一锅法制备3-羟基邻苯二甲酸酐的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于有机化学合成领域，具体涉及一种一锅法制备3-羟基邻苯二甲酸酐 的方法。
【背景技术】
[0002] 3-羟基邻苯二甲酸酐可用作环氧树脂、聚酯、聚酰亚胺等耐热树脂原料或者用作 医药、农药等生理活性物质原料。目前，国内外文献、专利公开报道的3-羟基邻苯二甲酸酐 合成方法不多，主要有以下三个方法。
[0003] 方法一 ：2_羟基丁酸酮与乙酸酐在浓硫酸中，生成2-氧代-2, 5-二氢呋喃，2-氧 代-2, 5-二氢呋喃在三乙胺中，与三甲基乙酰氯反应生成2-三甲基乙酰氧基呋喃，然后 将2-三甲基乙酰氧基呋喃与马来酸酐的加成物用浓硫酸处理，得到3-羟基邻苯二甲酸酐 [JournalofMedicinalChemistry, 2005, 48, 2822]。该方法工艺路线较长，反应原料特殊 不易得，不适合工业化生产。
[0004]
[0005] 方法二：3_卤代邻苯二甲酸酐在相转移催化剂存在下，与碱金属碳酸氢盐反应， 生成3-羟基邻苯二甲酸酐[JP200580051534]。该方法虽然步骤简单，但是起始原料不易获 得，且涉及的鱗盐、锍盐等相转移催化剂制备困难、价格昂贵，仅用于实验室使用，工业化生 产较难实现。
[0006]
[0007] 方法三：3_硝基邻苯二甲酸酐氢化还原为3-氨基邻苯二甲酸酐，再将3-氨基 邻苯二甲酸酐重氮化得到3-羟基邻苯二甲酸酐[JournaloftheAmericanChemical Society，1955, 77，5092]。尽管该方法步骤少，但是同样存在起始原料特殊、不易获得的问 题。同时，两步反应产率均较低，工业化生产成本较高。
[0008]
【发明内容】
[0009] 针对现有技术制备3-羟基邻苯二甲酸酐的方法工艺步骤复杂繁多、生产率低下、 原材料不易获得等问题，本发明提出了一种利用3-卤代邻苯二甲酸及其酸的酯类衍生物 作为原料，高效制备3-羟基邻苯二甲酸酐的方法。由于本方法工艺步骤简单，反应仅需要 在一个容器或设备中进行，所以本方法简称一锅法。
[0010] 为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：
[0011] -锅法制备3-羟基邻苯二甲酸酐的方法，其特征在于，包括如下步骤：
[0012]
[0013] 其中，式I化合物中的X为F、Cl、Br或I，R1、R2独立地代表氢或CC6烷基，
[0014] 将式I化合物溶于有机溶剂中，在铜盐催化剂存在的碱性条件下，在80~130°C， 反应1~8小时，然后加入缩合剂，在100~130°C，反应2~8小时，用纯化试剂提纯后，干 燥、过滤，得式II化合物。上述合成方法的反应中，所用的有机溶剂为四氢呋喃、乙二醇二 甲醚、二甲基亚砜、甲苯、N，N-二甲基甲酰胺、乙腈、乙醇、环己烷或正己烷中的一种，或者两 种或两种以上混合物；所用的有机溶剂优选为N，N-二甲基甲酰胺、四氢呋喃、二甲基亚砜 或环己烷中的一种，或者两种或两种以上混合物；所用的有机溶剂进一步优选为N，N-二甲 基甲酰胺、四氢呋喃、二甲基亚砜或环己烷。
[0015] 上述合成方法的反应中，所用的铜盐催化剂为氧化亚铜、碘化亚铜、溴化亚铜、氯 化亚铜、三氟甲基磺酸亚铜、氧化铜、溴化铜、氯化铜、三氟甲基磺酸铜或醋酸铜中的一种， 或者两种或两种以上混合物；所用的铜盐催化剂优选为碘化亚铜、溴化亚铜、氧化亚铜或三 氟甲基磺酸铜中的一种，或者两种或两种以上混合物；所用的铜盐催化剂进一步优选为碘 化亚铜、溴化亚铜、氧化亚铜或三氟甲基磺酸铜。
[0016] 上述合成方法的反应中，碱性条件由一种、或者两种或两种以上的有机碱或无机 碱形成，所用的有机碱选自甲醇钠、乙醇钾、乙醇钠、叔丁醇钾或叔丁醇钠，所述的无机碱选 自氢氧化钠或氢氧化钾；碱性条件优选为由一种、或者两种或两种以上的有机碱或无机碱 形成，所述的有机碱选自乙醇钠、叔丁醇钾或叔丁醇钠，所述的无机碱选自氢氧化钠或氢氧 化钾；碱性条件进一步优选为由有机碱或无机碱形成，所述的有机碱选自乙醇钠、叔丁醇钾 或叔丁醇钠，所述的无机碱选自氢氧化钠或氢氧化钾。
[0017] 上述合成方法的反应中，所用的缩合剂为二环己基碳二亚胺、1-(3-二甲氨基丙 基）-3_乙基碳二亚胺、五氧化二磷或多聚磷酸中的一种，或者两种或两种以上混合物；所 用的缩合剂进一步优选为二环己基碳二亚胺、1-(3-二甲氨基丙基）-3_乙基碳二亚胺、五 氧化二磷或多聚磷酸。
