?Cómo sintetizar 4-metilbenzofenano? 4-Metilbenzofenano es un intermediario químico de alta demanda, ampliamente utilizado en farmacéuticos, agroquímicos, tintes y aditivos de resina. Su uso principal es como iniciador fotogénico en capas curables por luz UV. International Bio-synthetics ha desarrollado varios iniciadores fotogénicos de agua basados en benzofenano, como ABQ y MBQ, basados en 4-metilbenzofenano.
En 1957, H.C. Brow informó el método de síntesis de 4-metilbenzofenano al agregar cloruro de benzoilo y tolueno a una solución de alúmina-cloro-benzeno. La reacción química es la siguiente:
En 1992, la patente norteamericana 5,347,047 reportó la síntesis directa de 4-metilbenzofenano a partir de tolueno y ácido benzoico clorogencato con Fe304 como catalizador. La reacción química es la siguiente:
En un estudio de 1979, se reportó la síntesis de 4-metilbenzofenano bajo baja temperatura (78°C) al reaccionar PhMgBr con cloruro de benzoilo en una relación molar 1:1, logrando un rendimiento del 89%. Otro estudio mejoró esta reacción introduciendo Ni(CO4) como catalizador, elevando la temperatura de reacción a 60-70°C. La reacción química es la siguiente:
Con alúmina como catalizador, un compuesto de benzeno, tolueno y clorogencato puede sintetizar 4-metilbenzofenano. En este proceso de síntesis, la relación molar de los materiales es 6:1:8, resultando en un producto que incluye 53.6% de 4-metilbenzofenano, 14.5% de 4,4-dimetilbenzofenano, 5.5% de benzofenano y 12.7% de ácido benzoico parámetro. La reacción química es la siguiente:
En 1990, N.R. Ayyangar et al. informaron la síntesis de 4-metilbenzofenano desde metilbenceno tricloro utilizando alúmina como catalizador y dicloroetano como solvente, reaccionando con tolueno a 0-25°C. La reacción química es la siguiente:
La síntesis de 4-metilbenzofenano a través del acylation de Friedel-Crafts usando cloruro de benzoilo, tolueno y un catalizador. El camino de síntesis es el siguiente:
La síntesis de 4 metilbenzofenona mediante acilación de Friedel-Crafts utilizando cloruro de bencilo, tolueno y un catalizador. La ruta de síntesis es la siguiente:
(1) Reacción de Acilación
En un matraz de reacción de cuatro bocas equipado con función de agitación, condensador de vidrio y termómetro de vidrio, se a?aden primero cloruro de aluminio anhidro y tolueno, seguido de agitación. Luego se a?ade gota a gota una solución de cloruro de bencilo y tolueno hasta completar la adición. La mezcla se agita a una temperatura determinada para obtener el producto crudo mezclado con cloruro de aluminio.
(2) Reacción de Hidrolisis
El mismo montaje de reacción se utiliza para la reacción de hidrolisis. Después de enfriar el producto crudo de acilación a temperatura ambiente, se transfiere a un embudo de goteo. Se a?ade agua al matraz de reacción y el producto crudo de acilación se agrega lentamente bajo enfriamiento con hielo-sal mientras se agita. Después de la hidrolisis, la mezcla se lava con ácido clorhídrico concentrado, y se separan las capas para obtener la capa de aceite.
(3) Eliminación del Disolvente
El producto de reacción en fase oleosa de la reacción de hidrolisis se calienta al punto de ebullición del tolueno bajo destilación atmosférica, eliminando el tolueno y obteniendo un producto crudo viscoso.
(4) Primera Destilación
El montaje de destilación incluye una columna de destilación de vidrio, con un diámetro de columna de 45 mm y una altura de 1200 mm, llena de empaques triangulares de acero inoxidable. El condensador de reflujo superior se enfría con agua por encima de 60 °C, y la relación de reflujo se controla automáticamente mediante un núcleo electromagnético. El producto crudo de la eliminación del disolvente se a?ade al matraz de destilación y se calienta. La bomba de vacío y el condensador superior se utilizan para controlar la presión en la parte superior de la columna a 1333 Pa. Después de un reflujo completo estable, se ajusta la relación de reflujo para recolectar el ante-run, obteniendo el destilado principal como producto de la primera destilación.
