介绍
2,4,6-三甲氧基苯甲醛（2,4,6-Trimethoxybenzaldehyde，简称 TMB）是一种含多甲氧基取代的芳香醛类化合物，研究表明，TMB 在矿物酸作用下可同时发生脱羰反应与缩合反应，产物分布呈现显著的浓度依赖性。
图一 2,4,6-三甲氧基苯甲醛
酸催化反应的浓度依赖性与产物分布
低浓度下的主导反应为脱羰生成 1,3,5-三甲氧基苯，当2,4,6-三甲氧基苯甲醛浓度低于约 1×10⁻⁴ M 时，酸催化反应以脱羰为主导。在盐酸、高氯酸等矿物酸作用下，TMB 的醛基（-CHO）发生脱除，生成 1,3,5 - 三甲氧基苯（1,3,5-Trimethoxybenzene，简称 TMBz），同时释放甲酸。该反应在60℃恒温条件下遵循一级动力学特征，速率常数 k 约为0.21×10⁻³ s⁻¹，反应过程中无明显颜色变化及沉淀生成，仅通过光谱检测可观察到 TMB 在 318 nm 处的特征吸收峰逐渐减弱。
图二 2,4,6-三甲氧基苯甲醛酸催化反应的动力学
高浓度下的竞争反应为缩合生成多芳基甲烷衍生物，当2,4,6-三甲氧基苯甲醛浓度高于 1×10⁻⁴ M 时，脱羰反应生成的 TMBz 会与未反应的 TMB 发生缩合反应，形成两类主要产物：2,4,6,2',4',6',2'',4'',6''- 九甲氧基三苯基甲烷（Nonamethoxytriphenylmethane，简称 NTM）。该产物为白色固体，熔点 208-210℃，分子式为 C₂₈H₃₄O₉，红外光谱中无羟基或羰基特征吸收峰，证实其三芳基甲烷骨架结构。中间产物为2,4,6,2',4',6'- 六甲氧基二苯基甲醇（Hexamethoxydiphenylcarbinol，简称 HMC）。该产物可通过 TMB 与 TMBz 在 40-45% 高氯酸中短时间反应制备，熔点 150-152℃，红外光谱在 3610 cm⁻¹ 处出现典型的羟基特征吸收峰，进一步加热可转化为 NTM。此外，高浓度反应体系中还会形成红色加合物，其本质为 NTM 与矿物酸的 1:1 摩尔比复合物，加水或碱处理后可分解为白色 NTM 固体；若延长反应时间，NTM 与 HMC 均可进一步分解，最终回归脱羰产物 TMBz。
反应机制
2,4,6-三甲氧基苯甲醛的酸催化反应遵循脱羰-缩合两步机制（Route A），而非缩合与脱羰同步进行的路径（Route B），向低浓度 TMB反应体系中添加TMBz，可显著加快TMB的消耗速率（k 提升至 0.36×10⁻³ s⁻¹），并生成特征红色复合物，证实 TMBz 是缩合反应的关键中间体。高浓度 TMB 反应初期（0-40 min）速率与低浓度一致，随后因 TMBz 积累导致反应速率逐渐提升（较初始速率增加 30%），符合脱羰产物积累促进缩合的动力学特征。中间产物 HMC 的分离与表征，证实缩合反应通过 “TMB 与 TMBz 先形成二芳基甲醇中间体，再与另一分子 TMBz 缩合” 的分步过程进行。
不同酸介质对反应的影响
盐酸体系仅能分离到红色加合物及最终的 NTM 固体，2,4,6-三甲氧基苯甲醛溶解速率较慢，反应产物单一。高氯酸体系反应活性更高，短时间冷却可得到浅色红色固体（不稳定），延长反应时间则生成深色红色加合物；添加冰醋酸可改善 TMB 的溶解性，且能通过调控反应时间选择性制备 HMC（9 min）或 NTM（20 min）。
反应的可逆性特征
NTM 与 HMC 在浓盐酸加热（140℃）条件下可发生逆反应，分解生成 TMBz，表明2,4,6-三甲氧基苯甲醛的酸催化脱羰与缩合反应存在动态平衡，温度与酸浓度是调控平衡方向的关键因素[1]。
当 2,4,6-三甲氧基苯甲醛（反应物 I）在矿物酸中的浓度高于约 1×10⁻⁴ mol/L 时，会生成 2,4,6,2',4',6',2'',4'',6''- 九甲氧基三苯基甲烷（产物 II ）。动力学研究表明，产物 II 是由 I 与 I 经正常脱羰反应生成的 1,3,5 - 三甲氧基苯（产物 III）发生缩合反应形成的。此外，2,4,6,2',4',6'- 六甲氧基二苯基甲醇可通过 I 与 III 在高氯酸中的反应制得。
参考文献
[1]BURKETT H ,SCHULTZ F ,CASSADY J .Acid-Catalyzed Decarbonylation of 2,4,6-Trimethoxybenzaldehyde Accompanying Condensation Reactions[J].J. Org. Chem.,2002,26(6):2072-2075.DOI:10.1021/jo01065a095.