一种四元羧酸化合物及其绿色合成方法与流程

本发明属于有机合成技术领域，具体涉及一种四元羧酸化合物及其绿色合成方法。

背景技术：

在提倡绿色和可持续化学的必要形式下，合成化学家们正追寻更加有效的途径去合成所有有机化合物之间的链接基团：C-C键。由于二氧化碳来源广泛，低毒，低消耗和可再生，作为C1基本结构单元已经收到了极大的关注。然而，二氧化碳由于其热力学和动力学稳定性导致的化学惰性造成了二氧化碳转移的主要挑战。这使得利用二氧化碳和有机物形成C-C键的羧化反应成为了有机合成领域的研究热点。传统的方法是在有机溶剂中，加入一定量过渡金属催化剂和还原剂或者碱，在高温高压条件下通入高浓度的二氧化碳完成插羧反应。但是在有机溶剂中的高温高压反应过程，不仅对环境造成污染，而且高温高压带来的能耗和安全因素不得不予以考虑。因此，改进形成C-C键的羧化反应过程，采用环境友好的溶剂（如水），替代传统的有机溶剂，在常温常压下反应，无论从环保方面还是从安全生产、节能减排的角度都具有非常重要的意义。

技术实现要素：

本发明的旨在提供一种四元羧酸化合物及其绿色合成方法，本发明方法操作简便，安全稳定，且绿色环保。该化合物分子式为：C₆H₆O₁₀，化学名为：1,1,2,2-四羧酸乙二醇，结构式如下：

1.结构鉴定：

单晶结构分析表明，含有该四元羧酸化合物的金属铜配合物，其结晶为六方晶系，P6(3)22空间群，a=30.1147(9)Å，b=30.1147(9) Å，c=29.3170(16) Å，α=β=90.00°，γ=120.00°，V=23025.4(16) ų，Z=4。本结构已成功注册CCDC号（1445088），更详细的单晶结构信息请参见CCDC数据库。附图1是含有该四元羧酸化合物的金属铜配合物的棍棒结构图；附图2是该金属铜配合物中四元羧酸化合物与金属离子配位桥连的方式图；附图3是该金属铜配合物的核磁碳谱，核磁碳谱分析表明，四元羧酸化合物由177.43ppm和82.44ppm的二个碳峰归属，酒石酸、碳酸、乙酸对映的碳峰在图中已经标注。

2.合成方法：

1）称取一定量的醋酸铜和酒石酸加入一定浓度和pH值的醋酸/醋酸钠的缓冲溶液中，一边搅拌一边加入一定浓度的碳酸盐溶液若干，室温下搅拌反应一定时间后，经过滤，室温下静置蒸发一定时间，即可得到含有四元羧酸化合物的金属铜配合物；所述的碳酸盐选自：L-酒石酸，D-酒石酸。

2）优选的，醋酸/醋酸钠的缓冲溶液浓度为0.5-5.0摩尔/升，pH值为3-6.5，用量为2-100毫升。

3）优选的，醋酸铜和酒石酸的摩尔比为1-10。

4）优选的，一边搅拌反应一边加入碳酸盐水溶液浓度为0.5-5摩尔/升，用量为1-50毫升，所述的碳酸盐选自：碳酸锂，碳酸钠，碳酸钾，碳酸铷。

5）优选的，常温常压反应时间为1-24小时，经过滤，室温下静置蒸发1-30天，产物经过滤，用无水乙醇洗涤3遍，并置于真空干燥箱中于60℃干燥12h，即得由四元羧酸化合物组成的金属铜配合物。

具体实施方式

为了更好的理解本发明内容，下面通过几个具体实例进一步说明本发明的技术方案：

实施例1：称取0.201g酒石酸和0.698g醋酸铜加入50ml，1M/L、pH=6.5的醋酸/醋酸钠的缓冲溶液中，一边搅拌一边加入0.5 M/L的碳酸盐溶液8ml，室温下搅拌反应4h，经过滤，室温下静置蒸发10天，经过滤，室温下静置蒸发一定时间，用无水乙醇洗涤3遍，并置于真空干燥箱中于60℃干燥12h，即可得到含有该四元羧酸化合物的金属铜配合物。

实施例2：称取0.598g醋酸铜和0.251g酒石酸加入80ml，0.3M/L、pH=5.5的醋酸/醋酸钠的缓冲溶液中，一边搅拌一边加入1.5 M/L的碳酸盐溶液5ml，室温下搅拌反应3h，经过滤，室温下静置蒸发15天，经过滤，室温下静置蒸发一定时间，用无水乙醇洗涤3遍，并置于真空干燥箱中于60℃干燥12h，即可得到含有该四元羧酸化合物的金属铜配合物。