2，5-二苯基氨基-對苯二甲酸及其二烴基酯的製備方法
2023-04-27 08:58:26 2
專利名稱：2，5-二苯基氨基-對苯二甲酸及其二烴基酯的製備方法
技術領域：
本發明涉及一種在經濟方面和在環境保護上都得到了改進的製備2，5-二苯基氨基-對苯二甲酸及其二烴基酯，尤其是製備其甲酯和乙酯的方法。
按照迪克曼(Dieckmann)縮聚法或克菜森(Claisen)雙縮聚法，第一步使琥珀酸二烴基酯環化成為相應的2，5-二羥基環己二烯二羧酸-(1，4)-二烴基酯，緊接著使此2，5-二羥基環己二烯二羧酸-(1，4)-二烴基酯在二甲苯或乙苯中或在它們的混合物中在一種脂族酸(例如醋酸)存在下通過和苯伯胺(例如苯胺或甲苯胺)縮聚轉化成相應的2，5-二苯基氨基-二氫-(3，6)-對苯二甲酸二烴基酯，通過氧化(脫氫作用)將其轉化成對應的2，5-二苯基氨基-對苯二甲酸二烴基酯，緊接著用氫氧化鈉的醇熔液皂化這種酯並藉助於一種酸從產生的2，5-二苯基氨基-對苯二甲酸鈉鹽中釋放出遊離的2，5-二苯基氨基-對苯二甲酸。通過這樣的多步法來製備2，5-二苯基氨基-對苯二甲酸及其二烴基酯是已知的。
在DE-OS-1915436和DE-OS-3834747(EP0363756)中描述了這種製備方法，而且指出了一些工藝參數如溶劑的特性，在多步合成中產生的單個或所有產品的離析(屬於這些產品有2，5-二羥基環己二烯二羧酸-(1，4)-二烴基酯，2，5-二苯基氨基-二氫-(3，6)-對苯二甲酸二烴基酯，2，5-二苯基氨基-對苯二甲酸二烴基酯和2，5-二苯基氨基-對苯二甲酸)，此外還指出了所使用的催化劑的特性，有時也指出的是用於各合成步驟的添加劑;氧化和皂化的順序(同時氧化和皂化或相繼進行);氧化劑，如硝基苯及其衍生物、苯醌、氧或碘;所使用的助劑如溶劑、苯胺(硝基苯的第二步產物);催化劑和其它添加劑的製備。
由於環保原因，不用空氣或氧而使用適宜作為脫氫步驟的氧化劑的硝基芳香化合物(硝基苯或衍生物如間硝基苯磺酸)意義不大。原料如硝基苯必要時應作為合成中的基本成份使用，而不作為助劑，這是因為除去硝基苯的第二產品如苯胺、偶氮苯或氧化偶氮苯需要的費用多，而且這些第二產品由於其無法避免的嚴重汙染不可再使用。因此，它們成為汙染環境的廢料，這些廢料或增加廢水量或一定要被存放起來。
同樣由於環保原因，在氧化階段使用空氣與添加劑(苯醌及其衍生物如磺酸和氯醌或季銨鹽)(見EP-57873和EP-363576)一起作為氧化劑的方法是不可取的，這是因為這些添加劑通常流入廢水中並在一些情況下起嚴重危害水的作用。在上述方法中沒有提到回收添加劑。
DE-OS-1915436所述的方法有一些缺點，其一是，在氧化階段形成的2，5-二苯基氨基-對苯二甲酸二烴基酯粗製品在過濾後產生含有二甲苯的混合物，必須用例如丙酮洗滌以從該混合物中除去二甲苯，必須將丙酮和二甲苯的混合物進行分離，其二是粗製品顯然還需要重結晶以獲得足夠純淨的產品。考慮到酯在二甲苯中的溶解度，在過濾前必須冷卻到小於15℃的溫度，這要求不是無關緊要的技術費用。此外，在已過濾的二甲苯中還有大部分的副產品，這導致在蒸餾回收二甲苯時產生焦油狀的殘餘物，這只能通過燃燒來消除。在氧化過程中最後形成一種雜質，它作為固體物質的深棕色薄層沉積在反應器的壁上和攪拌器上。
