CN102093149A - 一种促进氰基快速水解制备羧酸类化合物的方法 - Google Patents
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Abstract
一种促进氰基快速水解制备羧酸类化合物的方法,在碱性条件下,以含碘离子的化合物催化氰基的水解反应生成羧酸类化合物,具体步骤如下:1)将碱性化合物或碳酸盐溶于水中制得碱溶液;2)在碱溶液中加入碘化物并搅拌溶解,然后加入氰基化合物进行水解反应;3)冷却至室温后加入硫酸待晶体完全析出后,过滤得到固体;4)将该固体溶于去离子水中,然后用无水乙醚萃取;5)将萃取液干燥后,蒸除乙醚,即可制得羧酸类化合物。本发明的优点是:工艺简单,反应温度低,在常规加热装置中即可进行反应,易于实施;反应所需时间短,产率即可达到60-99%,可大大提高生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种促进氰基快速水解制备羧酸类化合物的方法,属于有机合成方法及化学工艺技术领域。
背景技术
氰基(-CN)化合物(有机物称为腈)中的氰基为强极性基团,π键容易极化,大多数腈类化合物都是化学合成而来,也有一些是由广泛存在于自然界的生物合成得到(Acta Pharmaceutica Sinica,2001,28(6):76-81)。在许多具有工业价值的化学品中常包含氰基,而且腈通常被用作合成一系列胺、酸和聚合物的起始原料,其水解反应被广泛应用于氨基酸、酞胺、羧酸及其衍生物的合成,在有机合成中占有极其重要的地位。
这类化合物在常温常压下的酸碱催化水解已经有较多的研究,在高温液态水中脂肪族腈类的水解反应也有报道(J.Am.Chem.Soc.,1939,61:560-563;Aust.J.Chem.1966,19:1013;Can.J.Res.,1942,20:121;J.Supercritical Fluids,1997,10:191-200.),其水解产物主要是酰胺或羧酸。但是,在酸或碱作用下完全转化为羧酸比较困难,需要高浓度试剂和较长时间或需要较高温度。
芳香腈受吸收电子芳基的影响,使水解反应较脂肪腈容易一些。在金属离子和酸、碱条件下,可以制备酰胺衍生物,但是水解制备羧酸时,使用低浓度碱或酸以及添加金属离子的方法则不再适用,反应条件更加苛刻,往往反应不彻底得到酰胺和羧酸的混合物(J.Mol.Catal.A:Chem.2000,160:249;Bioorganic&Medicinal Chemistry,2001,9:2993-2998)。中国发明专利92104616.2介绍了一种用60-98%浓硫酸在100-160℃水解羟基腈的方法,用酸量大,时间较长。
由此可见,虽然腈水解为羧酸的反应早已为人们所用,但是仍需改善这种苛刻的反应条件。
发明内容
本发明的目的是针对上述存在问题,提供了一种促进氰基快速水解制备羧酸类化合物的方法,
本发明的技术方案:
一种促进氰基快速水解制备羧酸类化合物的方法,在碱性条件下,以含碘离子的化合物催化氰基的水解反应生成羧酸类化合物,具体步骤如下:
1)将碱性化合物或碳酸盐溶于水中制得碱溶液,碱溶液的质量百分比浓度为1%~饱和状态;
2)在碱溶液中加入碘化物并搅拌溶解,然后加入氰基化合物,在0~120℃的反应温度下搅拌回流0.5-5小时进行水解反应,得到反应液,其中碘化物与碱溶液中碱性化合物或碳酸盐的摩尔比为1∶0.1~1000,氰基化合物与碱溶液中碱性化合物或碳酸盐的摩尔比为1∶0.1~100;
3)将反应液静置冷却至室温,搅拌条件下加入浓度为10%的硫酸并使pH值为7,待晶体完全析出后,过滤得到固体;
4)将该固体溶于去离子水中,加入质量浓度为20%的盐酸至pH为5,然后用无水乙醚萃取;
5)将萃取液干燥后,蒸除乙醚,即可制得羧酸类化合物。
所述碱性化合物为氢氧化钠、氢氧化钾或氢氧化钙;所述碳酸盐为碳酸钠或碳酸钾。
所述碘化物为碘化钠、碘化钾或碘化亚铜。
所述氰基化合物为乙腈、丙腈、丁腈或苯甲腈。
本发明的优点是:工艺简单,反应温度低,在常规加热装置中即可进行反应,易于实施;反应所需时间短,产率即可达到60-99%,可大大提高生产效率。
具体实施方式
实施例1
将2g氢氧化钠加入到10mL水中,配制成浓度为16.7%的碱液;加入碘化钠0.4g,搅拌溶解后,加入1.2g丁腈,搅拌下升温到回流状态,水解1h后,将反应液静置冷却至室温,搅拌下逐渐加入浓度为10%的硫酸,当pH值接近7时,晶体大量析出,停止中和,待晶体析出完全后,过滤,得到丁酸钠固体,将该固体溶于去离子水中,用质量浓度为20%的盐酸中和至pH=5,用无水乙醚萃取、干燥、蒸除乙醚,得到丁酸。产率:87%。沸点:164℃,;红外光谱数据(cm-1):2980,1720,1468,1420,1288。
实施例2:
将4g氢氧化钾加入到10mL水中,配制成浓度为28.7%的碱液;加入碘化钠1g,搅拌溶解后,加入1.2g邻氨基苯腈,搅拌下升温到回流状态,水解1h后,将反应液静置冷却至室温,搅拌下逐渐加入浓度为10%的硫酸,当pH值接近4时,析出固体,停止中和,待晶体析出完全后,过滤,得到邻氨基苯甲酸粗品,用去离子水重结晶,得到纯净的邻氨基苯甲酸。产率:90%。熔点:147-148℃;红外光谱数据(cm-1):3390,3325,2580,1690,1614,1586,1378,1247。
Claims (4)
1.一种促进氰基快速水解制备羧酸类化合物的方法,其特征在于:在碱性条件下,以含碘离子的化合物催化氰基的水解反应生成羧酸类化合物,具体步骤如下:
1)将碱性化合物或碳酸盐溶于水中制得碱溶液,碱溶液的质量百分比浓度为1%~饱和状态;
2)在碱溶液中加入碘化物并搅拌溶解,然后加入氰基化合物,在0~120℃的反应温度下搅拌回流0.5-5小时进行水解反应,得到反应液,其中碘化物与碱溶液中碱性化合物或碳酸盐的摩尔比为1∶0.1~1000,氰基化合物与碱溶液中碱性化合物或碳酸盐的摩尔比为1∶0.1~100;
3)将反应液静置冷却至室温,搅拌条件下加入浓度为10%的硫酸并使pH值为7,待晶体完全析出后,过滤得到固体;
4)将该固体溶于去离子水中,加入质量浓度为20%的盐酸至pH为5,然后用无水乙醚萃取;
5)将萃取液干燥后,蒸除乙醚,即可制得羧酸类化合物。
2.根据权利要求1所述促进氰基快速水解制备羧酸类化合物的方法,其特征在于:所述碱性化合物为氢氧化钠、氢氧化钾或氢氧化钙;所述碳酸盐为碳酸钠或碳酸钾。
3.根据权利要求1所述促进氰基快速水解制备羧酸类化合物的方法,其特征在于:所述碘化物为碘化钠、碘化钾或碘化亚铜。
4.根据权利要求1所述促进氰基快速水解制备羧酸类化合物的方法,其特征在于:所述氰基化合物为乙腈、丙腈、丁腈或苯甲腈。
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