专利名称：噻吩－2,5－二羧酸的合成方法
技术领域：
本发明涉及一种噻吩-2，5-二羧酸的合成方法，其采用己二酸和氯化亚砜在吡啶催化下反应后，用硫化钠缩合制备噻吩-2，5-二羧酸。
背景技术：
噻吩-2，5-二羧酸是荧光增白剂OB、EBF等重要的中间体，目前已有多种方法可以合成该产品。
美国专利US5688969公开的噻吩-2，5-二羧酸的合成方法为用己二酸在吡啶催化下在室温和3~6倍氯化亚砜先反应，然后加入4~7倍氯化亚砜在85~95℃反应，再减压蒸去过量的氯化亚砜和副产物后在140~160℃反应使缩合反应完全，然后用碱水解，再酸析得出产品噻吩-2，5-二羧酸。由于该方法需在140~160℃保温，在此保温过程中会使中间产物严重碳化，降低最终产品的得率，导致生产成本高，因此难以工业化生产。
其反应式如下 吴志广等在《化学通报》1992年第一期上提出对上述过程的改进工艺，认为在碱水解前蒸出噻吩二酰氯，然后再水解酸析得到产品，有利于产品质量保证，但同样有严重的碳化问题。
日本专利文献JP2048575公开了用四羟基己二酸和氯化亚砜合成噻吩-2，5-二羧酸的合成方法，其用四羟基己二酸和氯化亚砜反应先生成2，2′-二氯粘康酸，然后用硫化钠等碱性溶液(用水或包含乙醇的水为溶剂)在50~120℃水解得产品噻吩-2，5-二羧酸钠，再酸析后得产品噻吩-2，5-二羧酸。但该合成方法采用的原料四羟基己二酸或二氯粘康酸价格高，难以得到。
其反应式如下
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的上述不足而提供一种噻吩-2，5-二羧酸的合成方法，以己二酸和氯化亚砜为原料，在吡啶催化存在下于85~95℃反应生成多氯化己二酸二酰氯，然后用硫化钠和碱直接发生缩合消除反应生成噻吩-2，5-二羧酸钠，然后酸析得到产品噻吩-2，5-二羧酸。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为噻吩-2，5-二羧酸的合成方法，其包括以下步骤A)加1摩尔份己二酸到6.5~8摩尔倍的氯化亚砜中，同时加入催化剂量的吡啶；B)慢慢升温至85~95℃保温10~18h；C)去除过量的氯化亚砜；D)将反应液加热到100~130℃保温1~3h；E)将反应液滴加到60~98℃的含有2~6摩尔倍的碱和1~2摩尔倍的硫化物的水溶液中；F)85~98℃保温2~6h，然后加无机酸调pH析出粗产品。
上述C)中可在减压下去除过量的氯化亚砜。
上述噻吩-2，5-二羧酸粗品可转化成二酰氯后蒸馏纯化后水解、脱色、酸析得精品，含量大于99％。
反应式如下 上述硫化物可为硫化钠、硫化钾，常用为硫化钠。这些硫化物的用量相对于己二酸用量，在碱存在下，最好1~2摩尔倍，过少产物收率太低，过多效果不好，对后处理造成较大问题。
上述碱可以是氢氧化钠、氢氧化钾等碱金属氢氧化物以及碳酸钠、碳酸钾等碱金属碳酸盐，还可以是硫化钠等碱金属硫化物，但较多使用氢氧化钠。用量最好是2~6摩尔倍，过多则产率低，过少体系碱性不够得率低，质量差。
上述氯化反应温度最好为85~95℃，过高，则易多氯化，过少不易氯化完全；在氯化反应完成后可减压蒸除一些副产物和多余的氯化亚砜，以减少碱的用量；硫化钠缩合反应温度最好在90~98℃，过低缩合太慢，过高易发生副反应，使产品含量降低，收率下降。
上述氯化后保温温度在100~130℃比较合适，过低则产率低，过高则易产生积炭、焦化现象。
本实验粗品可用氯化亚砜、三氯氧磷、三氯化磷、五氯化磷等进行酰氯化后蒸馏纯化，纯化后产品含量可达99％以上。
与现有技术相比，本发明的优点在于
1、与现有己二酸和氯化亚砜为原料制备噻吩-2，5-二羧酸的方法相比，能够避免因后续高温缩合导致严重积炭的问题，从而提高收率，降低成本。
2、与四羟基己二酸和氯化亚砜合成噻吩-2，5-二羧酸钠的方法相比，能够避免用价格昂贵的四羟基己二酸等原料，可以节省成本。
具体实施例方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1 在装有电动搅拌、温度计、冷凝管和酸性气体吸收装置的500mL的四口瓶中加入73g(0.50mol)己二酸和5mL吡啶，在常温下滴加387g(3.25mol)氯化亚砜，然后在1h内升温至85~95℃，再保温10h；然后减压到20mmHg蒸去多余的氯化亚砜；再升温至130℃保温1h。
在带温度计、电动搅拌、冷凝管的1000mL三口烧瓶中，加入400mL水，然后加入40g(1.0mol)氢氧化钠和240g(1.0mol)带9个结晶水的硫化钠，然后搅拌下滴加上述反应液，强列放热，控制温度不超过70℃，滴加完后升温至95~98℃保温6h，然后冷却，加30％盐酸调pH至2~3，冷却析出固体产品，过滤，烘干得噻吩-2，5-二羧酸85.0g。用稀碱溶解后加活性炭脱色，然后再酸析得产品62.8g，相对己二酸收率73.0％。用HPLC测定，噻吩-2，5-二羧酸含量为99％以上。