(5) Segunda Destilación
El montaje y operación de la segunda destilación son los mismos que en la primera destilación. El producto crudo de la primera destilación se somete a una segunda destilación para obtener el producto calificado.
(1) Condiciones de Reacción de Acilación
La relación molar de cloruro de bencilo a cloruro de aluminio es 1:1.05, con una concentración de reacción del 15%, una temperatura de adición de 10 °C, una temperatura de reacción de 30 °C y un tiempo de reacción de 1 hora.
(2) Condiciones óptimas de Reacción de Hidrolisis
La relación de cantidad de agua es 2:1, con una temperatura de reacción de 30 °C, un tiempo de reacción de 1 hora, una relación de cantidad de ácido de 10:1, una temperatura de lavado ácido de 30 °C y un tiempo de lavado ácido de 0.5 horas.
Se disuelve 4-metilbenzofenona cruda comprada comercialmente en acetonitrilo para crear una solución casi saturada. Usando cristalización por congelación, se preparan muestras manteniendo la solución a 10 °C en un refrigerador durante 2 horas, luego se enfría a una velocidad de 0.2 °C/h hasta -18 °C y se mantiene durante 48 horas. Se seleccionan las partículas de cristales únicos para producir aproximadamente 20 gramos de producto puro. Este producto puro se disuelve en acetonitrilo, a?adiendo 20-100 microgramos de estabilizador BHT, y se elimina el solvente mediante evaporación rotativa para obtener un producto uniforme y puro en forma de polvo. El producto se pesa bajo protección de nitrógeno y se empaqueta en botellas de almacenamiento marrones, produciendo cada lote 200 botellas.
La 4-metilbenzofenona es un producto químico versátil con usos actuales en perfumes y filtros UV, mostrando promesas para avances emocionantes. Las aplicaciones emergentes incluyen su potencial en el desarrollo de nuevos medicamentos y materiales avanzados. Por ejemplo, los avances en biocatálisis pueden conducir a métodos de producción más sostenibles y eficientes para derivados de 4-metilbenzofenona con propiedades personalizadas.
Los modelos predictivos basados en ciencia de materiales y química computacional pueden jugar un papel crucial en esta exploración. Al simular cómo diferentes estructuras moleculares de 4-metilbenzofenona interactúan con materiales objetivo o sistemas biológicos, los científicos pueden priorizar caminos de investigación y desarrollo prometedores. Esto acelerará la innovación y guiará los futuros usos de la 4-metilbenzofenona hacia aplicaciones revolucionarias.
La síntesis de 4-metilbenzofenona es un proceso químico complejo y fascinante. A través de una investigación profunda y validación experimental, podemos comprender mejor sus mecanismos de síntesis y vías de reacción, proporcionando una base sólida para sus aplicaciones en campos relevantes. Con los continuos avances en ciencia y tecnología, creemos que la investigación sobre este compuesto conducirá a más innovaciones y avances, trayendo nuevas oportunidades y desafíos al desarrollo de campos relacionados.
[1] Zang Yangling. Investigación sobre la síntesis del fotoiniciador acuoso 4-(2-hidroxietoxi metileno) benceno [D]. Hunan: Universidad de Hunan, 2002. DOI:10.7666/d.y504335.
[2] Instituto de Investigación de Tabaco de Zhengzhou, Corporación de Tabaco de China. Material estándar para la pureza de 4-metilbenzofenona y método de preparación. 2020-12-08.
[3] https://www.linkedin.com/pulse/4-methylbenzophenonephotoinitiator-mbp-market-size-trends
[4] https://www.reliablemarketforecast.com/4-methylbenzophenone-photoinitiator-mbp--r1935595
[5] https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6222881/
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