苯并-18-冠-6醚的有效合成方法

科研开发

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当代化工研究

苯并-18-冠-6醚的有效合成方法

＊寇可雨

（丰泰（天津）精细化学有限公司 天津 300480）

摘要：苯并-18-冠-6醚是冠醚类化合物中的一个重要的结构，关于它的合成，有过报道，反应过程比较简单，但分离纯化难度很大，本

文从反应入手，研究一种简单可行的，能够得到高收率、高纯度产品的合成方法。关键词：冠醚；合成；溶剂；纯化

中图分类号：O 文献标识码：A

Effective Synthesis Method of Benzo-18-Crown-6 Ether

Kou Keyu

(Fengtai ( Tianjin ) Fine Chemistry CO., LTD., Tianjin, 300480)

Abstract ：Benzo-18-crown-6 ether is one of the most important compounds in crown ethers. The synthesis of it is reported, and the reaction

process is simple, but the separation and purification is very difficult. Starting with the reaction, this paper studies a simple and feasible synthesis method which can get high yield and high purity products.

Key words ：crown ether ；synthesis ；solvent ；purification

1967年7月美国杜邦化学公司的Pedersen博士，发现一

个大环多醚化合物，并且发现此化合物在甲醇中的溶解度在氢氧化钠的存在下显著变大，这个现象引起Pedersen对大环多醚的进一步研究，他发现这类大环多醚类化合物，其特征是碱金属及碱土金属盐类形成稳定的及能溶解于有机溶剂的络合物。他把具有络合金属离子特性的大环多醚化合物称为冠醚化合物。从此，冠醚类化合物有了长足的发展，冠醚的种类也有了很多新的发现，像苯并冠醚、双苯并冠醚、氮杂冠醚、硫杂冠醚等多种类，关于冠醚的应用也得到了长远的发展，尤其是在配位方面和相转移催化方面得到了极大的研究，取得了很多成果。关于它的合成更是被人们重视。

苯并-18-冠-6醚是非常重要的一个冠醚化合物，关于它的合成方法有过很多报道，但笔者在重复相关文献的时候，并不能有效的得到文献所说的收率，尤其是在分离阶段，没有简单有效的方法，纯化一般都非常繁琐和麻烦，本文经过大量实验改进，发现了一种非常好的反应方法，从而能够简单的得到高收率，高品质的苯并-18-冠-6醚产品。

1.实验部分：

(1)主要试剂和仪器

GC7890F气相色谱仪（上海天美科学仪器有限公司）； WRX-1S 显微热分析仪（上海精密科学仪器有限公司）；XSP- 8CA双目生物显微镜（上海光学六厂）；电子天平：TD1000（天津天马衡基仪器有限公司）。

温度计没有校正。

邻苯二酚和四丁基碘化铵（AR，阿法埃莎（中国）化学有限公司，99%），2-氯乙醇（AR，西亚试剂，99），三缩四乙二醇和对甲苯磺酰氯（AR，阿法埃莎（中国）化学有限公司，98%），其它常规化学溶剂是天津风船化学试剂科技

有限公司的。

(2)操作

①2-(2-羟基乙氧基)苯酚的制备

三口瓶，要求洗净烘干，向瓶内投邻苯二酚44克（0.4mol），2-氯乙醇：32克（0.4mol），水：480ml，滴加配好的氢氧化钾溶液：（氢氧化钾：54克（1.92mol），水：640ml），滴加过程要求控制反应温度不超过30度，约60分钟滴毕，然后加热至温度90度左右，保温搅拌6小时反应结束，降温，30度以下滴入40ml浓硫酸，使反应体系呈弱酸性。

加入二氯甲烷搅拌萃取，无水硫酸镁干燥，脱溶，得粗品，甲苯、乙醇重结晶，冰箱冷冻过夜抽滤（-10度以下）， 烘干得产品33.8克，理论产量：61.6克。收率：54%，类白色针状晶体，熔点：96—98度，含量在99%左右。

