對羥基苯乙烯是一種重要的化工及醫藥中間體，在各類高分子材料及醫藥合成過程中有著較為廣泛的套用，如新興的光刻膠技術，正型化學增幅抗蝕劑一般採用聚對羥基苯乙烯的衍生物作為酸敏樹脂，含對羥基苯乙烯基高分子光阻劑已成為光刻蝕0.11μm線寬晶片的關鍵技術。
基本介紹
- 中文名：對羥基苯乙烯
- 外文名：4-hydrostyrene
- 拼音：duì qiǎng jī běn yǐ xī
- 套用：高分子材料及醫藥合成
- 領域：化工及醫藥
- 分子式：C8H8O
簡介,製備方法,具體實施方式,
簡介
使用限量
焙烤製品、肉製品、調味汁，5.0；冷飲、甜沙司，2.5；凝膠、布丁、甜點、糖霜、果仁製品、硬糖，2.0；無醇飲料1.5；含醇飲料0.5；代乳品3.0；膠姆糖10.0。
上下游產品信息
下游產品：卡別多巴
製備方法
利用丙二酸與醛酮發生親核加成反應，所得產物易於發生脫羧反應來合成對羥基苯乙烯，在非質子性高沸點溶劑中恆溫反應，然後採用特定PH值的溶液萃取、洗滌反應液，乾燥後即得所需純度對羥基苯乙烯。反應方程式如下所示 以常用試劑對羥基苯甲醛和丙二酸為原料，在鹼性催化劑存在下，在非質子性極性有機溶劑中，常壓下恆定加熱溫度，採用一次加料，一步反應的合成方法製備對羥基苯乙烯，具體步驟如下原料對羥基苯甲醛和丙二酸按照1∶1.5～2.5的摩爾比加入到反應器中，再按照對羥基苯甲醛∶催化劑為10～20∶1～2的摩爾比加入鹼性催化劑，再加入有機溶劑攪拌使反應物溶解，加熱到110～160℃，或者先加熱到80～100℃，恆溫2-5小時，然後升溫至110～160℃，持續攪拌，控溫5～8小時，完成反應。將反應液移出反應器，冷卻，用稀鹽酸調PH值至弱酸性，有機萃取劑萃取；萃取液用飽和碳酸氫鈉水溶液洗滌，或者用與飽和碳酸氫鈉水溶液具有相同PH值的氫氧化鈉或碳酸鈉的水溶液洗滌；再用無機鹽水溶液洗滌，無水硫酸鈉乾燥，減壓蒸餾，得無色油狀物，即為產品對羥基苯乙烯。
上述非質子性極性有機溶劑選自N，N-二甲基甲醯胺或二甲基亞碸。有機溶劑的用量不嚴格限定，以能使反應物溶解為宜。
上述鹼性催化劑選自二乙胺，四氫吡咯或哌啶等二烷基胺類化合物。
上述反應液用稀鹽酸調PH值至弱酸性優選PH=4～6。
上述的有機萃取劑選自與水不能互溶的極性溶劑，具體如乙酸乙酯、二氯甲烷或氯仿等。
上述無機鹽水溶液是飽和的氯化鈉、氯化鉀或硫酸鈉水溶液。採用飽和無機鹽水溶液洗滌，是在儘量減少產品損失的情況下，除去體系中存在的少量碳酸氫鈉，為進一步乾燥、蒸餾做準備，無機鹽應是化學穩定的無機鹽。
上述反應過程中可採用惰性氣體保護，惰性氣體一般選自氮氣或氬氣。
上述反應過程中還可採取共沸除水，以進一步提高產率。
萃取液採用飽和碳酸氫鈉水溶液洗滌，不僅有效的防止產品對羥基苯乙烯溶於水中(產品對羥基苯乙烯在中性的水中有一定的溶解度)，還可以將易溶於水的高沸點反應溶劑、未反應的酸性丙二酸及其他雜質轉移到水相中棄去。洗滌液除可採取飽和碳酸氫鈉水溶液外，還可以採用其他易溶於水的無機鹼性物質如氫氧化鈉、碳酸鈉等溶於水，配成與飽和碳酸氫鈉水溶液具有相同PH值的體系，可達到同樣的效果。
對羥基苯乙烯的製備方法，為了能得到較好的產率，應注意以下幾個方面
有機溶劑最好選擇極性較大的非質子性溶劑，如N，N-二甲基甲醯胺、二甲基亞碸等，可以使溶劑在後處理過程中易溶於水而除去，從而使產物純化過程簡便易行。有機溶劑最好有較高的沸點和較好的化學穩定性，因為在合成過程中溫度達到110℃即有產物生成，但在相對較高的溫度下(150℃左右)能得到較好的產率。溫度控制在150℃左右，溫度的微小波動對產品的產率及質量沒有影響，這將有利於工業化生產中的控制。因反應體系中的水會使反應平衡向不利於提高產率的方向移動，因此一般要將使用的有機溶劑乾燥後，蒸餾或減壓蒸餾除氧除水，在惰性氣氛下保存待用。須注意選取的除水除氧劑不能與有機溶劑自身起反應。
