一鍋法制備3-羥基鄰苯二甲酸酐的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于有機(jī)化學(xué)合成領(lǐng)域，具體涉及一種一鍋法制備3-羥基鄰苯二甲酸酐 的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 3-羥基鄰苯二甲酸酐可用作環(huán)氧樹脂、聚酯、聚酰亞胺等耐熱樹脂原料或者用作 醫(yī)藥、農(nóng)藥等生理活性物質(zhì)原料。目前，國內(nèi)外文獻(xiàn)、專利公開報道的3-羥基鄰苯二甲酸酐 合成方法不多，主要有以下三個方法。
[0003] 方法一 ：2_羥基丁酸酮與乙酸酐在濃硫酸中，生成2-氧代-2, 5-二氫呋喃，2-氧 代-2, 5-二氫呋喃在三乙胺中，與三甲基乙酰氯反應(yīng)生成2-三甲基乙酰氧基呋喃，然后 將2-三甲基乙酰氧基呋喃與馬來酸酐的加成物用濃硫酸處理，得到3-羥基鄰苯二甲酸酐 [JournalofMedicinalChemistry, 2005, 48, 2822]。該方法工藝路線較長，反應(yīng)原料特殊 不易得，不適合工業(yè)化生產(chǎn)。
[0004]
[0005] 方法二：3_鹵代鄰苯二甲酸酐在相轉(zhuǎn)移催化劑存在下，與堿金屬碳酸氫鹽反應(yīng)， 生成3-羥基鄰苯二甲酸酐[JP200580051534]。該方法雖然步驟簡單，但是起始原料不易獲 得，且涉及的鱗鹽、锍鹽等相轉(zhuǎn)移催化劑制備困難、價格昂貴，僅用于實驗室使用，工業(yè)化生 產(chǎn)較難實現(xiàn)。
[0006]
[0007] 方法三：3_硝基鄰苯二甲酸酐氫化還原為3-氨基鄰苯二甲酸酐，再將3-氨基 鄰苯二甲酸酐重氮化得到3-羥基鄰苯二甲酸酐[JournaloftheAmericanChemical Society，1955, 77，5092]。盡管該方法步驟少，但是同樣存在起始原料特殊、不易獲得的問 題。同時，兩步反應(yīng)產(chǎn)率均較低，工業(yè)化生產(chǎn)成本較高。
[0008]


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 針對現(xiàn)有技術(shù)制備3-羥基鄰苯二甲酸酐的方法工藝步驟復(fù)雜繁多、生產(chǎn)率低下、 原材料不易獲得等問題，本發(fā)明提出了一種利用3-鹵代鄰苯二甲酸及其酸的酯類衍生物 作為原料，高效制備3-羥基鄰苯二甲酸酐的方法。由于本方法工藝步驟簡單，反應(yīng)僅需要 在一個容器或設(shè)備中進(jìn)行，所以本方法簡稱一鍋法。
[0010] 為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：
[0011] -鍋法制備3-羥基鄰苯二甲酸酐的方法，其特征在于，包括如下步驟：
[0012]
[0013] 其中，式I化合物中的X為F、Cl、Br或I，R1、R2獨立地代表氫或CC6烷基，
[0014] 將式I化合物溶于有機(jī)溶劑中，在銅鹽催化劑存在的堿性條件下，在80~130°C， 反應(yīng)1~8小時，然后加入縮合劑，在100~130°C，反應(yīng)2~8小時，用純化試劑提純后，干 燥、過濾，得式II化合物。上述合成方法的反應(yīng)中，所用的有機(jī)溶劑為四氫呋喃、乙二醇二 甲醚、二甲基亞砜、甲苯、N，N-二甲基甲酰胺、乙腈、乙醇、環(huán)己烷或正己烷中的一種，或者兩 種或兩種以上混合物；所用的有機(jī)溶劑優(yōu)選為N，N-二甲基甲酰胺、四氫呋喃、二甲基亞砜 或環(huán)己烷中的一種，或者兩種或兩種以上混合物；所用的有機(jī)溶劑進(jìn)一步優(yōu)選為N，N-二甲 基甲酰胺、四氫呋喃、二甲基亞砜或環(huán)己烷。
[0015] 上述合成方法的反應(yīng)中，所用的銅鹽催化劑為氧化亞銅、碘化亞銅、溴化亞銅、氯 化亞銅、三氟甲基磺酸亞銅、氧化銅、溴化銅、氯化銅、三氟甲基磺酸銅或醋酸銅中的一種， 或者兩種或兩種以上混合物；所用的銅鹽催化劑優(yōu)選為碘化亞銅、溴化亞銅、氧化亞銅或三 氟甲基磺酸銅中的一種，或者兩種或兩種以上混合物；所用的銅鹽催化劑進(jìn)一步優(yōu)選為碘 化亞銅、溴化亞銅、氧化亞銅或三氟甲基磺酸銅。