实施例2 氢氧化钠用80g(2.0mol)，含水硫化钠用120g(0.5mol)，其它同实例1，得产品噻吩-2，5-二羧酸61.4g，得率71.4％，含量98.5％。
实例3氯化亚砜用量476g(4.0mol)，其它同实例1，得产品63.5g，相对己二酸收率73.8％，用HPLC测定噻吩-2，5-二羧酸含量为99％以上。
实施例4 减压蒸去多余的氯化亚砜后，升温至100℃保温3h后硫化缩合，其它同实例1。得产品60.5g，得率70.3％，用HPLC测定噻吩-2，5-二羧酸含量为98.6％。
实施例5 将反应液在95~98℃以上滴加到硫化钠和碱混合液中，然后保温2h，其它同实例1。得产品61.3g，用HPLC测定含量为98.4％。
实施例6 滴加氯化亚砜后升温至85~95℃保温18h，其它同实例1。得产品64.7g，相对己二酸收率75.2％。用HPLC测定噻吩-2，5-二羧酸含量为98.8％。
实施例7 反应液滴加到硫化钠和碱的混合液中后，在85℃保温6h，其它同实例1。得产品61.7g，相对己二酸收率71.7％。用HPLC测定噻吩-2，5-二羧酸含量为98.8％。
实施例8 用硫化钠代替氢氧化钠，用量为1mol，其它同实例1。得产品63.5g，相对己二酸收率73.8％。用HPLC测定含量为99.0％。
实施例9 在装有温度计、电动搅拌、冷凝器和酸性气体吸收装置的250mL三口烧瓶中，加入实例2所得产品61.4g(0.36mol)，84g(0.72mol)氯化亚砜，3mL吡啶，然后升温至30~35℃搅拌1h，然后升温至100℃，回收馏出物，然后冷却改成减压蒸馏，收集138~142℃/2000Pa的馏份，得酰氯70.1g，然后用10％氢氧化钠水溶液水解，加活性炭，用盐酸调pH5~6，煮沸，抽滤，滤液加浓硫酸，使白色沉淀完全析出，抽滤，水洗，干燥得白色产品54.7g，收率63.6％，含量大于99％。
对照例 在减压蒸除氯化亚砜后升温至150℃保温4h，其它同实施例1，然后用碱水解，有大量焦化产物，过滤，加活性炭脱水后酸析得产品38.5g，得率44.8g，含量大于98.6％。
权利要求
1.噻吩-2，5-二羧酸的合成方法，其特征在于包括以下步骤A)加1摩尔份已二酸到6.5~8摩尔倍的氯化亚砜中，同时加入催化剂量的吡啶；B)慢慢升温至85~95℃保温10~18h；C)在减压下去除过量的氯化亚砜；D)将反应液加热到100~130℃保温1~3h；E)将反应液滴加到60~98℃的含有2~6摩尔倍的碱和1~2摩尔倍的硫化物的水溶液中；F)85~98℃保温2~6h，然后加无机酸调pH析出粗产品。
2.如权利要求1所述的噻吩-2，5-二羧酸的合成方法，其特征在于E)中所述的硫化物为碱金属硫化物。
3.如权利要求1或2所述的噻吩-2，5-二羧酸的合成方法，其特征在于E)中所述的碱为碱金属碱、碱金属碳酸盐或碱金属硫化物；
4.如权利要求1或2所述的噻吩-2，5-二羧酸的合成方法，其特征在于D)中所述的反应温度120~130℃。
5.如权利要求3所述的噻吩-2，5-二羧酸的合成方法，其特征在于D)中所述的反应温度120~130℃。
6.如权利要求1或2所述的噻吩-2，5-二羧酸的合成方法，其特征在于所述的合成粗产品转化成二酰氯后蒸馏纯化，然后水解、脱色、酸析后提纯。
7.如权利要求3所述的噻吩-2，5-二羧酸的合成方法，其特征在于所述的合成粗产品转化成二酰氯后蒸馏纯化，然后水解、脱色、酸析后提纯。
8.如权利要求4所述的噻吩-2，5-二羧酸的合成方法，其特征在于所述的合成粗产品反应转化成二酰氯后蒸馏纯化，然后水解、脱色、酸析后提纯。
9.如权利要求5所述的噻吩-2，5-二羧酸的合成方法，其特征在于所述的合成粗产品反应转化成二酰氯后蒸馏纯化，然后水解、脱色、酸析后提纯。
全文摘要
本发明涉及一种噻吩－2，5－二羧酸的合成方法，噻吩－2，5－二羧酸的合成方法，其包括以下步骤A)加1摩尔份己二酸到6.5~8摩尔倍的氯化亚砜中，同时加入催化剂量的吡啶；B)慢慢升温至85~95℃保温10~18h；C)去除过量的氯化亚砜；D)将反应液加热到100~130℃保温1~3h；E)将反应液滴加到60~98℃的含有2~6摩尔倍的碱和1~2摩尔倍的硫化物的水溶液中；F)85~98℃保温2~6h，然后加无机酸调pH析出粗产品。本发明的优点在于能够避免因后续高温缩合导致严重积炭的问题，从而提高收率，降低成本。能够避免用价格昂贵的四羟基己二酸等原料，可以节省成本。
文档编号C07D333/38GK1876645SQ20061004996
公开日2006年12月13日 申请日期2006年3月23日 优先权日2006年3月23日
发明者张胜建 申请人:浙江大学宁波理工学院