劉安昌 陳 洪 郭明高
摘 要 考察了附載Cu2+漆酚樹脂對苯胺的催化活性。對反應時間,溶劑配比及溶液pH值的影響作了較系統(tǒng)的研究,找出了最佳反應條件。結(jié)果表明,間氨基酚是主要產(chǎn)物。
STUDY ON URUSHIOL RESIN CATALYZED HYDROXYLATION
OF ANILINE BY OXYGEN
Liu Anchang Chen Hong
(Wuhan Instiute of Chemical Technology Wuhan 430074 China)
Guo Minggao
(Hubei Research Institute of Chemistry Wuhan 430074 China)
Abstract In this paper, catalytic activity of Cu2-urushiol resin to the hydroxylation of aniline by oxygen was studied .Effects of reaction time, solvent ratio and pH value of the solution were investigated to obtain the optimized reaction condition. Experimental results indicated that 3-amino phenol was the main product.
氨基酚是一個重要的有機中間體。通常的有機合成方法步驟繁多,且產(chǎn)物難以分離提純。為了簡化其合成步驟,人們采用酞菁金屬絡(luò)合物催化羥化苯胺合成氨基酚[1~2]。但由于酞菁金屬絡(luò)合物價格昂貴,且不易回收,因此,選用漆酚樹脂作催化劑,對苯胺的直接羥化作了系統(tǒng)的研究。
1 實驗部分
1.1 試劑
苯胺AR,上海試劑三廠;抗壞血酸AR,上?;瘜W試劑分裝廠;漆酚樹脂,自行合成;丙酮CP,武漢化學試劑廠。
1.2 試驗方法
稱取一定量的抗壞血酸,附載Cu2+漆酚樹脂,放入150 mL的雙口瓶中。量取一定量的0.1 mol/L KH2PO4-0.1 mol/L H3PO4緩沖溶液和丙酮,調(diào)整反應液體積為10 mL。量取苯胺0.1 mL加入反應瓶中,將反應瓶置于40±2 ℃的恒溫槽中,開動攪拌,通入O2,反應4 h結(jié)束。
圖1 產(chǎn)物HPLC分析譜圖 Fig.1 HPLC spectra of the products 1.對-氨基酚P-amino-phenol; 取出反應瓶,在室溫下(<40 ℃)減壓揮發(fā)丙酮,余下的水溶液加入食鹽至飽和后,量取乙醚25 mL進行萃取分離。醚相以3 mL 0.1 mol/L HCl萃取,以等體積氯仿振搖,陳去過量的苯胺和乙醚,所得水相用高壓液相色譜分析。所用儀器為日立638-50型高壓液相色譜儀,紫外檢測器(254 nm),ODS柱,產(chǎn)物的HPLC譜圖如圖1。 |
圖2 溶劑配比對間-氨基酚轉(zhuǎn)化率的影響 圖3 反應時間對間-氨基酚轉(zhuǎn)化率影響 從反應結(jié)果可以看到,隨丙酮量的增加,間-氨基酚的產(chǎn)率隨之升高。當丙酮與0.1 mol/L K2HPO4-0.1 mol/L H3PO4的比值為60∶40時,間-氨基酚的產(chǎn)率達最大值。隨后,隨著丙酮量的增加間-氨基酚的轉(zhuǎn)化率迅速下降。由此可見,在附載Cu2+漆酚樹脂催化苯胺羥化時,最佳溶劑配比為60∶40,溶劑的極性處于中等程度。 隨著反應時間的延長,間-氨基酚的轉(zhuǎn)化率不斷增加。同時,所生成的氨基酚也不斷被氧化??赡馨被颖谎趸乃俣却笥诒桨返牧u化速度。因而實際檢測到的氨基酚量急劇下降。由此可見,苯胺-漆酚樹脂的羥化最佳反應時間為5~6 h。 |
圖4 溶液pH對間氨基酚轉(zhuǎn)化率的影響 從實驗結(jié)果可以得到,當pH值為5~6時,間-氨基酚的轉(zhuǎn)化率最高。當pH值繼續(xù)升高,間-氨基酚轉(zhuǎn)化率下降,這可能是由于pH>6時,氨基酚易發(fā)生電離,即: 生成的氨基酚負離子更容易被氧化,從而導致其轉(zhuǎn)化率下降。 |
4 結(jié)論 綜上所述,附載Cu2+漆酚樹脂催化苯胺的羥化反應的最佳反應條件為:溶劑丙酮與緩沖液比例為60∶40,反應時間為5~6 h,最佳pH值為5~6。 這個化學過程與細胞色素P-450所催化的生物化學過程:相對照,抗壞血酸是一個還原劑,相當于NADPH,起傳遞電子和質(zhì)子作用。漆酚樹脂模擬酶體系所需要的弱酸性介質(zhì),過量的抗壞血酸,非極性介質(zhì)等條件與P-450細胞色素的生物化學過程也很相似[4]。 參改文獻 [1] Elenel Karasevich, Alexander M Khenkin. J. Chem. Sec. Chem. Commun., 1987:731 |