三甲基氢醌又称2,3,5-三甲基氢醌、2,3,5-三甲基对苯二酚,简称TMHQ,化学式为C9H12O2,是合成维生素E(VE)的重要中间体之一,外观为白色或类白色针状结晶,微溶于水,易溶于乙酯、甲醇,不溶于石油醚,受热升华、受潮易变黑[1]。

图1 三甲基氢醌的合成路线
三甲基氢醌合成方法如下:
(1)2,3,5-三甲基苯醌(TMBQ)的合成
在250 mL圆底烧瓶中加入异辛醇150 mL,而后加入2,3,6-三甲基苯酚60.0 g(0.44 mol),加热搅拌溶解后得溶液①备用。在1 L圆底烧瓶中依次加入水200 mL,异辛醇50 mL,无水氯化铜59.3 g(0.44 mol),无水氯化锂75.2 g(1.24 mol),加热搅拌溶解得催化剂溶液。将催化剂溶液加热至60~65℃,通入氧气后,缓慢滴加溶液①(大约2 h内滴加完毕)。滴加完毕后,继续保温通氧气反应4~5 h。TLC(乙酸乙酯/正庚烷=1/5)检测反应完毕后,反应液降至室温。反应液静置分层,下层水相催化剂层直接套用至下次反应,上层有机相异辛醇层使用无水硫酸钠干燥过滤后,得2,3,5-三甲基苯醌异辛醇溶液(大约260 mL)可直接进入下一步还原反应[2]。
(2)三甲基氢醌(TMHQ)的合成
将上述(1)步产物2,3,5-三甲基苯醌异辛醇溶液(大约260 mL)转移至0.5 L高压氢化釜中,加入5%钯碳3 g。而后依次使用氮气和氢气置换3次,将氢化釜升温至50~60℃,保持氢气压力在1.0~1.5 Mpa反应4~5 h。TLC(乙酸乙酯/正庚烷=1/5)检测反应完毕后,反应液降至室温。过滤回收钯碳催化剂后,在-0.1MPa和110~120℃条件下真空浓缩回收异辛醇。向剩余物中加水100 mL,保险粉2 g,充分打浆后过滤,滤饼在40~50℃条件下真空干燥后得61.8 g固体,两步总收率92.4%(熔点:169.7~171.8℃)[2]。
本文所述的方法以异辛醇作为氧化反应和还原反应的共同溶剂,顺利实现了2, 3, 6-三甲基苯酚的催化氧化反应和三甲基苯醌的催化还原反应。相比传统合成路线,该合成路线在保证高收率和低成本的同时,更具有安全可靠、绿色环保和易于工业化的优点[2]。
参考文献
[1] 王康林, 孙月婷, 皮士卿, 等. 维生素E中间体三甲基氢醌合成工艺中有关物质的制备及结构鉴定[J]. 药物分析杂志, 2017, 37(08): 1363-1369.
[2] 姜桥. 2,3,5-三甲基氢醌的合成[J]. 广东化工, 2019, 46(14): 60+54.