一種合成對異丙基苯甲酸的新方法

2023-05-23 11:13:51 2

專利名稱：一種合成對異丙基苯甲酸的新方法
技術領域：
本發明涉及一種合成對異丙基苯甲酸的新方法。
背景技術：
對異丙基苯甲酸是一種重要的精細化學品，在木材工業上用作防腐劑和保護劑，能用於廢水的處理和抑制汽車阻凍劑的腐蝕；它還是免清洗助焊劑和某些高分子熱敏電阻的原材料。特別是近年來對異丙基苯甲酸在醫藥等化學工業中得到了廣泛應用，是重要的化工原料，如1999年在日本上市的抗糖尿病新藥那格列奈和處於II期臨床的第一個選擇性NHE-1抑制劑Cariporide(HOE-642)，均以對異丙基苯甲酸為原料進行合成。
現在對異丙基苯甲酸的合成一般以異丙苯或對異丙基甲苯為原料。以異丙苯為原料的合成主要有以下4條路線(1)異丙苯氯甲基化，然後與烏洛託品反應，經水解得到對異丙基苯甲醛，再氧化得到對異丙基苯甲酸(化學試劑，1988，10(6)373-375)；(2)異丙苯在三氯化鋁催化下和氯乙醯氯發生付氏醯基化反應，然後與吡啶成鹽，經鹼水解後酸化得到對異丙基苯甲酸(J.Am.Chem.Soc.，1955，77(14)3763-3766)；(3)異丙苯在三氯化鋁催化下和無水氯乙醛反應，然後在鹼性條件下經H2O2氧化，酸化後生成對異丙基苯甲酸(Synth.Commun.，1987，17(4)457-464)；(4)異丙苯在三氯化鋁催化下和醋酐發生付氏醯基化反應，再經溴仿反應，酸化後生成對異丙基苯甲酸(化學試劑，2005，27(2)107-108)。上述方法都存在鄰、對位異構體的分離問題，選擇性較差。以對異丙基甲苯為原料的合成方法是在乙酸酐溶劑中，用醋酸鈷作催化劑，通入氧氣氧化得到對異丙基苯甲酸(精細化工，1997，1445-46)。反應產率較高，但使用溶劑乙酸酐價格較貴，乙酸酐回收困難，汙染大；並且反應在90℃下進行24小時，能耗大，時間長。
我國松節油資源豐富，但深加工產品少，從中分離出的高純度β-蒎烯(β-pinene)一直沒有得到大宗的高附加值利用，大都以低價原料出口，加工成高值精細化學品反銷我國，造成外匯流失。以β-蒎烯為原料經過氧化、脫水開環、脫氫，製備對異丙基苯甲酸的工藝路線，原料豐富、價格低廉，整個過程操作簡單、容易實現、選擇性高、成本低，有工業化前景。