可概括地斷言2，5-二苯基氨基-對苯二甲酸二烴基酯的離析不僅要和巨大的技術費用相聯繫而且必須忍受就消除廢品而言在生態學方面的損害。
根據前面的說明，需要有一種既可避免上述不足又藉助於容易得到的助劑可簡單進行的方法。
此任務是通過如下通式的2，5-二苯基氨基-對苯二甲酸及其二烴基酯的製備方法來解決的;
式中R代表氫原子或甲基或乙基。
上述化合物的製法是使琥珀酸二烴基酯在二甲苯中和烴氧基鈉反應;用酸和苯胺處理生成的2，5-二烴基環己二烯二羧酸-(1，4)-二烴基酯;藉助於氧使產生的2，5-二苯基氨基-二氫(3，6)-對苯二甲酸二烴基酯脫氫;需要時用氫氧化鈉的甲醇溶液皂化產生的2，5-二苯基氨基-對苯二甲酸二烴基酯並從產生的2，5-二苯基氨基-對苯二甲酸二鈉鹽中釋放出2，5-二苯基氨基-對苯二甲酸。該製法的特徵在於在鹼金屬離子和/或鹼土金屬離子的存在下使2，5-二苯基氨基-二氫-(3，6)-對苯二甲酸二烴基酯和純氧反應。
本方法的優點在於使用氧只得到一種反應產物，即水。此外也可以在多步合成的所有步驟中使用唯一的一種溶劑。事實證明，例如二甲苯是合適的。
本發明的另一重要優點在於在反應器內壁和攪拌器上不再出現沉積的深棕色固體物質薄層。
本發明方法也對游離的2，5-二苯基氨基-對苯二甲酸的質量產生有利影響。按現有技術的方法製成的游離的2，5-二苯基氨基-對苯二甲酸，正如HPLC(高效液相色譜)和HPTLC(高效薄層液相色譜)分析證明，通常在一定範圍內還含有約為總產物的0.5-1.0%的雜質。出人意外的是，用本發明方法可顯著地減少雜質，尤其是減少雜質組分的一種雜質。
為了有成效地實施本發明方法所需要的鹼金屬離子量或鹼土金屬離子量比較少並與催化量相符合。在一般情況下使用鹼金屬離子量或鹼土金屬離子量為2，5-二苯基氨-二氫基-(3，6)-對苯二甲酸二烴基酯的0.2至12.0摩爾%，尤其是0.8至6.0摩爾%就夠了。
所用的添加劑(鹼金屬離子或鹼土金屬離子)的性質和用量少決定了可保護廢水負荷低並可使此方法不汙染環境。
副產物合適地分布在水狀的母液中和甲醇洗滌濾液中，以致廢水中的副產物98%以上可被生物分解(按DIN(德國工業標準)38412-L25作可消去性測定)，在甲醇中的副產物只還有按DE-OS195436的方法產生量的約33至50%。因此要必須通過燃燒來消除的有機物顯然更少。
已證明用Na+或K+鹼金屬離子和用Mg2+、Ca2+或Sr2+作鹼土金屬離子較好。
通過使用鹼金屬氧化物或鹼土金屬氧化物，鹼金屬鹽或鹼土金屬鹽，尤其是碳酸鹽或羧酸鹽這些形式的鹼金屬離子或鹼土金屬離子，使此方法變得特別簡單。已證明特別有效的是使用脂族羧酸的鹼金屬鹽或鹼土金屬鹽，尤其是有2至8個碳原子的脂族一元羧酸的鹼金屬鹽或鹼土金屬鹽。特別簡單的是使用鹼金屬醋酸鹽或鹼土金屬醋酸鹽。
已證明特別有效的是在一個封閉的系統中，也就是說在可單獨調節自身壓力的條件下進行氧化反應。當然也可使氧化在一個敞開的系統中進行。
通常使氧化反應在95至110℃下進行，尤其是在98至103℃進行。氧化反應不僅可在大氣壓力下進行而且也可在升高的壓力下進行。合適的壓力為0.1至1.0MPa(兆帕斯卡)，尤其是0.1至0.5MPa。但氧化反應也可在高於1.0MPa的壓力下進行，這需要相當高的技術費用。作為溶劑已證明合適的有鄰二甲苯、間二甲苯或乙苯，尤其是工業二甲苯。工業二甲苯是市場上買到的含有乙苯的二甲苯的同分異構混合物。
