背景及概述

3-甲氧基噻吩是有機(jī)合成中間體和藥物中間體，普遍運(yùn)用于藥學(xué)、農(nóng)業(yè)、材料化學(xué)，香料等領(lǐng)域，3-甲氧基噻吩在聚噻吩化合物合成等方面有重要的應(yīng)用價(jià)值。本文以3-溴噻吩和甲醇鈉為原料，經(jīng)過甲氧化得到3-甲氧基噻吩，主要研究了原料物質(zhì)的量比、催化劑、反應(yīng)時(shí)間對(duì)產(chǎn)物產(chǎn)率的影響，并利用正交試驗(yàn)對(duì)合成工藝進(jìn)行優(yōu)化[1]。

合成工藝

實(shí)驗(yàn)室研究

將N-甲基吡咯烷酮(5 ml)和3-溴噻吩( 100 mmol，1.63g)加入到甲醇鈉(100 mmol，0.81 g)和甲醇(3 ml)的混合液中，攪拌升溫至 70 ℃(使甲醇揮發(fā))，通冷凝水，溫度升至 110℃加入碘化亞銅(20 mmol，0.29 g)，回流2h，根據(jù)薄層色譜TLC)，監(jiān)測(cè)反應(yīng)進(jìn)程。反應(yīng)結(jié)束后，冷卻至室溫，加水，用二氯甲烷萃取粗產(chǎn)物，用水和飽和 NH4CI洗滌合并的有機(jī)層，加入無(wú)水硫酸鎂干燥，靜置2h，抽濾，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮得無(wú)色液體，收率為86%。具體合成路線如圖1。

圖1 3-甲氧基噻吩的合成反應(yīng)式

中試放大

向反應(yīng)釜中投入 17.51 kg 甲醇、29.55 kg N-甲基吡咯烷酮、8.05 kg 甲醇鈉和 8.1 kg 3-溴噻吩，加熱到 70℃，將甲醇完全蒸出后，緩慢加入 0.14 kg溴化亞銅，升溫至 110℃，持續(xù)攪拌回流3 h。將反應(yīng)釜冷卻至室溫，放出粗品，加水 50L后，用二氯甲烷萃取，有機(jī)層用水和飽和 NH4CI洗滌，無(wú)水硫酸鎂干燥2h后，抽濾，蒸除溶劑得到無(wú)色液體，裝桶。中試試驗(yàn)共進(jìn)行了4次，全程約40h。放大試驗(yàn)中各參數(shù)指標(biāo)運(yùn)行平穩(wěn)，最終所得產(chǎn)品進(jìn)行隨機(jī)取樣檢測(cè)化合物結(jié)構(gòu)性能和純度，產(chǎn)品質(zhì)量合格。

結(jié)論

通過正交試驗(yàn)對(duì) 3-甲氧基噻吩的合成工藝進(jìn)行優(yōu)化，所得優(yōu)化結(jié)果：原料物質(zhì)的量比n(3-溴噻吩)： n(甲醇鈉)為1：3，催化劑為溴化亞銅，反應(yīng)時(shí)間為3h，平均產(chǎn)率達(dá) 90%，是適合于放大生產(chǎn)的合成方法。與以前的工藝相比，具有實(shí)驗(yàn)操作簡(jiǎn)便成本低產(chǎn)率高、環(huán)境污染小的優(yōu)點(diǎn)，有較好的工業(yè)化應(yīng)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

[1] 黃姍珊，樊平平，魏洪福，喻浩耘. 3-甲氧基噻吩的合成工藝研究. [山東化工] 2022-11-23.