专利名称：2-金刚烷甲酸和1-金刚烷甲酸的分离提纯方法
技术领域：
本发明涉及一种金刚烷甲酸混合物的分离提纯方法，特别是一种2-金刚烷甲酸和1-金刚烷甲酸的分离提纯方法。
背景技术：
金刚烷是一种周正对称、非常稳定的笼状烃，它在医药、功能高分子、表面活性剂、 润滑剂、照相感光材料、航空等等方面具有广泛用途。1-金刚烷甲酸一般由金刚烷及其衍生物经Koch-haaf反应合成，1_金刚烷甲酸是合成盐酸金刚烷乙胺(rimantadine)的主要原料；1_金刚烷甲酸甲酯经还原后合成金刚烷甲醇(ZL200610052600. 8)可用于生产光刻胶等。2-金刚烷甲酸在医药及感光材料等方面也有良好应用前景，1973年Burldiard， Jiri Janku, Josef在专利CS150711报道的合成路线2_金刚烷醇先与甲酸反应生成酯， 然后与甲酸、硫酸反应制备2-金刚烷甲酸，反应产物中含1-金刚烷甲酸1.5%。1-金刚烷甲酸和2-金刚烷甲酸虽然有不同的合成方法，但无论是反应原料还是反应过程都有少量的同分异构体存在。由于两者拥有相同的分子量、官能团及母体环，因此二者之间的性质接近，混合物分离困难，尤其是含量接近的混合物(重结晶残渣等)分离更加困难，污染环境。
发明内容
针对以上问题，本发明的目的是提供一种简单易行的2-金刚烷甲酸和1-金刚烷甲酸的分离提纯方法。—种2-金刚烷甲酸和1-金刚烷甲酸的分离提纯方法，包括酯化，分离步骤，其特征在于酯化反应时以98%硫酸为催化剂，催化剂与原料比值为0.5 3 10，反应时间为 15 140min，反应温度为55 70°C ；然后加水和NaOH，使溶液的PH彡10分离水层和酯层。本发明的目的是通过酯化反应实现2-金刚烷甲酸和1-金刚烷甲酸分离的，即通过利用2-金刚烷甲酸和1-金刚烷甲酸酯化的差异性实现的。所以，不仅方法简单易行，分离提纯后的1-金刚烷甲酸甲酯和2-金刚烷甲酸产品纯度均可满足需要；特别是能使生产金刚烷甲酸的残渣得以充分利用，减少了“三废”排放，防止环境污染，经济效益和社会效益都极为显著，是一种实惠、环保的方法。
图1为实施例1甲酯化过程中的GC图谱，图2为实施例2提纯后2-金刚烷甲酸样品的GC图谱。
具体实施方式
实施例1将2g 1-金刚烷甲酸和2-金刚烷甲酸混合物原料(约50 50)加入的50mL圆底烧瓶中，加入IOmL的甲醇，加0. 2克的98%硫酸作催化剂，升温至65°C磁力搅拌进行酯化反应。反应15min后，对反应体系进行取样，加水lmL，用乙酸乙酯ImL萃取进样GC分析，反应结果如图1。其中tK7. 972为1-金刚烷甲酸甲酯，tK8. 235为2-金刚烷甲酸甲酯，tE10. 431 为1-金刚烷甲酸，tK10. 872为2-金刚烷甲酸。1-金刚烷甲酸甲酯33.5%，2_金刚烷甲酸甲酯3. 3 %，1-金刚烷甲酸16.9%, 2-金刚烷甲酸41.3%。停止反应进行分离，加水20mL, 加10% NaOH溶液至碱性(PH彡10)，水溶液和酯分离，水层酸化得以2-金刚烷甲酸为主的粗品，粗品经乙醇、乙酸乙酯等有机溶剂重结晶可得白色片状2-金刚烷甲酸0. 5g，GC分析含量达95. 2%。酯层经还原后合成1-金刚烷甲醇0. 6克，GC分析含量达99. 2%。实施例2将2g 1-金刚烷甲酸和2-金刚烷甲酸混合物原料(约50 50)加入的50mL圆底烧瓶中，加入IOmL的甲醇，加0. 2克的98%硫酸作催化剂，升温至65°C磁力搅拌进行酯化反应。30min后检测，1-金刚烷甲酸甲酯44. 2 %，2-金刚烷甲酸甲酯4. 3 %，1-金刚烷甲酸6.8%。2-金刚烷甲酸40. 1%。停止甲酯化反应，采用实施例1相同的后处理， 水层得2-金刚烷甲酸0.6g，产品熔点140-142 °C，GC分析含量达98. 