一種聯苯－2－羧酸的合成方法

2023-06-02 15:15:01 1

專利名稱：一種聯苯－2－羧酸的合成方法
技術領域：
本發明涉及一種聯苯-2-羧酸的合成方法。
背景技術：
聯苯-2-羧酸是重要有機合成中間體，在醫藥、農藥、染料和功能材料等方面有廣泛用途。
目前工業上生產聯苯-2-羧酸最經濟的方法是以9-芴酮為原料，通常是在相轉移催化劑存在下，在非質子極性溶劑中與強鹼發生親核加成開環反應，生成聯苯-2-羧酸。所用強鹼一般是醇鉀，尤其是叔丁醇鉀效果最好，所用溶劑一般是二甲基亞碸或者是二甲基甲醯胺，反應溫度一般在60℃～150℃之間，有時還需要加入相轉移催化劑。由於叔丁醇鉀價格昂貴、成本高，所用溶劑二甲基亞碸沸點高，回收能耗高。
近年來醇鉀已經被氫氧化鉀取代。在已有的方法中，普遍使用粉狀氫氧化鉀作為鹼，季銨鹽(鹼)為相轉移催化劑進行固液兩相反應。此方法的缺點是使用大量固體氫氧化鉀，氫氧化鉀與9-芴酮的摩爾比一般大於8.4∶1，在後處理時會產生大量副產物無機鉀鹽；使用溶劑的量也特別大，因此，該方法副產大量無機鉀鹽，溶劑用量大，能耗高，生產成本偏高。