[0016] 上述合成方法的反應(yīng)中，堿性條件由一種、或者兩種或兩種以上的有機(jī)堿或無機(jī) 堿形成，所用的有機(jī)堿選自甲醇鈉、乙醇鉀、乙醇鈉、叔丁醇鉀或叔丁醇鈉，所述的無機(jī)堿選 自氫氧化鈉或氫氧化鉀；堿性條件優(yōu)選為由一種、或者兩種或兩種以上的有機(jī)堿或無機(jī)堿 形成，所述的有機(jī)堿選自乙醇鈉、叔丁醇鉀或叔丁醇鈉，所述的無機(jī)堿選自氫氧化鈉或氫氧 化鉀；堿性條件進(jìn)一步優(yōu)選為由有機(jī)堿或無機(jī)堿形成，所述的有機(jī)堿選自乙醇鈉、叔丁醇鉀 或叔丁醇鈉，所述的無機(jī)堿選自氫氧化鈉或氫氧化鉀。
[0017] 上述合成方法的反應(yīng)中，所用的縮合劑為二環(huán)己基碳二亞胺、1-(3-二甲氨基丙 基）-3_乙基碳二亞胺、五氧化二磷或多聚磷酸中的一種，或者兩種或兩種以上混合物；所 用的縮合劑進(jìn)一步優(yōu)選為二環(huán)己基碳二亞胺、1-(3-二甲氨基丙基）-3_乙基碳二亞胺、五 氧化二磷或多聚磷酸。
[0018] 上述合成方法的反應(yīng)中，所用的純化試劑為甲基叔丁基醚、乙酸乙酯、乙醚、異丙 醚或丙酮中的一種，或者兩種或兩種以上混合物；所用的純化試劑優(yōu)選為甲基叔丁基醚、乙 酸乙酯或丙酮中的一種，或者兩種或兩種以上混合物；所用的純化試劑進(jìn)一步優(yōu)選為甲基 叔丁基醚、乙酸乙酯或丙酮。
[0019] 上述合成方法的反應(yīng)中，所述的式I化合物與有機(jī)溶劑的重量體積比（g/mL)為 1:3~1:6,所述的式I化合物與有機(jī)堿或無機(jī)堿的摩爾比為1:2~1:8,所述的銅鹽催化劑 加入的摩爾量為式I化合物的0. 5~5. 0%，所述的式I化合物與縮合劑的摩爾比為1:1~ 1:6〇
[0020] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點和效果：
[0021] (1)本發(fā)明采用的原料廉價易得，且所用催化劑和溶劑均可回收；
[0022] (2)反應(yīng)過程條件溫和、收率較高，且無需復(fù)雜的后處理就可以使HPLC純度 ^ 95% ；
[0023] (3)反應(yīng)僅需要在一個容器或設(shè)備中進(jìn)行，設(shè)備要求不高，易于實現(xiàn)規(guī)?；苽?。
【具體實施方式】
[0024] 下面結(jié)合具體實施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。這些實施例僅用于說明本發(fā)明，而不是 限制本發(fā)明的范圍。在本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員對本發(fā)明所做的簡單替換或改進(jìn)，均屬于本發(fā) 明所保護(hù)的技術(shù)方案之內(nèi)。
[0025] 實施例1
[0026] 在三口瓶中加入3-氟鄰苯二甲酸（184.0g，L0mol)和N，N-二甲基甲酰胺 (600mL)，開始攪拌；在反應(yīng)中繼續(xù)加入氫氧化鉀（112. 2g，2.Omol)和碘化亞銅（5. 7g， 0. 03mol)，升溫至100°C保溫反應(yīng)6小時；TLC監(jiān)測（甲醇：二氯甲烷=1:1，V/V)至反應(yīng) 完全時，降至室溫，過濾；濾液用6.Omol/L的鹽酸調(diào)節(jié)pH值為1. 0~2. 0之間，將濾液轉(zhuǎn) 移至三口瓶中，攪拌的情況下，加入二環(huán)己基碳二亞胺（722. 2g，3. 5mol)，加熱到100°C保 溫反應(yīng)2小時；TLC監(jiān)測（甲醇：二氯甲烷=1:1，V/V)至反應(yīng)完全時，降至室溫；用丙酮 (600mLX3)萃取，合并有機(jī)相，用無水硫酸鎂干燥，過濾，得到3-羥基鄰苯二甲酸酐類白色 固體 162. 3g，轉(zhuǎn)化率為88. 2%，HPLC純度為 95. 5%。（m.ρ· 199 ~200°C)
[0027] NMR(400MHz,DMS0-D6)δ： 11. 74 (s, 1H), 7. 79 (t, 1H,J= 6. 0), 7. 46 (d, 1H,J= 5.8), 7. 35 (d, 1H,J= 5. 9).
