胡椒环的合成工艺研究

单绍军 梁碧仪 何志利

(1.广东药科大学 医药化工学院，广东 中山 528458；2.广东省化妆品工程技术研究中心，广东 中山 528458)

胡椒环的化学名为1,3-苯并二氧唑，是合成农药增效剂胡椒基丁醚、药物黄连素的重要中间体，而且可以通过在其苯环和亚甲基上引入各种不同的基团，衍生出一系列的高附加值的精细化学品[1]。由于社会发展的需要，以植物精油为起始原料的制备胡椒环技术越来越受到生态资源保护的限制，研究开发以石油化工产品为原料的化学全合成工艺越来越受人们的重视。

国内外对胡椒环的合成研究比较多，比较常见的有以邻苯二酚与二氯甲烷为原料合成胡椒环，主要利用选择性较强的3,2-烷基氨基甲烷有机碱作为催化剂促进闭环反应的进行，但是没有介绍收率，这种方法因为催化剂的成本较高不适合工业生产[2]。贺全国[3]用苯二酚和二氯甲烷为原料，以苄基三乙基氯化铵为催化剂，反应收率达到88%，不过同样存在催化剂成本高的问题。董新荣等[4]用二甲亚砜为溶剂，没有使用催化剂，产品收率为58%，这个方法不仅收率低，达不到工业化要求，而且二甲亚砜的沸点与胡椒环的沸点相近不易处理。

本文以邻苯二酚和二氯甲烷为原料合成胡椒环，对现有工艺进一步进行研究，通过研究温度、反应时间和反应物配比对产品收率的影响得到最优工艺条件，提高反应收率，从而降低生产成本，其合成路线如下：

1 实验部分

1.1 主要药品和仪器

药品：邻苯二酚(AP)、二甲亚砜(AR)、二氯甲烷(AR)、碳酸钾(CP)等。

仪器：Advance 500核磁共振波谱仪(瑞士Bruker 公司)等。

1.2 胡椒环的合成

将48 g二甲亚砜与17 g(0.2 mol)二氯甲烷一起加入到250 mL烧瓶中, 然后加热到120 ℃，接着将溶于24 g二甲亚砜的11 g(0.1 mol)邻苯二酚和溶于15 g水的16 g(0.12 mol)碳酸钾混合后，在滴液漏斗中2 h内滴加完，然后再反应5 h，结束，冷却，过滤，蒸出三元共沸物，常压回收二氯甲烷，最后收集沸点为173～175 ℃的馏份，得胡椒环11.0 g(0.09 mol)，收率为90%，1H NMR(500 MHz，CDCl3) δ: 6.91 (d, 2H), 6.84 (d, 2H), 5.98 (s, 2H)。

2 结果与讨论

2.1 反应温度对产率的影响

用相同的物质的量比、反应时间，以反应温度分别为90、100、110、120及130 ℃这五个梯度进行实验，得出的结果如表1。

表1 反应温度对产率的影响Table 1 the effect of reaction temperature on the yield

从表1可以看出，改变反应温度，产率会随着温度的升高而增加，其中在120 ℃下产品的产率可达到90.0%，说明提高温度有利于反应的进行。从可操作性及安全性的角度考虑，过高的温度较难稳定控制，在产率达到90%以上的前提下选择实验温度为120 ℃最适宜。

2.2 反应时间对产率的影响

用固定摩尔比、及反应温度等，以反应时间分别为3，4，5，6 h以及7 h的梯度进行实验，得出的实验结果如表2。

由以上表2可知，在仅改变反应时间的实验条件下，胡椒环的产率3 h～5 h的反应时间内一直增加；而反应时间超过5 h后，产率基本不发生改变，实验表明，胡椒环的反应时间在5 h为宜。

表2 反应时间对产率的影响Table 2 the effect of reaction time on the yield

2.3 摩尔比对产率的影响

固定反应时间及温度等实验条件，即在120℃下反应5h，改变反应物邻苯二酚与二氯甲烷的摩尔比，得出摩尔比对产率影响的结果如表3。

表3 邻苯二酚与二氯甲烷摩尔比对产率的影响Table 3 the effect of n( catechol):n(dichloromethane ) on the yield

从表3可以看出，胡椒环的产率在物质的量比1∶1～1∶2范围内逐渐增加，超过1∶2的物质的量比产率变化不大，说明在相同的反应时间内，再增大二氯甲烷的用量对反应产率的提高并没有太大的帮助，考虑到成本因素，故用1∶2的物质的量比进行实验最为合适。

3 结 论

本文提出以邻苯二酚和二氯甲烷为原料合成胡椒环，二甲亚砜为溶剂，碳酸钾为碱，并通过研究温度、反应时间和反应物配比对产品收率的影响得到最优工艺条件，该工艺具有产品收率高，达到90.0%，无污染等特点，具有较好的应用前景。

[1] 杨涛,赵匡民,蒋文伟.胡椒环合成的研究进展[J].广东化工,2012, 39(9): 14～15.

[2] 杨志勇,刘智凌,刘汉文 等.胡椒环的合成研究[J].精细与专用化学品,2011, 19(5): 23～26.

[3] 贺全国,刘正春,周灵君 等.从邻苯二酚合成3,4-亚甲二氧基苯甲醇[J].应用化学,2003, 20(3): 281～283.

[4] 董新荣,李辉,杨建奎.胡椒环的合成[J].化工技术与开发,2006, 35(1): 7～9.