按照優選的操作方案首先使氧化反應在使用二甲苯作溶劑的條件下進行，反應結束後緊接著通過水蒸汽蒸餾除去二甲苯，濾出所產生的2，5-二苯基氨基-對苯二甲酸二烴基酯，用脂族醇，尤其是用甲醇、乙醇或丙醇，優選的是用甲醇洗滌濾出的酯，緊接著將已通過洗滌過程精製的2，5-二苯基氨基-對苯二甲酸二烴基酯烘乾。
正如由DE-OS-1915436得知，2，5-二苯基氨基-對苯二甲酸及其酯是製備發光物質的重要原料。
按本發明製備的2，5-二苯基氨基-對苯二甲酸及其酯特別適用於製備喹吖啶酮。
下列實施例證明本發明，而非限制本發明。
實驗部分實施例12，5-二苯基氨基環己二烯二羧酸-(1，4)-二甲酯的製備先將500份工業等級的二甲苯(含有乙苯的、市售的同分異構混合物)和85份丙酸(約99%的丙酸)加到裝有攪拌器，回流冷凝器，循環水分離器和氮氣導入管的一個玻璃儀器中。在氮氣保護下加入114份2，5-二羥基環己二烯二羧酸-(1，4)-二甲酯(純度約為97至98%)。緊接著繼續在氮氣保護下和攪拌下於約75-90℃加入112份苯胺。在通入氮氣的條件下在約3小時內將原料混合物從90℃加熱到約98至100℃，並為了反應完全(定量分離出理論量反應水)，使此混合物在繼續通入氮氣的條件下再反應45分鐘。
2，5-二苯氨基-對苯二甲酸二甲酯的製備將1.3份醋酸鎂四水合物加到含有2，5-二苯基氨基與環己二烯二羧酸-(1，4)-二甲酯的混合物中。從現在起將純氧氣氣流(3升/小時)代替氮氣通過一根為使氧氣氣流得到更好的分布而和一個不鏽鋼網連接的擴大的圓柱形輸入管導入。將混合物加熱到約98至100℃的溫度。通過現在開始的氧化反應(脫氫)使環己二烯環氧化成苯環。這時再次產生反應水，該反應水被通過反應混合物導出的氮氣氣流(12升/小時)帶走並緊接著在回流冷凝器中冷凝後通過分離器離開反應系統。從脫水終止可看出，氧化反應在約2.5小時後結束。用高效液相色譜(HPLC)對反應進行附加控制。得到深色溶液狀的2，5-二苯基氨基-對苯二甲酸二甲酯。
緊接著通過導入水蒸汽(水蒸汽蒸餾)除去用作溶劑的二甲苯，這時2，5-二苯基氨基-對苯二甲酸二甲酯作為固體物質沉澱出來，藉助於吸濾器在80℃進行過濾，用滾熱開水洗滌，將水蒸汽加壓使共通過吸濾器中的二甲酯粗製品約15分鐘，緊接著用約500-700份的甲醇在50℃時洗滌此產品，烘乾後得到173.1份2，5-二苯基氨基-對苯二甲酸二甲酯(相當於按所使用的2，5-二羥基環己二烯二羧酸-(1，4)-二甲酯計算的產率為92.0%)，其熔點為160-163℃。
用蒸餾法分離洗滌時所使用的甲醇，得到有14.1份固體物質的焦油狀殘留物，可通過燃燒來消除此殘留物。
在將二甲苯進行水蒸汽蒸餾時和過濾粗二甲酯時產生的全部廢水含有約50份有機含碳物質並表明CSB一排除量在98%以上。
2，5-二苯基氨基-對苯二甲酸的製備不用烘乾，直接使用剛用甲醇洗過的2，5-二苯基氨基-對苯二甲酸二甲酯，在一個攪拌壓熱釜中於106℃下用由甲醇、水和氫氧化鈉溶液組成的混合物使此2，5-二苯基氨基-對苯二甲酸二甲酯在三小時內皂化成為相應的二鈉鹽。在氮氣保護下將此反應混合物的鹼性溶液進行過濾，緊接著蒸餾出甲醇。用濃鹽酸從這幾乎無甲醇的溶液中沉澱出2，5-二苯基氨基-對苯二甲酸。得到154.7份2，5-二苯基氨基-對苯二甲酸(相當於按2，5-二羥基環己二烯二羧酸-(1，4)-二甲酯計算的產率為88.8%)，其熔點為319℃(分解)。
