张政，施湘君

（浙江工业大学，浙江杭州310014）

季铵离子液体催化合成2-（4'-乙基苯甲酰基）苯甲酸

张政，施湘君

（浙江工业大学，浙江杭州310014）

研究了季铵离子液体在2-（4’-乙基苯甲酰基）苯甲酸(BEA)合成中的催化活性。采用盐酸三乙胺-三氯化铝离子液体作为催化剂和溶剂，苯酐和乙苯Friedel-Crafts酰基化反应合成BEA。考察了离子液体制备溶剂、反应温度、反应时间对反应的影响。以石油醚为离子液体制备溶剂，当反应温度为40℃，反应时间为6 h条件下，BEA合成收率可达98.3%，产品纯度96.2%。

离子液体；2-（4’-乙基苯甲酰基）苯甲酸；盐酸三乙胺

2-（4′-乙基苯甲酰基）苯甲酸（BEA）是合成2-乙基蒽醌（2-EAQ）的中间体。2-乙基蒽醌主要用于蒽醌法生产双氧水，另外也是合成染料的重要中间体[1]。工业上采用邻苯二甲酸酐（苯酐）和乙苯在三氯化铝催化下，Friedel-Crafts酰基化反应生成BEA[2]。反应以氯苯作溶剂，三氯化铝在反应中产生大量氯化氢气体，对环境不友好；三氯化铝与产物BEA强烈络合，需要水解脱除，产生大量废酸和含铝废液；反应后处理复杂，需要经过水解、分层、蒸馏、过滤等操作，因此亟需改进BEA的合成方法。

离子液体作为新型环境友好型催化剂，由于其反应条件温和、反应效率高、容易回收和可重复利用等优点成为人们研究的热点[3]。目前已广泛用于酯化反应[4]、酰基化反应[5]、烷基化反应[6]等有机反应。离子液体按照阳离子的组成可以分为季铵离子[NR4]+、季离子[PR4]+、咪唑离子和吡啶离子[7]。通常烷基咪唑离子液体具有更好的稳定性和反应活性，但是其制备成本昂贵，难以大规模使用。本文采用廉价的盐酸三乙胺为阳离子制备季铵型离子液体，考察其在2-（4′-乙基苯甲酰基）苯甲酸合成中的反应活性。与咪唑离子液体相比其反应活性相当，可以替代昂贵的咪唑离子液体[8]。其反应方程式如下：

1 实验

1.1 仪器与试剂

仪器：Agilent 1200高效液相色谱仪，TC-15恒温反应器，浙江海宁。

试剂：邻苯二甲酸酐，CP，铜陵化工集团；乙苯、石油醚、四氯化碳、庚烷，AR，国药集团化学有限公司；三氯化铝、三氯化铁、氯化锌，AR，湖州吉昌化学有限公司；三乙胺、浓盐酸、浓硫酸，AR，上海试剂五厂。

1.2 实验方法

1.2.1 盐酸三乙胺-三氯化铝离子液体制备

称取0.1 mol三乙胺加入250 mL的三口瓶，冰浴条件下滴加等摩尔37%的浓盐酸，滴加完毕，撤去冰浴，室温反应2 h。反应结束后减压蒸馏至干，得到白色晶体，收率为100%。

称取0.05 mol的盐酸三乙胺，加入石油醚（60℃～90℃）溶液50 mL，搅拌并分批次缓慢加入0.15 mol无水三氯化铝，大约1 h加完，然后升温回流反应3 h。反应完毕，将反应液分层，下层为浅棕色离子液体，收集后置于真空干燥器中保存。收率为97.2%

依照以上方法制备[Et3NH]Cl-AlCl3、[Et3NH] Cl-FeCl3、[Et3NH]Cl-ZnCl2。

1.2.2 离子液体催化合成BEA

在250 ml三口瓶中加入0.05 mol苯酐，等摩尔离子液体，搅拌溶解，升温至反应温度，然后滴加0.05 mol乙苯30 min。反应一定的时间后，加入冰水分解，过滤得到白色固体产物，真空减压干燥。

固体产物进行高效液相分析，色谱柱为反相C18柱(4.6 mm×250 mm,5μm)。检测器波长：256 nm；流动相：v（乙腈）：v（水）=70:30；流速：1 mL/ min；面积归一法测定各组分含量。

2 结果与讨论

2.1 不同离子液体的催化活性

表1 不同离子液体的催化性能*Table 1 Differentionic liquids for synthesis of BEA

由表1可见，[Et3NH]Cl-AlCl3催化合成BEA的活性较好，这与其Lewis酸强度相符，三氯化铝是其中最强的Lewis酸，同时也是对水最敏感，反应需要氮气保护，[Et3NH]Cl-FeCl3耐水性相对好一些，但是催化活性也较差。[Et3NH]Cl-ZnCl2为非室温离子液体，不具备催化活性。

2.2 离子液体制备溶剂对合成BEA的影响

研究在合成离子液体时所采用的溶剂对合成的离子液体的催化活性影响。

研究了三种常用的离子液体制备溶剂，当使用CCl4作为制备溶剂合成[Et3NH]Cl-AlCl3离子液体时，离子悬浮于上层，对离子液体保护不好，成品为深棕色，其催化效果不理想。石油醚和庚烷都能起到很好的保护作用，石油醚的沸点较庚烷低，[Et3NH]Cl-AlCl3并不是一种很稳定的离子液体，推测较低的回流温度更能保持活性。

