本发明涉及化合物的制备，具体的涉及一种反-1,4-环己烷二甲酸单甲酯的制备方法。
背景技术：
反-1,4-环己烷二甲酸单甲酯是一种应用于合成液晶和医药行业的重要中间体，其结构式如(III)所示：
近年来，随着OLED技术的兴起，韩国和日本的行业技术人员发现其衍生物制成的小分子OLED膜材料，有着极其优良的光学性能，因而被用于高端OLED显示屏幕的制造中。而作为前体化合物的反-1,4-环己烷二甲酸单甲酯，市场需求也出现急剧增加。
针对反-1,4-环己烷二甲酸单甲酯，目前国内外主要的合成方法为：
但是都存在一定的缺点。
如欧洲专利EP1449882中有记载，使用市售混反/顺比为3/7～5/5的化合物(I-a)，经过200℃的高温异构化反应先得到反顺比为9/1，再经过重结晶得到纯的化合物(II-a)。但是该制备方法具有工艺反应温度高，异构化时间长，产物需要提纯，增加工业化操作步骤，生产成本高的缺点。
美国专利US3574721中记载，使用上述纯的化合物(II-a)经过单酯化反应制得化合物(III)。同样存在以下缺点：该方法需要经过两步反应，生产成本增加，另外在进行单酯化反应过程中，容易生成双甲酯的副产物，导致收率和纯度的降低。
此外中国专利CN200610042877.2反-1,4-环己烷二甲酸单甲酯的合成方法，将上述两专利的方法进行融合，使用“一锅法”合成化合物(III)，但其仍存在以下问题：a)在有机溶剂中溶解度差，异构化反应温度高，时间长；b)酯化反应采用非均相反应，反应时间长，并且不彻底，选择性差，易得到双官能团酯化的副产物，单酯化产品收率较低。
鉴于此，如何寻求一种更为有效的能解决以上问题的反-1,4-环己烷二甲酸单甲酯的制备方法值得探讨。
技术实现要素：
发明目的：为了克服现有技术中存在的问题，本发明提出了一种反应条件温和，反应温度较低，异构化时间大大缩短，减少副产物产生，提高产物纯度的的反-1,4-环己烷二甲酸单甲酯的制备方法。
技术方案：为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：一种反-1,4-环己烷二甲酸单甲酯的制备方法，反应方程式如下：
具体包括如下步骤：
(1)异构化反应：在20-80℃的温度条件下，将反/顺异构体比为3/7～5/5的化合物(I-b)在其1-4倍质量的甲醇溶液体系中，有机碱的催化条件下进行异构化反应1-4h后降至室温，得到反/顺异构体比为9/1的化合物(II-b)的甲醇溶液；其中有机碱的添加比例为化合物(I-b)质量的1％-15％；
(2)单酯水解反应：将步骤(1)的反/顺异构体比为9/1的化合物(II-b)的甲醇溶液降温至室温，加入无机强碱脱单酯，水解温度为10-30℃，反应时间为1-3h，得到水溶性的反-1,4-环己烷二甲酸单甲酯的羧酸盐；其中无机强碱的添加比例为化合物(I-b)质量的5％-10％；
(3)酸化及后处理：向步骤(2)得到的反应体系中加入水和非水溶性溶剂进行萃取分层去除有机相，水相用浓盐酸调pH至1～2，过滤、滤饼干燥得白色固体粉末化合物(III)，其中化合物(I-b):水:非水溶性溶剂的质量之比为1:(1～2):(0.5～1)。
为了获得在甲醇中最佳的溶解性，进一步优化反应温度，降低异构化时间，步骤(1)中所述温度条件为30-60℃。
为了提高催化效率，步骤(1)中所述有机碱为三乙胺、吡啶、甲醇钠中的一种。
更为优选的，步骤(2)中所述无机强碱为氢氧化钠、氢氧化钾中的一种。
为了获得最佳的萃取效果，步骤(3)中所述非水溶性溶剂选自甲基叔丁基醚、二氯乙烷、氯仿、甲苯、二甲苯中的一种。
为了获得更优的过滤效果，步骤(3)中所述过滤步骤在降温至0-5℃后进行。
更为优选的，步骤(3)中所述干燥步骤具体为在50℃减压干燥。