發明內容
本發明的目的在於提供一種從可再生的天然產物β-蒎烯(β-pinene)合成對異丙基苯甲酸的方法。
本發明以β-蒎烯(β-pinene)為原料，經過氧化、開環、脫氫，合成對異丙基苯甲酸，過程簡單，原料廉價。
本發明的一種合成對異丙基苯甲酸的新方法，由以下步驟組成(1)β-蒎烯經氧化劑氧化得到諾蒎酸(nopinic acid)，其中β-蒎烯以式(1)表示，諾蒎酸以式(2)表示；(2)諾蒎酸在硫酸作用下脫水開環得到二氫枯茗酸(dihydrocumic acid)，二氫枯茗酸以式(3)表示；(3)二氫枯茗酸催化脫氫得到對異丙基苯甲酸，對異丙基苯甲酸以式(4)表示。
式(1)式(2) 式(3) 式(4)所述步驟(1)中的氧化反應可採用現有技術，如參考US Patent 3520920，在氧化劑高錳酸鉀和氫氧化鈉的存在下反應，先得諾蒎酸鈉，經酸化後得到諾蒎酸，反應溫度控制在20～30℃。
所述步驟(2)中的脫水開環反應可採用現有技術，如參考文獻Herz Wernwe，Wahlborg H J.Acid-catalyzed rearrangement of nopinic acid.J Org Chem，1962，271032-1034。
所述步驟(3)中的脫氫反應操作，是將二氫枯茗酸溶於對異丙基甲苯中，在催化劑Pd-C的催化作用下加熱回流，冷卻，過濾，氫氧化鈉溶液調至強鹼性，水相酸化至pH 1，析出白色固體。過濾，用水洗至中性，得對異丙基苯甲酸。
本發明方法採用可再生的天然產物β-蒎烯為原料，原料豐富，價格低廉，方法步驟少，操作簡便，成本低，有工業化前景，可使松節油得到高附加值的利用。
具體實施例方式
以下實施例是對本發明的進一步說明，不是對本發明的限制。
實施例1將4g氫氧化鈉和45g高錳酸鉀溶於450mL水中，在劇烈攪拌下將13.6g β-蒎烯分批加入。用水浴維持反應溫度在25～30℃，反應3～5h，以高錳酸鉀反應完為終點。濾除二氧化錳沉澱，並用水多次洗滌。濾液減壓蒸發濃縮至150mL，冰箱放置過夜。減壓過濾，並用少量冰水洗滌，得白色諾蒎酸鈉晶體。
將上面所得的諾蒎酸鈉加入20mL水和25mL二氯甲烷混合物中，用6mol/L鹽酸溶液調至強酸性，分出二氯甲烷，水相用7mL二氯甲烷洗滌三次，合併有機相，加5g無水硫酸鈉乾燥1h，減壓蒸發至幹，得白色產物諾蒎酸6.4g。
10g諾蒎酸加200mL 20％硫酸水溶液回流2h，冷卻過濾，得到8g二氫枯茗酸。
80g二氫枯茗酸、4.0g 7.5％Pd-C催化劑、100mL對異丙基甲苯放入裝有溫度計、攪拌磁子、冷凝管的250mL三口燒瓶中，混合物攪拌下回流反應2小時後，停止反應。冷卻濾去催化劑，催化劑用乙醚洗滌後回收使用。濾液用20％的氫氧化鈉溶液調至強鹼性，分出有機相(回收)，水相加200mL水稀釋後，加入鹽酸酸化至pH 1，析出白色固體。過濾，用水洗至中性，得到56g白色對異丙基苯甲酸固體。通過熔點、氫譜和質譜的分析，證實是對異丙基苯甲酸。
實施例2將6g氫氧化鈉和45g高錳酸鉀溶於350mL水中，在劇烈攪拌下將13.6g β-蒎烯分批加入。用水浴維持反應溫度在25～30℃，反應3～5h，以高錳酸鉀反應完為終點。濾除二氧化錳沉澱，並用水多次洗滌。濾液減壓蒸發濃縮至150mL，冰箱放置過夜。減壓過濾，並用少量冰水洗滌，得白色諾蒎酸鈉晶體6.5g。
10g諾蒎酸鈉加200mL 20％硫酸水溶液回流2h，冷卻過濾，得到7g二氫枯茗酸。
80g二氫枯茗酸、3.0g 7.5％Pd-C催化劑、150mL對異丙基甲苯放入裝有溫度計、攪拌磁子、冷凝管的250mL三口燒瓶中，混合物攪拌下回流反應2小時後，停止反應。冷卻濾去催化劑，催化劑用乙醚洗滌後回收使用。濾液用20％的氫氧化鈉溶液調至強鹼性，分出有機相(回收)，水相加200mL水稀釋後，加入鹽酸酸化至pH 1，析出白色固體。過濾，用水洗至中性，得到60g白色對異丙基苯甲酸固體。通過熔點、氫譜和質譜的分析，證實是對異丙基苯甲酸。
實施例3實施例1、2的產物的熔點、氫譜和質譜數據如下熔點117～119℃氫譜1H NMR(CDCl3)δ＝1.26(d，6H，J＝6.9Hz)；2.97(m，1H，J＝6.9Hz)；7.30(d，2H，J＝8.2Hz)；8.02(d，2H，J＝8.2Hz)。
質譜MS(m/z)164(M+，42.0)，149(100)，131(22.4)，119(51.8)，105(47.2)，91(18.7)，77(28.2)，65(4.8)，51(7.4)，39(8.0)，27(5.0)。
權利要求
1.一種合成對異丙基苯甲酸的新方法，由以下步驟組成(1)β-蒎烯經氧化劑氧化得到諾蒎酸，其中β-蒎烯以式(1)表示，諾蒎酸以式(2)表示；(2)諾蒎酸在硫酸作用下脫水開環得到二氫枯茗酸，二氫枯茗酸以式(3)表示；(3)二氫枯茗酸催化脫氫得到對異丙基苯甲酸，對異丙基苯甲酸以式(4)表示。
2.根據權利要求1的一種合成對異丙基苯甲酸的新方法，其特徵是所述的步驟(3)的脫氫反應是二氫枯茗酸溶於對異丙基甲苯中，鈀碳作催化劑，加熱回流，冷卻濾去催化劑，濾液調至強鹼性，水相酸化至pH1，過濾，乾燥得對異丙基苯甲酸。
全文摘要
本發明涉及一種合成對異丙基苯甲酸的方法，其特徵是以β－蒎烯為原料，經氧化劑氧化得到諾蒎酸，諾蒎酸在硫酸作用下脫水開環得到二氫枯茗酸，二氫枯茗酸催化脫氫得到對異丙基苯甲酸。本發明方法採用可再生的天然產物β－蒎烯為原料，原料豐富，價格低廉，方法步驟少，操作簡便，成本低，有工業化前景，可使松節油得到高附加值的利用。
文檔編號C07C51/16GK1915959SQ200610053330
公開日2007年2月21日 申請日期2006年9月11日 優先權日2006年9月11日
發明者金建忠 申請人:浙江樹人大學