Gattermann反應(yīng)單因素對苯酚轉(zhuǎn)化率影響的研究

王思宇 王相承

(中國人民解放軍陸軍防化學(xué)院，北京 102205)

對羥基苯甲醛(PHB)是重要的精細化工中間體，其合成方法眾多，以對甲酚或苯酚為原料的合成路線最為普遍。以對甲酚為原料時，通常采用催化氧化法制得苯甲醛，但因反應(yīng)過程中氧化程度難以控制，對催化劑、氧化劑的選擇要求高，成本較高，在實際應(yīng)用中存在一定的限制；以苯酚為原料的諸多方法中，如Reimer-Tiemann反應(yīng)、三氯乙醛縮合法[1]、Vilsmierm法[2]等，也常因設(shè)備要求過高、反應(yīng)條件苛刻、產(chǎn)物分離提純成本過高等問題，無法轉(zhuǎn)變?yōu)榻?jīng)濟、環(huán)保的工藝路線。

德國化學(xué)家路德維?！ぜ犹芈黐3](Ludwig Gattermann)首次提出了一種利用HCN與芳香族化合物在AlCl3等路易斯酸的催化作用下，生成芳香醛的有效方法[4]。無水條件下，在HCN與苯酚體系通入干燥的HCl氣體，再經(jīng)過水解可制備出芳香醛，如圖1所示。隨后，Adams[5,6]、Niedzielsky[7,8]等人用相對較安全的氰鹽代替了HCN，這種Gattermann反應(yīng)的改進法能夠有效避免劇毒HCN氣體對環(huán)境造成的污染以及對人員形成的傷害。但改進后的反應(yīng)產(chǎn)率稍有下降[9]。此法已被證實是利用多種酚類生產(chǎn)一些天然化合物中間體的方法[5]。

圖1 Gattermann反應(yīng)合成對羥基苯甲醛

Gattermann反應(yīng)作為一種原料來源廣泛、反應(yīng)條件溫和、操作簡便且時間短的合成方法，在大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)中具有一定的優(yōu)勢與發(fā)展?jié)摿?。該反?yīng)屬于氣-液-固三相反應(yīng)，良好的反應(yīng)條件是三相間有效傳質(zhì)的前提，但是近年來，國內(nèi)外鮮有相關(guān)的實驗研究，其單因素條件的影響及動力學(xué)問題的研究未見報道，因此，很大程度上限制了Gattermann反應(yīng)制備芳香醛在國內(nèi)的工業(yè)化應(yīng)用與發(fā)展。……