對羥基苯乙烯在空氣及其他氧化性環境中不穩定，因此在反應過程中可採用惰性氣體保護，惰性氣體一般可選氮氣或氬氣，可提高產率5%-10%。
採用本法製備對羥基苯乙烯，化學反應為可逆過程，且水的存在不利於產率的提高，而在反應過程中又會不斷產生水，因此在反應過程中可採取共沸除水的辦法來進一步提高產率。
本製備反應可分兩步進行，即首先升溫到一定程度，使反應進行，生成化合物對羥基肉桂酸，然後升溫脫羧得到最終產物。但採取此種方法增加了反應時間，提高產率也不明顯。
在產品後處理過程中，採用稀鹽酸調節調PH值至弱酸性過程中，實際引入相對過量的水，而反應採用的溶劑與水可以任意比互溶，從而使產品對羥基苯乙烯部分從體系中析出。
無水硫酸鈉乾燥是因為產品對羥基苯乙烯在空氣及其他氧化性環境中不穩定，在蒸餾等過程中儘快將產品處理成純品，以便密封保存。在恆定溫度加熱條件下，採用液相體系中“一鍋”反應製備對羥基苯乙烯，原料價廉易得，製備操作簡單易行，後處理過程簡單，產品產率高，質量穩定，參數便於控制，流程短，能耗低。
具體實施方式
下面結合實施例對作進一步說明，但不限於此。
實施例1原料對羥基苯甲醛0.61克、丙二酸1.04克加入到圓底燒瓶，加入3mL溶劑N，N-二甲基甲醯胺，攪拌溶解，再加入鹼性催化劑二乙胺0.1mL，加熱到150℃，反應體系顏色由淺黃色逐漸加深至橙紅色，控溫6小時，完成反應。將反應液移出反應器，在冰水浴中用稀鹽酸調PH值至4，有淺灰色油狀物析出，乙酸乙酯萃取，飽和碳酸氫鈉水溶液洗滌兩次，飽和氯化鈉水溶液洗滌兩次，無水硫酸鈉乾燥，減壓蒸餾，得無色油狀物，即為產品對羥基苯乙烯。產率72%。
實施例2如實施例1所述，所不同的是在反應過程中採取氮氣保護措施，產率78%。比實施例1產率提高6%。
實施例3原料對羥基苯甲醛1.22克、丙二酸2.08克加入到圓底燒瓶，加入6mL溶劑N，N-二甲基甲醯胺，攪拌溶解，再加入鹼性催化劑乙二胺0.2mL，升溫至90℃，保持溫度3小時，加熱到150℃，控溫6小時，完成反應。將反應液移出反應器，在冰水浴中用稀鹽酸調PH值至4，有淺黃色油狀物析出，乙酸乙酯萃取，飽和碳酸氫鈉水溶液洗滌兩次，飽和氯化鈉水溶液洗滌兩次，無水硫酸鈉乾燥，減壓蒸餾，得無色油狀物，即為產品對羥基苯乙烯。產率69%。
實施例4如實施例1所述，所不同的是有機溶劑為二甲基亞碸，鹼性催化劑為二乙胺，二氯甲烷萃取，用與飽和碳酸氫鈉水溶液具有相同PH值的氫氧化鈉水溶液洗滌兩次，再飽和氯化鉀水溶液洗滌兩次。
對比例1原料對羥基苯甲醛1.22克、丙二酸2.08克加入到圓底燒瓶，加入6mL溶劑N，N-二甲基甲醯胺，攪拌溶解，再加入鹼性催化劑乙二胺0.2mL，升溫至65℃，保持溫度3小時，加熱到150℃，控溫6小時，完成反應。將反應液移出反應器，在冰水浴中用稀鹽酸調PH值至4，有油狀物析出，乙酸乙酯萃取，飽和碳酸氫鈉水溶液洗滌兩次，飽和氯化鈉水溶液洗滌兩次，無水硫酸鈉乾燥，減壓蒸餾，得無色油狀物，即為產品對羥基苯乙烯。產率48%。
本對比例操作中，由於第一次加熱控溫為65℃，反應可能不太完全及其他副反應的產生，導致本對比例雖與實施例3方法相近，產率卻降至48%。
對比例2原料對羥基苯甲醛0.61克、丙二酸1.04克加入到圓底燒瓶，加入3mL有機溶劑吡啶，攪拌溶解，再加入鹼性催化劑乙二胺0.1mL，升溫至65℃，保持溫度3小時，加熱到120℃，控溫6小時，完成反應。將反應液移出反應器，在冰水浴中用稀鹽酸調PH值至4，有油狀物析出，乙酸乙酯萃取，飽和碳酸氫鈉水溶液洗滌兩次，飽和氯化鈉水溶液洗滌兩次，無水硫酸鈉乾燥，減壓蒸餾，得無色油狀物，即為產品對羥基苯乙烯。產率34%。
本對比例中，有機溶劑的改變及第二次控溫溫度降低，雖有產物產生，卻導致產率進一步降低，說明最佳溫度應在150℃左右。
