CN102276421B - 2-取代-2-金刚烷醇类化合物的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种2-取代-2-金刚烷醇类化合物的制备方法，将2-金刚烷酮类、硼酸酯类在锌粉的作用下与卤代化合物反应制备2-取代-2-金刚烷醇类化合物，反应过程中无需隔绝空气，条件温和、工艺简便、成本较低，得到的2-取代-2-金刚烷醇类产品可以通过水洗、浓缩、过滤、重结晶等常规方法进行精制，产品收率好；本方法对溶剂无苛刻要求，优选正丁醚，能够实现高的溶剂回收率，且正丁醚与水的分离性好，废水携带的有机物大大减少，具有较高工业化前景。

Description

2-取代-2-金刚烷醇类化合物的制备方法

技术领域

本发明涉及2-金刚烷醇，特别涉及一种2-取代-2-金刚烷醇类化合物的制备方法。

背景技术

2-取代-2-金刚烷醇类化合物是非常重要的精细化工产品，可用于制备光致抗蚀剂的单体、光致变色化合物、医药中间体等，并且在涂料、粘合剂、膜、吸附材料等方面也有着广泛的用途。

关于2-取代-2-金刚烷醇类化合物的制备方法，已知的是使用有机金属化合物对2-金刚烷酮进行烷基化。如Synth. Commun., 13, 53（1983）使用的是甲基溴化镁，J.A.C.S., 83, 182（1961）使用的是甲基碘化镁。

然而，作为烷基化试剂，在使用有机镁化合物或有机铝化合物进行烷基化反应时，根据Tetrahedron Lett., 31, 3151（1990）所述，由于优先引起还原反应，烷基化物的收率降低。专利CN1429195A中就比较了乙基碘化镁与2-金刚烷酮的反应，结果生成物中的烷基化物（2-乙基-2-金刚烷醇）与还原物（2-金刚烷醇）的选择率分别为25%和75%。

而使用烷基锂作为烷基化试剂时，引起的还原反应很少，基本可以解决上述问题。然而，合成烷基锂的收率较低，根据J.A.C.S., 63, 2480（1941）记载，用溴乙烷和金属锂合成乙基锂时，收率仅有50%。同时，烷基锂的稳定性低，因此，使用烷基锂作为烷基化试剂成本较高。而且，用烷基锂作为烷基化试剂的反应大多在低温（-20℃）甚至超低温（-78℃）并且在无水无氧条件下进行，不适合工业化生产。

发明内容

本发明目的在于克服所述缺陷，提供一种条件温和、收率高、三废少、有利于工业化生产的2-取代-2-金刚烷醇类化合物的制备方法。

本发明的技术目的是通过如下方案实现的： 

一种2-取代-2-金刚烷醇类化合物的制备方法，以2-金刚烷酮类化合物、硼酸酯类化合物和卤代化合物作为原料，先用有机溶剂将各种原料充分混溶，然后加入锌粉并于搅拌条件下反应，既得；所述2-金刚烷酮类化合物是指金刚烷结构的至少一个仲碳上发生羰基取代的化合物，即金刚烷骨架上的六个仲碳（即2位、4位、6位、8位、9位、10位的碳原子）中至少一个碳原子上发生羰基取代的化合物，如2-金刚烷酮、5-羟基-2-金刚烷酮、2,4-金刚烷二酮或2,6-金刚烷二酮等，所述硼酸酯类化合物是指硼酸结构中至少一个羟基被烷氧基取代的化合物，如硼酸三甲酯、硼酸三乙酯、硼酸三丁酯或硼酸甘油酯等，反应方程式如下：

。

所述有机溶剂可以是试剂级或工业级的溶剂，考虑到反应性及试剂的分离与回收，可以选用沸点较高的醚类，如乙醚、正丁醚等，也可以是四氢呋喃，有机溶剂优选正丁醚，正丁醚与水的分离性好，废水携带的有机物大大减少，且能够实现高的溶剂回收率，避免污染环境并降低成本；反应所得产物通过水洗、浓缩、过滤、重结晶进行精制，既得纯度较好的2-取代-2-金刚烷醇类化合物；水洗、浓缩、过滤、重结晶等步骤是常规技术，在此不做详细阐述。

优选的，所述2-金刚烷酮类化合物包括2-金刚烷酮、2,4-金刚烷二酮或2,6-金刚烷二酮。

优选的，所述硼酸酯类化合物包括硼酸三甲酯或硼酸三乙酯。

优选的，所述卤代化合物包括烷烃、芳烃、烯烃和/或羧酸酯的一卤代化合物和/或多卤代化合物，卤代化合物可以选用其中一种或多种，考虑到反应的难易与试剂分离和回收，一般选择单种挥发性较强空间位阻较小的卤代烷烃。