②三缩四乙二醇双磺酸酯的制备

三口瓶，电磁搅拌，冰浴，温度计、玻璃塞、恒压滴液漏斗（上磨口插三通带气球），反应体系降温至10度，恒压滴液漏斗中加入三缩四乙二醇60g（0.31mol），在三口瓶中加入对甲苯磺酰氯125g（0.66mol），然后加入吡啶300mL，搅拌溶解对甲苯磺酰氯，反应混合物冰盐浴降温至0度以下，在0度以下，用恒压滴液漏斗开始向三口瓶中缓慢滴加三缩四乙二醇，保持反应液温度不高于5度，滴加完毕，在此温度下继续搅拌反应5小时，反应液倒入300mL盐酸和870mL冰水中，分层，二氯甲烷萃取有机相，合并，稀盐酸洗有机相，无水硫酸镁干燥。脱溶，得油状产品，不必纯化直接用于下步反应。

③苯并18-冠-6醚的合成干净三口瓶投2-(2-羟基乙氧基)苯酚：6.16克（0.04mol），四丁基碘化铵：7.36克（0.02mol），四氢呋喃：240ml，氮气保护，搅拌，加热到40度，用恒压漏斗滴加：80ml50%的氢氧化钾溶液，保持温度在40-50度，约20分

钟滴毕，然后保温搅拌30分钟，滴加：三缩四乙二醇双磺酸酯：24克（0.048mol）和四氢呋喃：240ml的溶液，大约30分钟滴毕，加热升温至66度，回流，并剧烈搅拌回流16小时，反应结束。降至室温，抽滤，分层，水相和固体合并用四氢呋

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喃：80ml×3萃取，合并，脱溶，用石油醚回流搅拌萃取，每次回流30分钟以上，合并石油醚液，冷冻-10度以下，抽滤，得白色固体产品，烘干得8克产品，熔点：40-42度，收率：62%，GC≥99.5%。

2.讨论

苯并18-冠-6醚的合成，从以往文献看，有很多合成方法，我们经过比较，选择了目前的合成路线，选择依据是这条路线所需要的中间体，相对都能比较容易的合成，而不至于某一中间体，链特别长，难以合成纯化，导致大大增加最终产品纯化难度，这样，本路线的合成关键就变成了最后一步，现在我们对每一步进行说明如下：

(1)2-(2-羟基乙氧基)苯酚的合成，我们主要考察了邻苯二酚和2-氯乙醇的比例以及碱量的多少。在实验中发现，过量2-氯乙醇会导致两个羟基都参加反应，生成双(2-羟基乙氧基)苯，在实验中发现，最高达到过35%的比例，而2-氯乙醇用量太少，转化率就会明显下降，因此，最后决定两者1:1，选择性可以达到81%。

碱在本实验中也占据重要角色，不同的碱对反应的影响也是不同的，实验中，我们发现，同样的条件下，氢氧化钠比氢氧化钾的转化率能低10%，因此，我们选择了氢氧化钾，氢氧化钾过量很多同样会使两个羟基都参加反应，太少转化率又会降低，最后优选4.8当量，转化率可以达到92%，选择性达到了82%，双羟基只有10%的含量，条件最佳。

(2)三缩四乙二醇双磺酸酯的合成比较简单，在反应中只要注意温度的控制，并且保证反应体系的水分控制，反应还是很顺利的，在此不做过多讨论，详细见参考文献。

(3)苯并18-冠-6醚的合成，首先是溶剂的选择，本文尝试过N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、环己烷、丙酮、乙醇、仲丁醇、甲苯和四氢呋喃等，通过考察转化率其中优选甲苯和四氢呋喃，两者作为溶剂反应转化率都很高，但由于苯并18-冠-6醚的特性，四氢呋喃更优于甲苯，因为本文在用甲苯合成苯并15-冠-5醚的时候，得到了很好的结果，但同样用于苯并18-冠-6醚的反应中，却几乎得不到产品，经过分析，笔者认为是苯并18-冠-6醚或络合的盐有更好的水溶性，大部分产品都溶于水溶液中，导致甲苯中没有产品，因此，我们选择用四氢呋喃做溶剂进行反应，四氢呋喃有效的溶解了产品，而且在碱溶液中也是分层的，从而很容易的得到了产品。

