一种2-甲基对苯二甲酸二甲酯的合成方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种有机化合物的合成方法，具体为一种2-甲基对苯二甲酸二甲酯的合成方法。
【背景技术】
[0002]2-甲基对苯二甲酸二甲酯作为合成乙烯基对苯二甲酸类甲壳型液晶高分子过程中的一种重要化合物，目前大多数采用酸催化合成，产率比较底，只有33%左右，对原材料的损耗比较大。
[0003]由于2-甲基对苯二甲酸二甲酯作为合成乙烯基对苯二甲酸类甲壳型液晶高分子一种必要的中间体，因此提高其产率具有重要的意义，但大多数酸催化酯化反应存在转化率低的问题。在此反应中甲醇既作为反应试剂，又作为溶剂，甲醇的沸点低，找不到合适的带水剂来利用油水分离器除水。因此在已有的研究基础之上，加入吸水性较强的无水硫酸铜粉末，在80°C环境下，无水硫酸铜可结合3个水分子，使得酯化转换率提高。所得产物用红外IR、核磁NMR分析结果表明合成的化合物的正确性，这为下一步大批量合成乙烯基对苯二甲酸类甲壳型液晶高分子的研究打下基础。
【发明内容】
[0004]针对上述中出现的不足，本发明的目的在于提高2-甲基对苯二甲酸二甲酯的酯化转化率，而提出一种2-甲基对苯二甲酸二甲酯的合成方法。
[0005]本发明技术方案是这样来实现的，一种2-甲基对苯二甲酸二甲酯的合成方法，其特征在于:以2-甲基对苯二甲酸为原料，依次包括下述步骤:
1)酯化:在浓硫酸催化下，2-甲基对苯二甲酸和甲醇，在80°C下发生酯化反应，反应时间为8h~12h，2-甲基对苯二甲酸和甲醇物料比为1:10 ；
2)吸水:以无水硫酸铜为吸水剂，在上述混合液中加入无水硫酸铜，2-甲基对苯二甲酸和无水硫酸铜的重量比为20:17~1:1 ；
3)萃取:以二氯甲烷为萃取剂，分出下层有机相；
4)重结晶:将所得2-甲基对苯二甲酸二甲酯粗品在石油醚中重结晶，即可得2-甲基对苯二甲酸二甲酯。
[0006]本发明的有益效果是:加入无水硫酸铜结合酯化反应生成的水，实验操作简单，又能有效的提高2-甲基对苯二甲酸二甲酯的产率。
【附图说明】
[0007]图1为合成2-甲基对苯二甲酸二甲酯的反应过程图。
【具体实施方式】
[0008]为了便于理解，下面结合附图和实施例对本发明作进一步地说明。
[0009]实施例1
2-甲基对苯二甲酸二甲酯的制备
向带有机械动力搅动装置的100ml烧瓶中加入50g 2-甲基对苯二甲酸，500ml甲醇以及45g无水硫酸铜，微加热溶解，用恒压滴液漏斗缓慢加入15ml浓硫酸，然后升温至80°C，回流12h。反应结束后，冷却至室温，用旋转蒸发器旋干甲醇，用适量的水溶解硫酸铜固体，加入适量的二氯甲烷进行多次萃取，分出有机相，加入饱和碳酸氢钠溶液调节PH值至中性，再进行一次萃取，分出有机相，加入适量的无水硫酸钠干燥。用旋转蒸发器旋干二氯甲烷，重结晶，即可得23.8g产物2-甲基对苯二甲酸二甲酯，产率41.2%。
[0010]实施例2
向带有机械动力搅动装置的2000ml烧瓶中加入10g 2-甲基对苯二甲酸，100ml甲醇以及85g无水硫酸铜，微加热溶解，用恒压滴液漏斗缓慢加入30ml浓硫酸，然后升温至80°C，回流12h。反应结束后，冷却至室温，用旋转蒸发器旋干甲醇，用适量的水溶解硫酸铜固体，加入适量的二氯甲烷进行多次萃取，分出有机相，加入饱和碳酸氢钠溶液调节PH值至中性，再进行一次萃取，分出有机相，加入适量的无水硫酸钠干燥。用旋转蒸发器旋干二氯甲烷，重结晶，即可得48g产物2-甲基对苯二甲酸二甲酯，产率42%。
[0011]实施例3
向带有机械动力搅动装置的2000ml烧瓶中加入150g 2-甲基对苯二甲酸，1500ml甲醇以及130g无水硫酸铜，微加热溶解，用恒压滴液漏斗缓慢加入45ml浓硫酸，然后升温至80°C，回流12h。反应结束后，冷却至室温，用旋转蒸发器旋干甲醇，用适量的水溶解硫酸铜固体，加入适量的二氯甲烷进行多次萃取，分出有机相，加入饱和碳酸氢钠溶液调节PH值至中性，再进行一次萃取，分出有机相，加入适量的无水硫酸钠干燥。用旋转蒸发器旋干二氯甲烷，重结晶，即可得72.5g产物2-甲基对苯二甲酸二甲酯，产率41.8%。
[0012]对所制备的2-甲基对苯二甲酸二甲酯进行分析表征。
[0013]产物的红外IR分析结果如下:
IR(KBr, cm O:1722 (C=0, v )，1303-1193 (C_0，v as)，1113-1081 (C_0，v s)，3037-3013 (Ar-H, v )，1571、1500 (C=C，v ) ,2959 (CH3, v ), 1389 (CH3, δ s剪式)。
[0014]产物的核磁谱图分析结果如下:
1H NMR (400 MHz, CDC13，δ，ppm):2.62(s，Ar_CH3，3H)，3.90-3.93 (d，_C00CH3，6H)，7.85-7.94 (m，Ar-H, 3H)。
【主权项】
1.一种2-甲基对苯二甲酸二甲酯的合成方法，其特征在于:以2-甲基对苯二甲酸为原料，依次包括下述步骤: 1)酯化:在浓硫酸催化下，2-甲基对苯二甲酸和甲醇，在80°C下发生酯化反应，反应时间为8h~12h，2-甲基对苯二甲酸和甲醇物料比为1:10 ； 2)吸水:以无水硫酸铜为吸水剂，在上述混合液中加入无水硫酸铜，2-甲基对苯二甲酸和无水硫酸铜的重量比为20:17~1:1 ； 3)萃取:以二氯甲烷为萃取剂，分出下层有机相； 4)重结晶:将所得2-甲基对苯二甲酸二甲酯粗品在石油醚中重结晶，即可得2-甲基对苯二甲酸二甲酯。
【专利摘要】本发明公开了一种2-甲基对苯二甲酸二甲酯的合成方法，把2-甲基对苯二甲酸溶解在过量的甲醇中，在浓硫酸催化下，以无水硫酸铜为吸水剂，加热合成2-甲基对苯二甲酸二甲酯，将所得粗产物经过萃取，用石油醚重结晶，即可得2-甲基对苯二甲酸二甲酯，用红外IR、核磁NMR对2-甲基对苯二甲酸二甲酯进行表征，其结果表明所合成的产物的正确性。本发明有效提高了酯化转化效率，提高了产率，并且实验操作简单。
【IPC分类】C07C69/82, C07C67/08, C07C67/48, C07C67/52
【公开号】CN105152933
【申请号】CN201510602110
【发明人】万里鹰, 韩梅荣, 周夫俊
【申请人】南昌航空大学
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2015年9月21日