[0018] 上述合成方法的反应中，所用的纯化试剂为甲基叔丁基醚、乙酸乙酯、乙醚、异丙 醚或丙酮中的一种，或者两种或两种以上混合物；所用的纯化试剂优选为甲基叔丁基醚、乙 酸乙酯或丙酮中的一种，或者两种或两种以上混合物；所用的纯化试剂进一步优选为甲基 叔丁基醚、乙酸乙酯或丙酮。
[0019] 上述合成方法的反应中，所述的式I化合物与有机溶剂的重量体积比（g/mL)为 1:3~1:6,所述的式I化合物与有机碱或无机碱的摩尔比为1:2~1:8,所述的铜盐催化剂 加入的摩尔量为式I化合物的0. 5~5. 0%，所述的式I化合物与缩合剂的摩尔比为1:1~ 1:6〇
[0020] 与现有技术相比，本发明具有如下优点和效果：
[0021] (1)本发明采用的原料廉价易得，且所用催化剂和溶剂均可回收；
[0022] (2)反应过程条件温和、收率较高，且无需复杂的后处理就可以使HPLC纯度 ^ 95% ；
[0023] (3)反应仅需要在一个容器或设备中进行，设备要求不高，易于实现规模化制备。
【具体实施方式】
[0024] 下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明，而不是 限制本发明的范围。在本领域内的技术人员对本发明所做的简单替换或改进，均属于本发 明所保护的技术方案之内。
[0025] 实施例1
[0026] 在三口瓶中加入3-氟邻苯二甲酸（184.0g，L0mol)和N，N-二甲基甲酰胺 (600mL)，开始搅拌；在反应中继续加入氢氧化钾（112. 2g，2.Omol)和碘化亚铜（5. 7g， 0. 03mol)，升温至100°C保温反应6小时；TLC监测（甲醇：二氯甲烷=1:1，V/V)至反应 完全时，降至室温，过滤；滤液用6.Omol/L的盐酸调节pH值为1. 0~2. 0之间，将滤液转 移至三口瓶中，搅拌的情况下，加入二环己基碳二亚胺（722. 2g，3. 5mol)，加热到100°C保 温反应2小时；TLC监测（甲醇：二氯甲烷=1:1，V/V)至反应完全时，降至室温；用丙酮 (600mLX3)萃取，合并有机相，用无水硫酸镁干燥，过滤，得到3-羟基邻苯二甲酸酐类白色 固体 162. 3g，转化率为88. 2%，HPLC纯度为 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] 实施例2
[0029]在三口瓶中加入3-氟邻苯二甲酸（184.0g，1.0mol)和环己烷（llOOmL)，开始搅 拌；在反应中继续加入叔丁醇钾（336.6g，3.0mol)和三氟甲基磺酸铜（18.1g，0.05mol)， 升温至110°C保温反应4小时；TLC监测（甲醇：二氯甲烷=1:1，V/V)至反应完全时，降 至室温，过滤；滤液用6.Omol/L的盐酸调节pH值为1.0~2.0之间，将滤液转移至三口瓶 中，搅拌的情况下，加入二环己基碳二亚胺（206. 3g，1.Omol)，加热到120°C保温反应3. 5 小时；TLC监测（甲醇：二氯甲烷=1:1，V/V)至反应完全时，降至室温；用甲基叔丁基醚 (1100mLX3)萃取，合并有机相，用无水硫酸镁干燥，过滤，得到3-羟基邻苯二甲酸酐类白 色固体 154. 4g，转化率为 83. 9%，HPLC纯度为 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] 实施例3
[0032] 在三口瓶中加入3-氟邻苯二甲酸乙酯（240. 0g，1.Omol)和二甲基亚砜（lOOOmL)， 开始搅拌；在反应中继续加入叔丁醇钾（336.6g，3.0mol)和碘化亚铜（2.0g，0.01mol)， 升温至120°C保温反应4小时；TLC监测（甲醇：二氯甲烷=1:1，V/V)至反应完全时，降 至室温，过滤；滤液用6.0mol/L的盐酸调节pH值为1.0~2.0之间，将滤液转移至三口 瓶中，搅拌的情况下，加入二环己基碳二亚胺（412. 7g，2.Omol)，加热到130 °C保温反应 2. 5小时；TLC监测（甲醇：二氯甲烷=1:1，V/V)至反应完全时，降至室温；用乙酸乙酯 (1000mLX3)萃取，合并有机相，用无水硫酸镁干燥，过滤，得到3-羟基邻苯二甲酸酐类白 色固体 210. 2g，转化率为 87.6%，HPLC纯度为 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] 实施例4
[0035] 在三口瓶中加入3-氯邻苯二甲酸（200.0g，1.0mol)和N，N-二甲基甲酰胺 (1000mL)，开始搅拌；在反应中继续加入氢氧化钾