碱的选择，本文尝试过：碳酸铯、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钾、磷酸钾、叔丁醇钠和叔丁醇钾等，根据转化率和选择性，同时考虑到操作的便捷性和成本，优选氢氧化钾。

3.结论

通过确定合适的反应路线，中间体的合成简单容易处理，最终产品的合成采用了合适的溶剂，从而通过简单的后处理就可以得到高收率、高品质的产品，是一个非常好的合成苯并18-冠-6醚的方法，同时本方法同样也可以用于其它苯并冠醚类的合成。

•【参考文献】

[1]Illuminati,Gabriello;Mandolini,Luigi;Masci,

Bernardo;Journal of the American Chemical Society;[J]，vol. 103;nb.14;(1981);p.4142–4145.

[2]Bogaschenko,Tatyana;Basok,Stepan;Kulygina,Catherine; Lyapunov,Alexander;Lukyanenko,Nikolay;Synthesis[J],nb.15; (2002);p.2266–2270.

[3]Ercolani,Gianfranco;Mandolini,Luigi;Masci,Bernardo; Journal of the American Chemical Society[J],vol.105,nb.19; (1983);p.6146–6149.

[4]Colquhoun,Howard M.; Goodings, Eric P.; Maud, John M.; Stoddart, J. Fraser; Wolstenholme, John B.; Williams,David J.;Journal of the Chemical Society, Perkin Transactions 2:Physical Organic Chemistry[J](1972-1999);(1985);p.607–624.

[5]严正权,张强,王家骅,聂丽.二苯并-18-冠-6的合成及其光谱性质.皖西学院化学与生命科学系报,237012,第23卷,第5期,2006年9月.

[6]Illuminati,Gabriello;Mandolini,Luigi;Masci,Bernard o;Journal of the American Chemical Society[J];vol.105;nb. 3;(1983);p.555–563.

[7]相转移催化法合成邻苯二酚二(m-氯代多甘醇)醚[J].化学试剂,2005,27(2),109-110.

[8]Poly(viny1 macrocyclicpolyethers). Synthesis and CationBindingProperties，S.Kopolow,T.E.HogenEsch,and J.Smid*，Chemistry Department, College of Environmental Science and Forestry, State University ofNew York, Syracuse, Neu; York 13210. Received November 8,1972。

[9]赵明根,韩江华,齐景韶.多缩乙二醇双对甲苯磺酸醋的新合成法[J].山西大学学报(自然科学版)15(4).362-364,1992.

[10]黄枢.苯并_15_冠_5和二苯并_30_冠_10的简便分离法[J]. 四川大学化学系报(自然科学版),第5期.

[11]丁颂东,祝霖,陈文浚.新法合成苯并-21-冠-7[J].四川大学学报(自然科学版),1998年10月,第35卷第5期.

[12]Talma, Auke G.; Vossen, Huib van; Sudhoelter, Ernst J.R.;Eerden, Johan van; Reinhoudt,David N.; Synthesis[J];nb. 8;(1986);p.680–683.

[13]Czech,Bronislaw P.;Czech,Anna;Knudsen,Brian E.Bar- tsch,Richard A.;GazzettaChimicaItaliana[J];vol. 117;nb.12; (1987);p.717–722.

[14]Ganin,E.V.;Wang,Wen-Jwu;Russian Journal of General Chemistry[J];vol.74;nb.5;(2004);p.803-805; ZhurnalObshcheiK himii[J];vol.74;nb.5;(2004);p.872–874.

•【作者简介】

寇可雨（1975-），男，丰泰（天津）精细化学有限公司；研究方向：精细化学品的合成与研究，液晶材料的开发与混配。