一种制备双环戊二烯二甲酸的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种制备双环戊二烯二甲酸的方法，具体为一锅法合成双环戊二烯二 甲酸。
【背景技术】
[0002] 双环戊二烯二甲酸，即Thiele's Acid，是环戊二烯甲酸的二聚体，由J. Thiele在 一个世纪以前首次报道，其结构如下式所示。
[0003]
[0004] 随后，对双环戊二烯二甲酸及其衍生物的合成和应用研究一直没有间断，其曾被 用作合成多环化合物的关键中间体。由于双环戊二烯二甲酸带双环戊二烯基，具有热可逆 二聚特性，近年来被广泛用于开发可逆共价键交联型热塑性弹性体。在放射性药物领域， 由于双环戊二烯二甲酸是一种非常方便的制备环戊二烯衍生物的前体，已被成功用于制备 [(Cp-R)M(C0) 3] (Cp =环戊二稀，M = Mn，99mTc，Re)类型化合物，而这类放射性化合物在影 像诊断和治疗重大疾病方面有极大的应用潜力。
[0005] 已报道的合成双环戊二烯二甲酸的方法分两步，先将双环戊二烯热解得到环戊二 烯单体，再用单体与钠反应，然后与干冰混合，经中和可制得双环戊二烯二甲酸。尽管它的 合成反应并不复杂，但过程稍显繁琐。
【发明内容】
[0006] 为解决上述技术问题，本发明提供了一种制备双环戊二烯二甲酸的方法，包括如 下步骤：（1)使双环戊二烯和碱金属在150°c~200°C下反应，制得环戊二烯金属盐；(2)将 得自步骤（1)的环戊二烯金属盐与二氧化碳反应，制得双环戊二烯二甲酸盐；及（3)将得自 步骤（2)的双环戊二烯二甲酸盐用酸处理，制得所述双环戊二烯二甲酸。
[0007] 根据本发明的一实施方式，其中所述步骤（1)中，双环戊二烯和碱金属在160°C~ 170°C下反应，制得环戊二烯金属盐。
[0008] 根据本发明的另一实施方式，其中所述碱金属为钠。
[0009] 根据本发明的另一实施方式，其中所述步骤（2)包括，待所述步骤（1)的反应体系 温度冷却至20°C~25°C后，向其中加入二氧化碳，制得所述双环戊二烯二甲酸盐。
[0010] 根据本发明的另一实施方式，其中所述步骤（1)的反应在惰性气体环境下进行， 所述惰性气体选自氩气或氮气。
[0011] 根据本发明的另一实施方式，其中所述步骤（3)的酸选自硫酸或盐酸。
[0012] 根据本发明的另一实施方式，其中所述步骤（2)的二氧化碳为二氧化碳气体或干 冰。
[0013] 根据本发明的另一实施方式，其中所述方法包括，
[0014] (1)在氩气保护下，将钠加入环戊二烯二聚体中，并加热至160°C~170°C反应，直 至无氢气产生；
[0015] (2)待所述步骤⑴的反应体系冷却至20°C~25°C，向其中加入干冰，静置18~ 24小时后，制得双环戊二烯二甲酸钠；
[0016] (3)向所述步骤⑵的反应体系中加入有机溶剂和水，待有机相和水相分层，分 液，用硫酸或盐酸酸化分液所得水相，收集产生的沉淀，得到所述双环戊二烯二甲酸。
[0017] 根据本发明的另一实施方式，其中所述有机溶剂选自乙酸乙酯、乙醚或二氯甲烷。
[0018] 本发明的双环戊二烯二甲酸的制备方法，在一个反应容器中完成了所有的步骤， 简化了后处理过程，有效地提高了工作效率。
【附图说明】
[0019] 图1为本发明实施例1的双环戊二烯二甲酸的1H-NMR谱图；
[0020] 图2为本发明实施例1的双环戊二烯二甲酸的MS谱图。
【具体实施方式】
[0021] 体现本发明特征与优点的典型实施例将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本 发明能够在不同的实施例上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及 图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本发明。
[0022] 本发明的制备双环戊二烯二甲酸的方法，包括使双环戊二烯（即环戊二烯二聚 体）和碱金属在150°C~200°C下反应，制得环戊二烯金属盐；将环戊二烯金属盐与二氧化 碳反应，制得双环戊二烯二甲酸盐；将该双环戊二烯二甲酸盐通过酸处理，制得双环戊二烯 二甲酸。
[0023] 其中，与双环戊二烯反应的碱金属可以为锂、钠、钾，优选为钠。
[0024] 本发明的方法通过将双环戊二烯和碱金属在150°C~200°C下的一步反应，直接 获得环戊二烯金属盐，简化了反应步骤。
[0025] 在本发明的一实施方式中，双环戊二烯和钠在160°C~170°C下反应，待反应完成 后，将反应体系温度冷却至室温，并向其中加入二氧化碳，经过一段静置时间后，制得双环 戊二烯二甲酸钠。上述方法中所涉及的反应在一个反应器中顺序完成，简化了处理过程，提 高了反应效率。
[0026] 本发明中，双环戊二烯和碱金属的反应在惰性气体环境下进行，该惰性气体可以 是氩气或氮气。
[0027] 本发明中，用于处理双环戊二烯二甲酸盐的酸可以是硫酸或盐酸。
[0028] 本发明的二氧化碳可以是气态的二氧化碳，也可以是干冰。
[0029] 在本发明的另一实施方式中，制备双环戊二烯二甲酸的方法包括：
[0030] 在氩气保护下，将钠加入过量的环戊二烯二聚体中（比例为lg钠/40mL环戊二烯 二聚体），并加热至160°C反应，直至无氢气产生，反应时间为6~7小时。
[0031] 待上述反应体系冷却至室温，向其中加入过量的干冰（干冰与钠的质量比为 20:1)，静置过夜后，有双环戊二烯二甲酸钠生成。向反应后的体系中加入有机溶剂（与环 戊二烯二聚体的体积比为1:1)，未反应的环戊二烯二聚体溶于有机溶剂，双环戊二烯二甲 酸钠难溶于该有机溶剂，以固体形式存在于体系中。之后，在搅拌下向反应体系中滴加水 (与有机溶剂的体积比为2:1)，双环戊二烯二甲酸钠逐渐溶解于水中，继续搅拌直至无固 体存在，静置，待有机相和水相分层后，分液，得到双环戊二烯二甲酸钠水溶液。
[0032] 用6N的H2S04溶液酸化上述双环戊二烯二甲酸钠水溶液，放置过夜，将产生的沉淀 收集并用水洗，然后空气干燥，得到双环戊二烯二甲酸。其中，所涉及的化学反应方程式如 下所示：