优选的，所述卤代化合物包括碘甲烷、溴乙烷、溴丙烷或2-溴丙烷。

优选的，按2-金刚烷酮类化合物1摩尔、硼酸酯类化合物1~5摩尔、锌粉1~5摩尔和卤代化合物1~5摩尔的量取各原料参与反应。

    优选的，反应所需温度为-20—100℃，更佳的是0—80℃，在所述的反应温度内，可使副反应较少，产物收率及纯度较好。

   本发明的有益效果：

本发明将2-金刚烷酮类、硼酸酯类在锌粉的作用下与卤代物反应制备2-取代-2-金刚烷醇类化合物，制备过程中无需隔绝空气，条件温和、工艺简便、成本较低，得到的2-取代-2-金刚烷醇类产品可以通过水洗、浓缩、过滤、重结晶等常规方法进行精制，产品收率好；本方法对溶剂无苛刻要求，优选正丁醚，能够实现高的溶剂回收率，且正丁醚与水的分离性好，废水携带的有机物大大减少，具有较高工业化前景。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明的技术方案进行详细描述。

实施例1

在500ml四颈烧瓶中加入2-金刚烷酮30 g（0.2 mol）、硼酸三甲酯42 g（0.4 mol）、正丁醚100 ml、锌粉16 g（0.24 mol），室温搅拌下，滴加碘甲烷34 g（0.24 mol），加完后，升温至60℃反应4小时后，取反应液进行气相色谱（GC）分析，反应液中2-金刚烷酮含量0.3%。在此说明的是，在工业化生产中，反应时间受温度、物料种类等影响而无法具体细化，但在分批反应中，反应时间通常在3-6小时之间。

将反应液冷至室温，并加入饱和氯化铵水溶液100 ml，搅拌0.5小时后静置分层，水层用正丁醚提取三次，每次提取正丁醚的用量为50ml，三次提取后合并有机层（即正丁醚层）并用30%质量分数的氢氧化钠水溶液洗涤两次，再用饱和食盐水洗涤两次，氢氧化钠水溶液和食盐水每次洗涤的用量均为60ml，浓缩洗涤后的有机层并过滤，取过滤所得固体用70%乙醇水溶液重结晶，得2-甲基-2-金刚烷醇30.8g，收率为92.7%，GC分析含量99.6%。

实施例2

除使用溴乙烷26g（0.24 mol）代替碘甲烷以外，其余操作同实施例1，结果得到2-乙基-2金刚烷醇33.9g，收率为94.2%，GC分析含量99.2%。

实施例3

除使用1-溴丙烷30g（0.24 mol）代替碘甲烷以外，其余操作同实施例1，结果得到2-丙基-2金刚烷醇36.3g，收率为93.5%，GC分析含量99.4%。

实施例4

除使用2-溴丙烷30g（0.24 mol）代替碘甲烷以外，其余操作同实施例1，结果得到2-异丙基-2金刚烷醇34.7g，收率为89.6%，GC分析含量99.2%。

实施例5~8

除使用硼酸三乙酯58g（0.4 mol）代替硼酸三甲酯以外，实施例5的操作同实施例1，实施例6的操作同实施例2，实施例7的操作同实施例3，实施例8的操作同实施例4，结果见下表。

实施例9

除使用2,4-金刚烷二酮16.4g（0.1 mol）代替2-金刚烷酮，反应时间延长至18小时以外，其余操作同实施例1，结果得到2,4-二甲基-2,4-金刚烷二醇11.2g，收率为62.2%，GC分析含量97.1%。

实施例10

除使用2,6-金刚烷二酮16.4g（0.1 mol）代替2-金刚烷酮，反应时间延长至12小时以外，其余操作同实施例1，结果得到2,6-二甲基-2,6-金刚烷二醇13.7g，收率为76.1%，GC分析含量98.7%。

最后需要说明，以上实施例仅用于说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型的技术方案进行了详细说明，本领域技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的保护范围当中。

Claims (4)

1.一种2-取代-2-金刚烷醇类化合物的制备方法，其特征在于：以2-金刚烷酮类化合物、硼酸酯类化合物和卤代化合物作为原料，先用有机溶剂将各种原料充分溶解，然后加入锌粉并于搅拌条件下反应，既得；

所述2-金刚烷酮类化合物选自2-金刚烷酮、2,4-金刚烷二酮或2,6-金刚烷二酮；

所述硼酸酯类化合物选自硼酸三甲酯或硼酸三乙酯；

所述卤代化合物选自碘甲烷、溴乙烷、溴丙烷或2-溴丙烷。

2.根据权利要求1所述的2-取代-2-金刚烷醇类化合物的制备方法，其特征在于：按2-金刚烷酮类化合物1摩尔、硼酸酯类化合物1~5摩尔、锌粉1~5摩尔和卤代化合物1~5摩尔的量取各原料参与反应。

3.根据权利要求2所述的2-取代-2-金刚烷醇类化合物的制备方法，其特征在于：反应所需温度为-20—100℃。

4.根据权利要求3所述的2-取代-2-金刚烷醇类化合物的制备方法，其特征在于：反应所需温度为0—80℃。