表2 离子液体制备溶剂对合成BEA的影响*Table 2 Effect of solventfor synthesis of BEA

2.3 反应温度对合成BEA的影响

考察反应温度对合成BEA的影响，结果见表3。

表3 反应温度对合成BEA的影响*Table 3 Effect oftemperature for synthesis of BEA

由表3可见，反应温度为40℃时，产品纯度最好，此时苯酐的转化率未达到100%，由液相谱图计算得出转化率为99.0%。温度达到50℃以后转化率均达到100%，但是副产物也相应增加，产品纯度下降。选取40℃为较佳反应温度。

2.4 反应时间对合成BEA的影响

表4 反应时间对合成BEA的影响*Table 4 Effect of time for synthesis of BEA

由表4可见，反应时间为8 h时，转化率达到100%，但是产品的纯度明显下降，当反应时间不足6 h时，还有不少原料未反应，BEA的纯度也比较低。因此较佳的反应时间为6 h。

综上所述，使用[Et3NH]Cl-AlCl3催化合成BEA的较佳反应条件为：反应温度40℃，反应时间6 h，苯酐转化率可达99.0%,产品收率98.3%，产品纯度96.3%，符合生产要求，可以直接用于合成2-乙基蒽醌。

3 结论

使用盐酸三乙胺-三氯化铝离子液体催化苯酐与乙苯合成2-（4′-乙基苯甲酰基）苯甲酸，效果与咪唑型离子相当。使用盐酸三乙胺-三氯化铝作催化剂时反应温度更低，成本更便宜，适合大规模使用。在离子液体的制备过程中，发现用石油醚（60℃～90℃）作溶剂活性更高，而且用石油醚作溶剂更低廉，毒性更小，这将有助于离子液体的应用研究。

[1]秦伟程.2-烷基蒽醌合成技术与应用市场[J].化工中间体,2004,1(1):10-15.

[2]Sasaki H,Ito K,Iwasaki Y.2-Ethylanthraquinone and its production.JP，7118195[P].1995-05-09.

[3]张晓艳,甘激文.离子液体的合成及应用[J].大众科技, 2012,14(10):79-81.

[4]龙俞霖,陈兵,杨骏,尹万香.微波加热和常规加热下功能化离子液体催化合成丁二酸二辛脂[J].化学研究与应用,2012,24(4):588-594.

[5]吴艳华,梁红,兰醌,等.离子液体在芳酮合成酰化反应中的应用[J].香料香精化妆品,2012,2:41-47.

[6]谢方明,罗国华,徐新,等.氯铝酸盐离子液体催化苯与2-氯丙烷烷基化制异丙苯[J].过程工程学报,2012,12（1）:87-92.

[7]郝苏霞,万桂荣,栾艳勤,等.离子液体在Friedel-Crafts反应中的应用进展[J].化工进展,2009,28(6):953-958.

[8]王文浩,周集义,段晶,等.一种2-（4'-戊基苯甲酰基）苯甲酸的制备:CN,101921189[P].2010-12-22.

伊立替康全合成工艺诞生

1月12日从江西省科技厅获悉，喜树碱类原料药伊立替康不对称催化全合成项目上周通过专家论证。由中国工程院院士吴慰祖、舒兴田、胡永康等组成的专家组认为，该项目具有原料廉价易得、反应条件温和、操作简捷、收率高、成本低等优点，具有显著的创新性和竞争力，适合工业化生产，建议江西美斯特生物药业有限公司尽快组织该产品的工业化生产。

该项目主持人为复旦大学陈芬儿教授，研发的世界第一条催化化学不对称工业全合成喜树碱类原料通用生产工艺，解决了半合成生产工艺的技术缺陷，摆脱了自然资源的限制，显著降低了产品成本，将使同类产品价格大幅下降，从而减轻癌症病人的经济负担。

（来源：http://www.ccin.com.cn/ccin/news/2015/01/15/311934.shtml）

Synthesis of 2-(4'-Ethylbenzoyl)benzoic Acid Catalyzed by Quaternary Ammonium Ionic Liquid

ZHANG Zheng,SHIXiang-jun
(Zhejiang University of Technology,Hangzhou，Zhejiang 310014,China)

The catalytic activities of quaternary ammonium ionic liquids for the synthesis of 2-(4’-ethylbenzoyl)benzoic acid(BEA)were researched.BEA was synthesized by Friedel-Crafts acylation reaction of phthalic anhydride and ethylbenzene using hydrochloride triethylamine-aluminum chloride as the catalyst and solvent.The effects of ionic liquid prepared solvent,reaction temperature and reaction time were investigated.With petroleum ether as the ionic liquid prepared solvent,when the reaction temperature was 40℃and the reaction time was 6 h,the yield of BEA could reach 98.3%,and the purity was 96.2%.

ionic liquid;2-(4’-ethylbenzoyl)benzoic acid;hydrochloride triethylamine

1006-4184（2015）1-0032-03

2014-05-12

张政（1988-），男，硕士研究生，主要从事绿色化学合成。E-mail：shixj@zjut.edu.cn。