反相高效液相色譜的層析譜在位於2，5-二苯基氨基-對苯二甲酸以下的保留範圍內顯示出具有保留時間為5.0分鐘，相當於強度為0.196面積%的組分的峰值。
實施例2如實施例1中所述的那樣進行操作，但不加入醋酸鎂四水合物而加入0.337份醋酸鈣(94%的)。得到172.4份2，5-二苯基氨基-對苯二甲酸二甲酯(相當於按所使用的2，5-二羥基環己二烯二羧酸-(1，4)-二甲酯計算的產率為91.6%)，其熔點為159至162℃。
在蒸餾分離洗滌二甲酯時產生的甲醇以後，沉澱出有15.9份固體物質的焦油狀殘留物。
皂化和酸化後得到153.0份2，5-二苯基氨基-對苯二甲酸(相當於按2，5-二羥基環己二烯二羧酸-(1，4)-二甲酯計算的產率為87.9%)，其熔點為318℃(分解)。
反相高效液相色譜的層析譜在位於2，5-二苯基氨基-對苯二甲酸下面的保留範圍內顯示出相當於強度為0.135面積%的組份的峰值。
實施例3如實施例1中所述的那樣進行操作，但不加入醋酸鎂四水合物而加入0.595份醋酸鉀(99%的)。得到173.1份2，5-二苯基氨基-對苯二甲酸二甲酯(相當於按所使用的2，5-二羥基環己二烯二羧酸-(1，4)-二甲酯計算的產率為92.0%)，其熔點為158至162℃。
在蒸餾分離洗滌二甲酯時產生的甲醇以後，沉澱出有16.5份固體物質的焦油狀殘留物。
皂化和酸化後，得到156.6份2，5-二苯基氨基-對苯二甲酸(相當於按2，5-二氫環己二烯二羧酸-(1，4)-二甲酸計算的產率為89.9%)，其熔點為316℃(分解)。
反相高效液相色譜的層析譜在位於2，5-二苯基氨基-對苯二甲酸下面的保留範圍內顯示出具有保留時間為5.0分鐘，相當於強度為0.176面積%的組份的峰值。
實施例4如實施例1中所述的那樣進行操作，但不加入醋酸鎂而加入5.0份醋酸鈉(99%的)(＝12摩爾%)。得到173.2份2，5-二苯基氨基-對苯二甲酸二甲酯(相當於按所使用的2，5-二羥基環己二烯二羧酸-(1，4)-二甲酯計算的產率為90.2%)，其熔點為158-162℃。
在蒸餾分離洗滌二甲酯時產生的甲醇以後，沉澱出有16.8份固體物的焦油狀殘留物。
皂化和酸化後得到156.0份2，5-二苯基氨基-對苯二甲酸(相當於按2，5-二羥基環己二烯二羧酸-(1，4)-二甲酯計算的產率為89.6%)，其熔點為318℃(分解)。
反相高效液相色譜的層析譜在位於2，5-二苯基氨基-對苯二甲酸下面的保留範圍內顯示出相當於強度為0.122面積%的組份的峰值。
對比實施例1如實施例1所述的那樣進行操作，但不加入醋酸鎂四水合物，得到176.0份2，5-二苯基氨基-對苯二甲酸二甲酯(相當於按所使用的2，5-二羥基環己二烯二羧酸-(1，4)-二甲酯計算的產率為93.5%)，其熔點約為159至161℃。氧化階段在玻璃儀器的壁上的攪拌器上產生深棕色的固體物質薄層。
在蒸餾分離洗滌粗二甲酯時產生的甲醇之後，沉溶出有11.8份固體物質的焦油狀殘留物。
皂化和酸化後得到158.0份2，5-二苯基氨基-對苯二甲酸(相當於按2，5-二羥基環己二烯二羧酸-(1，4)-二甲酯計算的產率為90.7%)，其熔點為316℃(分解)。