發明內容為克服現有技術中氫氧化鉀用量大、能耗高的缺點，本發明提供了一種較經濟方便的聯苯-2-羧酸的合成方法。
本發明所述的合成方法，包括如下步驟
(1)向甲苯中加入氫氧化鉀，並加熱至110～120℃得原料液，此時部分氫氧化鉀由固態轉變為液態；(2)維持體系溫度110～120℃，向上述原料液中勻速滴加9-芴酮的甲苯溶液並保持滴加速度使得反應液中9-芴酮的黃色隨即消失，滴加完畢後攪拌反應；(3)分離反應液並酸化，即得聯苯-2-羧酸；所述的9-芴酮與氫氧化鉀的物質的量比為1∶1.0～3.3，再優選為1∶1.4～1.6。
以1摩爾9-芴酮計，甲苯的總用量一般為700毫升～2000毫升。
所述的步驟(3)可以為向反應液加水，分去有機相，水相用甲苯萃取，合併有機相，過濾，除去機械雜質，加濃硫酸酸化至pH＝2～3，過濾，濾餅經水洗、乾燥即得聯苯-2-羧酸。
本發明所述的聯苯-2-羧酸的合成方法，優選包括如下步驟(1)在安裝有機械攪拌和溫度計的三口反應瓶中，加入固體氫氧化鉀和甲苯，開動攪拌器並加熱，當反應瓶內溫度達到115～120℃，此時部分氫氧化鉀由固態轉變為液態；(2)自滴液漏鬥勻速加入溶解有9-芴酮的甲苯的黃色溶液，保持這樣的滴加速度，使剛加入到反應瓶的9-芴酮的黃色隨即消失，反應放熱。滴加完畢，繼續攪拌反應0.5小時，至TLC分析無原料為止；(3)冷卻到室溫，反應混合物呈微粉紅色糊狀，加入水充分攪拌，將混合物轉移至分液漏鬥中，分去有機相，水相用甲苯萃取後，過濾除去機械雜質，冷卻下加1∶1硫酸酸化至剛果紅試紙變藍，冷卻至室溫，過濾，濾餅用水洗滌，真空乾燥即得聯苯-2-羧酸。
本發明利用氫氧化鉀在反應溫度時形成的半固體狀態，使氫氧化鉀在有機溶劑中容易分散，從而提高氫氧化鉀的利用率，大幅度降低氫氧化鉀用量，並且不使用相轉移催化劑，減少了溶劑用量，大量減少副產物，從而大大降低了生產成本。
具體實施方式
下面結合實施例對本發明作進一步說明，但本發明的保護範圍並不限於此。
實施例1在安裝有機械攪拌和溫度計的三口反應瓶中，加入固體氫氧化鉀5.6克(0.1摩爾)和溶劑甲苯15毫升，開動攪拌器和加熱，當反應瓶內溫度達到115～120℃時即有部分固體氫氧化鉀由固態轉變為液態，此時自滴液漏鬥勻速加入溶解有10.8克9-芴酮(0.06摩爾)和40毫升甲苯的黃色溶液，保持這樣的滴加速度，使剛加入到反應瓶的9-芴酮的黃色隨即消失，反應放熱，約20分鐘加完。滴加完畢，繼續攪拌反應0.5小時，至TLC分析至無原料為止。冷卻到室溫，反應混合物呈微粉紅色糊狀。加入50毫升水，充分攪拌，將混合物轉移至分液漏鬥中，分去有機相，水相用8毫升×2甲苯萃取後，過濾除去機械雜質，冷卻下加1∶1硫酸酸化至剛果紅試紙變藍，冷卻至室溫，過濾，濾餅用10毫升×2水洗滌，50℃以下真空乾燥，得無色固體11.8克，收率99.2％，熔點112.3-114℃，HPLC純度99.6％。
實施例2
在安裝有機械攪拌和溫度計的三口反應瓶中，加入固體氫氧化鉀4.7克(0.084摩爾)和溶劑甲苯25毫升，其它與實施例1相同。得產品11.6克，收率97.6％，熔點112-114℃，HPLC純度99.5％。
實施例3在安裝有機械攪拌和溫度計的三口反應瓶中，加入固體氫氧化鉀8.4克(0.15摩爾)和溶劑甲苯25毫升，其它與實施例1相同。得產品11.9克，收率100.0％，熔點112-114℃，HPLC純度99.4％。
實施例4在安裝有機械攪拌和溫度計的三口反應瓶中，加入固體氫氧化鉀11.2克(0.20摩爾)和溶劑甲苯25毫升，其它與實施例1相同。得產品11.8克，收率99.2％，熔點112-114℃，HPLC純度99.5％。
實施例5在安裝有機械攪拌和溫度計的三口反應瓶中，加入固體氫氧化鉀3.4克(0.061摩爾)和溶劑甲苯25毫升，其它與實施例1相同。得產品10.4克，收率87.5％，熔點112-114℃，HPLC純度99.3％。
實施例6在安裝有機械攪拌和溫度計的2升三口反應瓶中，加入工業級固體氫氧化鉀45克(0.80摩爾)和溶劑甲苯150毫升，開動攪拌器和加熱，當反應瓶內溫度達到115～120℃時即有部分固體氫氧化鉀由固態轉變為液態，此時自滴液漏鬥勻速加入由100克9-芴酮(0.556摩爾)和350毫升甲苯組成的黃色溶液，保持這樣的滴加速度，使剛加入到反應瓶的9-芴酮的黃色隨即消失，反應劇烈放熱，此時應適當調節加熱強度，不使物料衝出，1.5小時加完。滴加完畢，繼續回流攪拌反應1小時，TLC分析至無原料。冷卻到室溫，反應混合物的顏色比實施例1和實施例2略深。冷卻下加入400毫升水，充分攪拌，將混合物轉移至2升分液漏鬥中，分去有機相，水相用60毫升×2甲苯萃取後，過濾除去機械雜質，充分冷卻和攪拌下加1∶1硫酸酸化至剛果紅試紙變藍，冷卻至室溫，過濾，濾餅用50毫升×2水洗滌，50℃以下真空乾燥，得無色固體產品109.1克，收率99.2％，熔點112-114℃，HPLC純度99.4％。
權利要求
1.一種聯苯-2-羧酸的合成方法，包括如下步驟(1)向甲苯中加入氫氧化鉀，並加熱至110～120℃得原料液，此時部分氫氧化鉀由固態轉變為液態；(2)維持體系溫度110～120℃，向上述原料液中勻速滴加9-芴酮的甲苯溶液並保持滴加速度使得反應液中9-芴酮的黃色隨即消失，滴加完畢後攪拌反應；(3)分離反應液並酸化，即得聯苯-2-羧酸；所述的9-芴酮∶氫氧化鉀的物質的量比為1∶1.0～3.3。
2.如權利要求1所述的聯苯-2-羧酸的合成方法，其特徵在於所述的9-芴酮∶氫氧化鉀的投料摩爾比為1∶1.4～1.6。
3.如權利要求1所述的聯苯-2-羧酸的合成方法，其特徵在於以1摩爾9-芴酮計，甲苯的總用量為700毫升～2000毫升。
4.如權利要求1所述的聯苯-2-羧酸的合成方法，其特徵在於所述的步驟(3)為向反應液加水，分去有機相，水相用甲苯萃取，合併有機相，過濾，除去機械雜質，加濃硫酸酸化至pH＝2～3，過濾，濾餅經水洗、乾燥即得聯苯-2-羧酸。
5.如權利要求1所述的聯苯-2-羧酸的合成方法，其特徵在於包括如下步驟(1)在安裝有機械攪拌和溫度計的三口反應瓶中，加入固體氫氧化鉀和甲苯，開動攪拌器並加熱，當反應瓶內溫度達到115～120℃時即有部分固體氫氧化鉀由固態轉變為液態；(2)自滴液漏鬥勻速加入溶解有9-芴酮和甲苯的黃色溶液，保持這樣的滴加速度，使剛加入到反應瓶的9-芴酮的黃色隨即消失，反應放熱，滴加完畢，繼續攪拌反應0.5小時，至TLC分析無原料為止；(3)冷卻到室溫，反應混合物呈微粉紅色糊狀，加入水充分攪拌，將混合物轉移至分液漏鬥中，分去有機相，水相用甲苯萃取後，過濾除去機械雜質，冷卻下加1∶1硫酸酸化至剛果紅試紙變藍，冷卻至室溫，過濾，濾餅用水洗滌，真空乾燥即得聯苯-2-羧酸。
全文摘要
本發明涉及一種聯苯－2－羧酸的合成方法，包括如下步驟(1)向甲苯中加入氫氧化鉀，並加熱至110～120℃得原料液，此時部分氫氧化鉀由固態轉變為液態；(2)維持體系溫度110～120℃，向上述原料液中勻速滴加9－芴酮的甲苯溶液並保持滴加速度使得反應液中9－芴酮的黃色隨即消失，滴加完畢後攪拌反應；(3)分離反應液並酸化，即得聯苯－2－羧酸。本發明利用氫氧化鉀在反應溫度時形成的半固體狀態，使氫氧化鉀在有機溶劑中容易分散，從而提高氫氧化鉀的利用率，大幅度降低氫氧化鉀用量，並且不使用相轉移催化劑，減少了溶劑用量，大量減少副產物，從而大大降低了生產成本。
文檔編號C07C63/331GK1775726SQ200510061930
公開日2006年5月24日 申請日期2005年12月9日 優先權日2005年12月9日
發明者宋慶寶, 沈田華 申請人:浙江工業大學