0 %，如图2。其1H 匪RGOOifflzCDCl3) δ 1. 63-1. 67 (m 2H) δ 1. 68-1. 78 (m4H) δ 1. 86-1. 93 (m 6Η) δ 2. 35 (s 2Η) δ 2. 67 (s 1Η) δ 12. 4 (s 1Η) ；13C NMR (IOOMHz CDCl3) 27. 36 27. 37 29.37 33.54 37.31 38.06 49.44181.21。酯层得1_金刚烷甲醇0. 8克，GC分析含量达99. 0%。实施例3将2g 1-金刚烷甲酸和2-金刚烷甲酸混合物原料(约50 50)加入的50mL圆底烧瓶中，加入IOmL的甲醇，滴加0. 8克的98%硫酸作催化剂，升温至65°C磁力搅拌进行酯化反应。反应15min后，进样GC分析，1-金刚烷甲酸甲酯51.6%，2-金刚烷甲酸甲酯 41.2%，2-金刚烷甲酸6. 3%。1-金刚烷甲酸0.8%。反应30min后，1-金刚烷甲酸甲酯 52. 3%，2_金刚烷甲酸甲酯43.0%，2_金刚烷甲酸4. 5%。1_金刚烷甲酸0. 3%。经分离 2-金刚烷甲酸少于0. 1克。说明硫酸催化剂用量加大，甲酯化速度加快。反应速度太快，则反应终点控制比较困难。甲酯化反应进行的过于彻底，则2-金刚烷甲酸的回收率过低，已经失去分离的实际意义。酯层采用实施例1相同的后处理，得1-金刚烷甲醇0. 8克，GC分析含量达92. 8%。对于不同硫酸用量，在保持其它反应原料及反应条件不变，考察反应时间的影响。 为了同时保证2-金刚烷甲酸的质量及回收率，GC分析跟踪反应至2-金刚烷甲酸1-金刚烷甲酸大于4时O-金刚烷甲酸占总酸量80%)，停止甲酯化反应。采用实施例1相同的后处理，水层得2-金刚烷甲酸，酯层得1-金刚烷甲醇，并用GC分析得以下实验结果
硫酸(克)0. 050. 10. 20. 20. 4反应时间140min60min15min30minIOmin2-金刚烷甲酸(克)0. 50. 60. 50. 60. 权利要求
1.一种2-金刚烷甲酸和1-金刚烷甲酸的分离提纯方法，包括酯化和分离步骤，其特征在于酯化反应时以98%硫酸为催化剂，催化剂与原料比值为0.5 3 10，反应时间为 15 140min，反应温度为55 70°C ；然后加水和NaOH，使溶液的PH彡10分离水层和酯层。
2.根据权利要求1所述的2-金刚烷甲酸和1-金刚烷甲酸的分离提纯方法，其特征在于酯化为甲酯化。
3.根据权利要求1或2所述的2-金刚烷甲酸和1-金刚烷甲酸的分离提纯方法，其特征在于酯化反应时间为30min，反应温度为65°C。
全文摘要
本发明涉及一种金刚烷甲酸混合物的分离提纯方法，特别是一种2-金刚烷甲酸和1-金刚烷甲酸的分离提纯方法。包括酯化，分离步骤，要点是酯化反应时以98％硫酸为催化剂，催化剂与原料比值为0.5～3∶10，反应时间为15～140min，反应温度为55～70℃；然后加水和NaOH，使溶液的PH≥10分离水层和酯层。本发明的目的是通过酯化反应实现1-金刚烷甲酸甲酯和2-金刚烷甲酸分离的，即通过利用2-金刚烷甲酸和1-金刚烷甲酸酯化的差异性实现的。所以，不仅方法简单易行，分离提纯后的产品纯度均可满足需要；特别是能使生产金刚烷甲酸的残渣得以充分利用，减少了“三废”排放，防止环境污染，经济效益和社会效益都极为显著，是一种实惠、环保的方法。
文档编号C07C51/493GK102249900SQ20111012632
公开日2011年11月23日 申请日期2011年5月16日 优先权日2011年5月16日
发明者孔黎春, 胡晓春 申请人:浙江师范大学