4-Methoxyphenylacetone, hay còn gọi là p-Anisylcetone, là một hợp chất hữu cơ có công thức hóa học là C10H12O2. Nó là bột tinh thể màu trắng. Nó không hòa tan trong nước, nhưng hòa tan trong ethanol, ether, chloroform và benzen.
4-Methoxyphenylacetone có thể được biến đổi về mặt hóa học thông qua nhiều phản ứng khác nhau. Sau đây là một số tính chất phản ứng điển hình:
1. Methylene phản ứng: 4-Methoxyphenylacetone có thể phản ứng với axit sulfuric và axit formic trong điều kiện axit để tạo ra methylene hoạt động và tiếp tục phản ứng với amin thơm để tạo thành các chất tương tự N-aryl formamide.
2. Quá trình este hóa etanol: 4-Methoxyphenylacetone có thể được este hóa với etanol dưới xúc tác axit để thu được 4-Methoxyphenylacetate.
3. Quá trình hydro hóa: 4-Methoxyphenylacetone có thể được khử thành 4-Methoxyphenylacetone bằng quá trình hydro hóa có xúc tác.
4. Tiến hành phản ứng cộng thế điện di: 4-Methoxyphenylacetone có thể tiến hành phản ứng cộng thế điện di với các thuốc thử điện di (chẳng hạn như hydrocarbon halogen hóa, acyl halogenua, anhydrit axit, v.v.) để thu được các hợp chất khác nhau.
5. Phản ứng trao đổi chất thơm: 4-Methoxyphenylacetone có thể tạo thành các chất tương tự xeton thơm mới thông qua phản ứng trao đổi este với axit cacboxylic thơm.
Những phản ứng này cho thấy rằng 4-Methoxyphenylacetone có khả năng phản ứng nhất định và có thể được sử dụng để tổng hợp nhiều loại hợp chất hữu cơ.
4-Methoxyphenylacetone có thể được tổng hợp bằng phản ứng ngưng tụ aldol của acetophenone. Lộ trình tổng hợp cụ thể như sau:
1. Tổng hợp 2,4-Dimethoxyacetophenone: phản ứng của acetophenone và metanol dưới sự xúc tác của axit sulfuric để thu được 2,4-Dimethoxyacetophenone.
2. Tổng hợp 2,4-Dimethoxyacetophenone hydroxyaldehyde: 2,4-Dimethoxyacetophenone và formaldehyde được phản ứng với sự có mặt của natri hydroxit để thu được 2,4-Dimethoxyacetophenone hydroxyaldehyde.
3. Tổng hợp 4-Methoxyphenylacetone: 2,4-dimethoxyphenylacetophenone hydroxyaldehyde được đun nóng với sự có mặt của axit clohydric để tạo ra 4-Methoxyphenylacetone.
Các bước chi tiết như sau:
Bước 1: Tổng hợp 2,4-Dimethoxyacetophenone
Phương trình phản ứng hóa học: C6H5CH2COCH3cộng với 2CH3OH cộng với H2VÌ THẾ4→(CH3O)2C6H3CH2C(O)CH3cộng với 2H2O cộng với H2VÌ THẾ4
Tỷ lệ acetophenone và metanol là 1: 2, một lượng nhỏ axit sunfuric được thêm vào trong điều kiện khuấy làm chất xúc tác và phản ứng được tiến hành ở nhiệt độ phòng trong 12 giờ. Sau phản ứng, pha loãng dung dịch phản ứng bằng nước, thêm dung dịch natri cacbonat bão hòa để trung hòa và tách pha hữu cơ bằng phễu chiết. Làm khô pha hữu cơ bằng natri sulfat khan, sau đó loại bỏ dung môi bằng máy cô quay để thu được sản phẩm rắn màu trắng gồm 2,4-dimethoxy acetophenone.
Bước 2: Tổng hợp 2,4-Dimethoxyacetophenone hydroxyaldehyde
Phương trình phản ứng hóa học: (CH3O) 2C6H3CH2C(O)CH3cộng HCHO cộng NaOH → (CH3O)2C6H3CH(OH)CH2C(O)CH3cộng với NaCl cộng với H2O
Trộn 2,4-Dimethoxyacetophenone và formaldehyde theo tỷ lệ mol 1:1,2, thêm lượng natri hydroxit thích hợp, đun nóng và khuấy trong nồi cách thủy để phản ứng trong 12 giờ. Sau phản ứng, trung hòa dung dịch phản ứng bằng dung dịch axit clohydric bão hòa và tách pha hữu cơ bằng phễu chiết.