反相高效液相色譜的層析譜顯示出具有保留時間為5分鐘，相當於強度為0.527面積%的組份的峰值。
權利要求
1.如下通式所示的2，5-二苯基氨基-對苯二甲酸及其二烴基酯的製備方法
式中R代表氫原子或甲基或乙基，其中使琥珀酸二烴基酯在二甲苯中和烴氧基鈉反應；用酸和苯胺處理生成的2，5-二羥基環己二烯二羧酸-(1，4)-二烴基酯；藉助於氧使產生的2，5-二苯基氨基-二氫-(3，6)-對苯二甲酸二烴基酯脫氫；需要時用氫氧化鈉的甲醇溶液皂化產生的2，5-二苯基氨基-對苯二甲酸二烴基酯並從產生的2，5-二苯基氨基-對苯二甲酸二鈉鹽中釋放出2，5-二苯基氨基-對苯二甲酸，該方法的特徵在於在鹼金屬離子和/或鹼土金屬離子的存在下使2，5-二苯基氨基-二氫-(3，6)-對苯二甲酸二烴基酯和純氧反應。
2.按權利要求1所述的方法，其特徵在於使用按2，5-二苯基氨基-二氫-(3，6)-對苯二甲酸二烴基酯計算的0.2至12.0摩爾%，尤其是0.8至6.0摩爾%鹼金屬離子或鹼土金屬離子。
3.按權利要求1或2所述的方法，其特徵在於使用Na+或K+作鹼金屬離子和Mg2+、Ca2+或Sr2+作鹼土金屬離子。
4.按權利要求1至3之一項或多項所述的方法，其特徵在於使用鹼金屬氧化物或鹼土金屬氧化物，鹼金屬鹽或鹼土金屬鹽，尤其是它們的碳酸鹽或羧酸鹽。
5.按權利要求1至4之一項或多項所述的方法，其特徵在於使用脂族羧酸的鹼金屬鹽或鹼土金屬鹽，尤其是有2至8個碳原子的脂族一元羧酸的鹼金屬鹽或鹼土金屬鹽。
6.按權利要求1至5之一項或多項所述的方法，其特徵在於使用醋酸鹼金屬鹽或醋酸鹼土金屬鹽。
7.按權利要求1至6之一項或多項所述的方法，其特徵在於使氧化反應在封閉的系統中進行。
8.按權利要求1至7之一項或多項所述的方法，其特徵在於使氧化反應在95至110℃下，尤其是在98至103℃下進行。
9.按權利要求1至8這一項或多項所述的方法，其特徵在於使氧化反應在0.1至1.0MPa的壓力下，尤其是在0.1至0.5MPa的壓力下進行。
10.按權利要求1至9之一項或多項所述的方法，其特徵在於使用二甲苯作溶劑。
11.按權利要求1至10之一項或多項所述的方法，其特徵在於氧化反應結束後通過水蒸氣蒸餾除去溶劑，尤其是二甲苯，濾出產生的2，5-二苯基氨基-對苯二甲酸二烴基酯，用脂族醇，特別是用甲醇，乙醇，丙醇，優選的是用甲醇洗滌並烘乾。
12.把按權利要求1至11之一項或多項製成的2，5-二苯基氨基-對苯二甲酸及其二烴基酯用於製備喹吖啶酮。
全文摘要
本發明涉及以下通式所示的2，5-二苯基氨基-對苯二甲酸及其二烴基酯的製備方法。其中使琥珀酸二烴基酯在二甲苯中和烴氧基鈉反應；用酸和苯胺處理生成的2，5-二羥基環己二烯二羧酸-(1，4)-二烴基酯；藉助於氧使產生的2，5-二苯基氨基-二氫-(3，6)-對二苯甲酸二烴基酯脫氫；需要時皂化產生的2，5-二苯基氨基-對苯二甲酸二烴基酯並從產生的二鈉鹽中釋放出2，5-二苯基氨基-對苯二甲酸。在鹼金屬離子和/或鹼土金屬離子存在下使2，5-二苯氨基-二氫-(3，6)-對苯二甲酸二烴基酯和純氧反應。由此明顯減少不受歡迎的雜質。
文檔編號C07C227/08GK1080283SQ93105669
公開日1994年1月5日 申請日期1993年5月11日 優先權日1992年5月12日
發明者O·阿恩特 申請人:赫徹斯特股份公司