量、催化剂用量及反应时间等不同因素对反应的影响。其中,在75 ~oC,十二烷基苯磺酸与叔丁醇以及3-甲基邻苯二酚的摩尔比为0.6:1.1:1条件下,5-叔丁基-3-甲基邻苯二酚的选择性为97%,温度降为47 ~oC,以对甲苯磺酸为催化剂,获得的3-叔丁基-6-甲基邻苯二酚选择性达到了75%。

在47 ~oC,叔丁醇与3-甲基邻苯二酚的摩尔比为2:1条件下,4,6-二叔丁基-3-甲基邻苯二酚的选择性达到了44%。此外,对于高效合成5-叔丁基-3-甲基邻苯二酚的反应,我们进行了催化剂的循环测试。

催化剂重复使用10次后催化活性没有显著的降低,且5-叔丁基-3-甲基邻苯二酚的分离收率稳定在98%。