Sau đây là phương pháp tổng hợp trong phòng thí nghiệm của 4-Methoxyphenylacetone:
Phương trình phản ứng hóa học: C6H5CH2COCH3cộng với 2CH3OH cộng với H2VÌ THẾ4→ (CH3O)2C6H3CH2C(O)CH3cộng với 2H2O cộng với H2VÌ THẾ4
(CH3O)2C6H3CH2C(O)CH3cộng HCl → C10H12O2Cl2cộng với 2CH3Ồ
Các bước thí nghiệm:
1. Tổng hợp 2,4-Dimethoxyacetophenone:
Trộn acetophenone (1 mol) và metanol (2 mol), thêm một lượng nhỏ axit sunfuric làm chất xúc tác, khuấy phản ứng ở nhiệt độ phòng trong 12 giờ, pha loãng dung dịch phản ứng bằng nước, thêm dung dịch natri cacbonat bão hòa để trung hòa và tách pha hữu cơ bằng phễu chiết. Làm khô pha hữu cơ bằng natri sulfat khan, sau đó loại bỏ dung môi bằng máy cô quay để thu được sản phẩm rắn màu trắng gồm 2,4-dimethoxy acetophenone.
2. 4-Methoxyphenylacetone tổng hợp:
Trộn 2,4-dimethoxy acetophenone (1 mol) và formaldehyde (1,2 mol) theo tỷ lệ mol, thêm một lượng natri hydroxit thích hợp, đun nóng và khuấy trong nồi cách thủy trong 12 giờ. Sau phản ứng, trung hòa dung dịch phản ứng bằng dung dịch axit clohydric bão hòa và tách pha hữu cơ bằng phễu chiết. Làm khô pha hữu cơ bằng natri sulfat khan, sau đó loại bỏ dung môi bằng máy cô quay để thu được sản phẩm lỏng nhờn 4-Methoxyphenylacetone.
3. 4-Methoxyphenylacetone tinh khiết:
Thêm sản phẩm lỏng nhờn 4-Methoxyphenylacetone vào một lượng nhỏ axit clohydric để thu được kết tủa 4-Methoxyphenylacetone hydrochloride, chiết xuất kết tủa bằng ete khan, sau đó làm khô pha hữu cơ bằng natri sulfat khan, loại bỏ dung môi bằng thiết bị cô quay và thu được sản phẩm rắn màu trắng 4-Methoxyphenylacetone.
Trên đây là phương pháp tổng hợp trong phòng thí nghiệm của 4-Methoxyphenylacetone. Cần lưu ý rằng các biện pháp bảo vệ an toàn cần thiết phải được thực hiện trong quá trình thí nghiệm và thao tác phải được thực hiện theo đúng các bước thí nghiệm.
Quá trình tổng hợp 4-Methoxyphenylacetone trong công nghiệp chủ yếu bao gồm hai phương pháp sau:
Phương pháp 1: Toluene được tổng hợp bằng cách cacboxyl hóa, khử, acyl hóa và ngưng tụ formaldehyde. Lộ trình tổng hợp cụ thể như sau:
Toluene cộng coban oxit 3 lần → axit p-toluenoic
Axit p-toluenoic cộng mangan/kẽm → axit metyl p-toluenoic
Metyl p-toluen fomat cộng với axit nitric → metyl p-methoxybenzoat
Metyl p-methoxybenzoate cộng với natri hydroxit → p-methoxybenzaldehyd
P-methoxybenzaldehyde cộng với acetone cộng với axit clohydric → 4-Methoxyphenylacetone
Phương pháp 2: Styren được tổng hợp bằng cách hydroxymetyl hóa, oxy hóa và acyl hóa. Lộ trình tổng hợp cụ thể như sau:
Styren cộng metanol cộng chất xúc tác → p-methoxy styren
P-methoxy styren cộng với chất oxy hóa → p-methoxy styren aldehyde
P-Methoxystyren aldehyde cộng với chất oxy hóa → 4-Methoxyphenylacetone
Cả hai phương pháp tổng hợp này đều có những ưu điểm và nhược điểm nhất định, nhưng hiện tại, phương pháp thứ nhất chủ yếu được sử dụng để sản xuất 4-Methoxyphenylacetone trong công nghiệp. Phương pháp này sử dụng nguyên liệu thô giá rẻ, điều kiện phản ứng nhẹ và hiệu suất phản ứng cao, phù hợp với sản xuất công nghiệp quy mô lớn.