一种1,3-金刚烷二乙醇的制备方法与流程

文档序号:11123850阅读:866来源:国知局

本发明属于化工领域,涉及一种金刚烷酸衍生物,具体来说是一种1,3-金刚烷二乙醇的制备方法。



背景技术:

1,3-金刚烷二乙醇是一种金刚烷酸衍生物,用于合成含金刚烷二醇的不饱和酯,可做耐热性交联聚合物。1,3-金刚烷二乙醇可以用于合成金刚烷衍生物,用于牙科,医疗和不干胶材料。也可以用于合成冠醚类化合物、大环化合物,做粘合剂、牙科材料设备、萃取剂、玻璃替代品。应用领域为驱虫剂、帕金森病、外科等。

现有技术中合成1,3-金刚烷二乙醇的工艺复杂、得率低,容易对环境造成污染,不适于工业化生产。



技术实现要素:

针对现有技术中的上述技术问题,本发明提供了一种1,3-金刚烷二乙醇的制备方法,所述的这种1,3-金刚烷二乙醇的制备方法要解决现有技术中的制备1,3-金刚烷二乙醇的工艺复杂、得率低、容易对环境造成污染,不适于工业化生产的技术问题。

本发明提供了一种1,3-金刚烷二乙醇的制备方法,包括如下步骤:

1)一个制备1,3-金刚烷二乙酸的步骤,在一个反应容器中加入1,3-金刚烷二醇,然后再加入偏氯乙烯,所述的1,3-金刚烷二醇和偏氯乙烯的重量比为1:3.5~4.5,上述的反应均在冰水浴中进行,反应体系的温度为0~10℃,再加入质量百分比浓度为90~95%的浓硫酸,直至通过GC检查无原料后停止加入浓硫酸,然后将上述反应物料加入到冰水中,搅拌,抽滤,滤液采用第一有机溶剂萃取,舍弃水相,将固体与有机相合并,用碱液调pH为9.8~10.2,搅拌后,静止分层,水相再用第一有机溶剂萃取一次,合并有机相,再用水反萃有机相, 合并水相,舍弃有机相,水相用质量百分比浓度为30~50%的浓盐酸调pH为1.8~2.2,固体析出后,搅拌,过滤,60~85℃烘干得到1,3-金刚烷二乙酸;

2)一个制备1,3-金刚烷二乙醇的步骤,在另外一个反应容器中,在N2保护下加入四氢呋喃,NaBH4,然后分2~5批加入ZnCl2,所述的四氢呋喃、NaBH4和ZnCl2的物料比为2500~3000ml:200~250g:250~300g;室温搅拌1~3小时,然后分2~5批加入1,3-金刚烷二乙酸,所述的1,3-金刚烷二乙酸和ZnCl2的物料比为250~300g:250~300g,搅拌,缓慢升温到内温68~70℃,回流1~3小时,然后蒸馏,蒸出35~45%的四氢呋喃,加入蒸出的四氢呋喃的体积1.4~2倍的甲苯继续回流,再蒸出20~35%的混合馏分,内温上升到90~95℃,回流,补加蒸出的混合馏分的体积1~2倍的甲苯,回流保持8~10小时,气相检测原料反应完全后降至室温,缓慢加入1~5mol/L的盐酸,所述的盐酸的物料比为上述反应容器中的物料体积的25~50%,搅拌后,过滤不容物,加入有第二机溶剂萃取,饱和Na2CO3洗涤,浓缩,结晶得到1,3-金刚烷二乙醇。

进一步的,所述的碱液为质量百分比浓度为10~20%的NaOH溶液。

进一步的,步骤1)中,反应物料和冰水的质量比为1:1.5~3。

进一步的,步骤1)中的第一有机溶剂为甲基叔丁基醚、或者乙二醇二甲醚、或者二乙二醇二甲醚。

进一步的,步骤2)中的第二有机溶剂为甲基叔丁基醚、或者乙二醇二甲醚、或者二乙二醇二甲醚。

本发明的制备方法的反应方程式如下:

本发明的原理是:本发明通过1,3-金刚烷二醇和偏氯乙烯在冰水浴的条件下,通过浓硫酸氧化得到1,3-金刚烷二乙酸;然后在NaBH4和ZnCl2存在的条件下,还原得到1,3-金刚烷二乙醇。

本发明和已有技术相比,其技术进步是显著的。本发明的工艺流程简单,原料容易获得,而且价格便宜,同时,产率高,获得的产品纯度高,适用于工业化生产。

具体实施方式

下述反应采用的物质的性质如下表:

实施例1

物料配比如下:

操作步骤:

于5000ml反应瓶中加入500g 1,3-金刚烷二醇,冷却到10℃以下,加入2017g偏氯乙烯,冰浴冷却到5℃,缓慢滴入预先配置的质量百分比浓度为93%的浓硫酸,滴加过程控制在0~10℃。滴加完毕后继续控温10℃以下持续6~8小时,GC检查无原料(中控一),产物含量90%左右(中控二)。然后加入到6000g冰水中,搅拌30分钟,抽滤,滤液用1000g甲基叔丁基醚萃取,舍弃水相,将固体与甲基叔丁基醚相合并,用15%NaOH溶液调pH≈10,搅拌30分钟,静止分层,水相再用500ML甲基叔丁基醚萃取一次,合并有机相,再用500ML水反萃甲基叔丁基醚相,合并水相,舍弃有机相。水相用浓盐酸调pH≈2,有大量固体析出,搅拌30分钟。过滤,80℃烘干得到约360g固体,收率:48%,GC:90%。

反应方程式:

实验结果:

关键控制点:

1)此反应有大量氯化氢产生,体积会膨胀一倍左右,且要有尾气吸收。

2)中控检测:取少量,加冰水淬灭,甲基叔丁基醚萃取,GC检测,首先确定原料1,3-二羟基金刚烷反应完毕,再者确定产品含量90%左右,中间体可能有1-羟基-3-乙酸出现。

反应中控:

核磁:1H NMR(400MHz,DMSO-d6):δ1.43-1.54(12H,m),1.97-1.98(6H,t), 11.88(2H,bs,OH)

实施例2

物料配比:

3、操作步骤:

于5000ml反应瓶中,N2保护下加入2500mlTHF,216gNaBH4,然后分批加入272g ZnCl2,室温搅拌2小时。然后分批加入260g(GC:90%)1,3-金刚烷二乙酸(加入1,3-金刚烷二乙酸时有大量气体产生),搅拌30分钟,缓慢升温到内温68~70℃,回流2小时,改装置为蒸馏,蒸出约1000ML四氢呋喃,加入1.5L甲苯继续回流,蒸出约1L混合馏分,内温上升到93℃,回流,补加1.5L甲苯,回流保持8~10小时,气相检测原料反应完全(中控一),且产物含量在95%左右(中控二)。降至室温,缓慢加入1500ml 3M稀盐酸中,搅拌30分钟,过滤不容物,加入500mlX4甲基叔丁基醚萃取,饱和Na2CO3洗涤,浓缩,结晶得到135g产品,GC:97.3%,收率:65%。

反应方程式:

实验结果:

关键控制点:

1.此反应有大量氯化氢产生,体积会膨胀一倍左右,且要有尾气吸收。

2.中控检测:取少量,加冰水淬灭,MTBE萃取,GC检测,首先确定原料1,3-二羟基金刚烷反应完毕,再者确定产品含量90%左右,中间体可能有1-羟基-3-乙酸出现。

反应中控:

核磁:1H NMR(400MHz,CDCl3):δ1.25(2H,bs),1.35–1.48(12H,m),1.56(2H,bs),2.98(2H,m),3.67(4H,t,J=7.6Hz)。

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