[0028] 實施例2
[0029]在三口瓶中加入3-氟鄰苯二甲酸（184.0g，1.0mol)和環(huán)己烷（llOOmL)，開始攪 拌；在反應(yīng)中繼續(xù)加入叔丁醇鉀（336.6g，3.0mol)和三氟甲基磺酸銅（18.1g，0.05mol)， 升溫至110°C保溫反應(yīng)4小時；TLC監(jiān)測（甲醇：二氯甲烷=1:1，V/V)至反應(yīng)完全時，降 至室溫，過濾；濾液用6.Omol/L的鹽酸調(diào)節(jié)pH值為1.0~2.0之間，將濾液轉(zhuǎn)移至三口瓶 中，攪拌的情況下，加入二環(huán)己基碳二亞胺（206. 3g，1.Omol)，加熱到120°C保溫反應(yīng)3. 5 小時；TLC監(jiān)測（甲醇：二氯甲烷=1:1，V/V)至反應(yīng)完全時，降至室溫；用甲基叔丁基醚 (1100mLX3)萃取，合并有機(jī)相，用無水硫酸鎂干燥，過濾，得到3-羥基鄰苯二甲酸酐類白 色固體 154. 4g，轉(zhuǎn)化率為 83. 9%，HPLC純度為 96. 1%。（m.p· 199 ~201°C)
[0030] NMR(400MHz,DMS0-D6)δ： 11. 73 (s, 1H), 7. 79 (t, 1H,J= 5. 9), 7. 45 (d, 1H,J= 5.8), 7. 36 (d, 1H,J= 5. 9).
[0031] 實施例3
[0032] 在三口瓶中加入3-氟鄰苯二甲酸乙酯（240. 0g，1.Omol)和二甲基亞砜（lOOOmL)， 開始攪拌；在反應(yīng)中繼續(xù)加入叔丁醇鉀（336.6g，3.0mol)和碘化亞銅（2.0g，0.01mol)， 升溫至120°C保溫反應(yīng)4小時；TLC監(jiān)測（甲醇：二氯甲烷=1:1，V/V)至反應(yīng)完全時，降 至室溫，過濾；濾液用6.0mol/L的鹽酸調(diào)節(jié)pH值為1.0~2.0之間，將濾液轉(zhuǎn)移至三口 瓶中，攪拌的情況下，加入二環(huán)己基碳二亞胺（412. 7g，2.Omol)，加熱到130 °C保溫反應(yīng) 2. 5小時；TLC監(jiān)測（甲醇：二氯甲烷=1:1，V/V)至反應(yīng)完全時，降至室溫；用乙酸乙酯 (1000mLX3)萃取，合并有機(jī)相，用無水硫酸鎂干燥，過濾，得到3-羥基鄰苯二甲酸酐類白 色固體 210. 2g，轉(zhuǎn)化率為 87.6%，HPLC純度為 95. 2%。（m.ρ· 200 ~202°C)
[0033] NMR(400MHz,DMS0-D6)δ： 11. 75 (s, 1H), 7. 80 (t, 1H,J=6. 0), 7. 46 (d, 1H,J= 5. 9), 7. 36 (d, 1H,J=6. 0).
[0034] 實施例4
[0035] 在三口瓶中加入3-氯鄰苯二甲酸（200.0g，1.0mol)和N，N-二甲基甲酰胺 (1000mL)，開始攪拌；在反應(yīng)中繼續(xù)加入氫氧化鉀