有益效果：本发明提供的一种反-1,4-环己烷二甲酸单甲酯的制备方法，与现有技术相比，具有以下优点：(1)使用化合物(I-b)为原料，在有机溶剂甲醇中具有很好的溶解性；(2)优化的有机碱催化剂，大大降低了异构化反应的活化能，将反应温度从200℃优化降至最低为30℃，缩短异构化时间，降低反应能耗和成本，适应于工业化生产；(3)单酯水解反应温度和时间的优化有效减少了双酯的水解，从而减少了二酸副产物的产生，降低为2％以下，大大提高产物纯度；(4)少量未反应的(II-b)及(I-b)通过萃取工序进入有机相，实现与产品的高效分离，进一步提高了产物的纯度。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明：
实施例1：
一种反-1,4-环己烷二甲酸单甲酯的制备方法，具体包括如下步骤：
(1)异构化反应：在40℃的温度条件下，将0.5mol,100.1g反/顺异构体比为3/7～5/5的化合物(I-b)在200g甲醇溶液体系中，10g三乙胺的催化条件下进行异构化反应3h后，得到反/顺异构体比为9/1的化合物(II-b)的甲醇溶液；
(2)单酯水解反应：将步骤(1)的反/顺异构体比为9/1的化合物(II-b)的甲醇溶液降温至室温，加入10g氢氧化钠，水解温度为10℃，反应时间为2h，得到水溶性的反-1,4-环己烷二甲酸单甲酯的羧酸盐；
(3)酸化及后处理：向步骤(2)得到的反应体系中加入200g水100g氯仿，进行萃取分层去除有机相，水相用浓盐酸调pH至1～2，降温至0-5℃，过滤、滤饼于50℃下减压干燥得白色固体粉末化合物(III)61.2g，收率为65.68％，气相色谱法检测化合物(III)的纯度达98.2％。
实施例2：
一种反-1,4-环己烷二甲酸单甲酯的制备方法，具体包括如下步骤：
(1)异构化反应：在30℃的温度条件下，将0.5mol,100.1g反/顺异构体比为3/7～5/5的化合物(I-b)在100g甲醇溶液体系中，2g甲醇钠的催化条件下进行异构化反应4h后，得到反/顺异构体比为9/1的化合物(II-b)的甲醇溶液；
(2)单酯水解反应：将步骤(1)的反/顺异构体比为9/1的化合物(II-b)的甲醇溶液降温至室温，加入10g氢氧化钠，水解温度为30℃，反应时间为3h，得到水溶性的反-1,4-环己烷二甲酸单甲酯的羧酸盐；
(3)酸化及后处理：向步骤(2)得到的反应体系中加入100g水，50g甲基叔丁基醚，进行萃取分层去除有机相，水相用浓盐酸调pH至1～2，降温至0-5℃，过滤、滤饼于50℃下减压干燥得白色固体粉末化合物(III)62.4g，收率为67.02％，气相色谱法检测化合物(III)的纯度达98.0％。
实施例3：
一种反-1,4-环己烷二甲酸单甲酯的制备方法，具体包括如下步骤：
(1)异构化反应：在40℃的温度条件下，将0.5mol,100.1g反/顺异构体比为3/7～5/5的化合物(I-b)在200g甲醇溶液体系中，15g吡啶的催化条件下进行异构化反应2h后，得到反/顺异构体比为9/1的化合物(II-b)的甲醇溶液；
(2)单酯水解反应：将步骤(1)的反/顺异构体比为9/1的化合物(II-b)的甲醇溶液降温至室温，加入150g氢氧化钾，水解温度为20℃，反应时间为3h，得到水溶性的反-1,4-环己烷二甲酸单甲酯的羧酸盐；
(3)酸化及后处理：向步骤(2)得到的反应体系中加入200g水，100g甲苯，进行萃取分层去除有机相，水相用浓盐酸调pH至1～2，降温至0-5℃，过滤、滤饼于50℃下减压干燥得白色固体粉末化合物(III)66.4g，收率为71.32％，气相色谱法检测化合物(III)的纯度达98.9％。
应当指出，以上具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。