CN102701964A - 合成4,4’-联苯二甲酸的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明在于提供了一种合成4,4′-联苯二甲酸的方法,以高沸点的聚乙二醇400为溶剂,以碘化亚铜(CuI)为催化剂,在哌嗪和氢氧化钾(KOH)存在的条件下通过还原偶联的新方法得到的。该合成方法的优点是:1、4,4′-联苯二甲酸合成的方法简单,合成条件要求不高,易操作、生产成本低廉、产率很高,纯度也很高以及重复性好,使得其适合大规模工业化生产的要求;2、反应体系所用的溶剂聚乙二醇400,蒸汽压高,对环境无污染,环保;3、提纯方法简单,不需要过柱子分离纯化,只需要普通的重结晶方法就可以进行提纯。
Description
技术领域
本发明涉及一种合成方法,尤其涉及一种合成4,4′-联苯二甲酸的方法。
背景技术
4,4′-联苯二甲酸是重要的有机合成中间体,在有机高分子材料、制药、配位聚合物超分子材料及液晶产品的合成中应用广泛。目前,4,4′-联苯二甲酸的合成主要有以下几种路线:(1)以4,4′-二烷基联苯为原料,在高温高压下经氧化而制备,这种方法不仅原料价格昂贵,而且反应条件苛刻,副产物多,分离纯化困难,产率低(一般低于56%);(2)联苯为原料,经氯甲基化生成4,4′-二(氯甲基)联苯,再与六次甲基四胺进行亲核取代反应水解成4,4′-联苯二甲醛,然后用双氧水氧化得4,4′-联苯二甲酸,这种方法合成步骤繁多,产率也仅有38.2%;(3)以对羧基苯硼酸和对溴苯甲酸为原料通过Suzuki交叉偶联反应,但反应条件要求高,要将原料酯化,反应步骤多,并不经济,也不适于工业化生产;(4)以对碘苯甲酸为原料,通过锌和三乙胺甲酸盐偶联合成,所用原料价格高,也不经济;(5)以对氨基苯甲酸为原料,先重氮化后再经一价铜离子催化偶联制备,产率可达82%,但重氮化条件要求高,不适于大规模生产。而目前4,4′-联苯二甲酸的市场价格高,需要开发一种简单、经济和高效的合成新方法来制备4,4′-联苯二甲酸,从原料、合成步骤、反应体系等方面降低4,4′-联苯二甲酸的生产成本,满足市场需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种合成4,4′-联苯二甲酸的方法,从经济和环保的角度,简化合成步骤,降低4,4′-联苯二甲酸的生产成本。
本发明是这样来实现的,方法步骤如下:以对溴苯甲酸、哌嗪、碘化亚铜及氢氧化钾按摩尔比1∶0.4∶0.08∶2的比例依次加入聚乙二醇400中,温度维持在80℃下反应72小时,溶液的颜色呈现棕褐色,停止反应,逐滴加入1摩尔/升的盐酸溶液至有大量白色沉淀生成,溶液的pH值3,然后用三氯甲烷萃取产物,再用饱和食盐水和水反复洗涤三氯甲烷层,加入石油醚即有大量白色固体析出,抽滤得4,4′-联苯二甲酸的粗产品,最后用无水乙醇重结晶,得到无色针状晶体,产率接近100%。
本合成步骤简单、环保,生产成本低,产率高,适于大规模生产。
本发明的优点是:
1、4,4′-联苯二甲酸合成的方法简单,合成条件要求不高,易操作、生产成本低廉、产率很高,纯度也很高以及重复性好,使得其适合大规模生产的要求;
2、反应体系所用的溶剂聚乙二醇400,蒸汽压高,对环境无污染,环保;
3、提纯方法简单,不需要过柱子分离纯化,只需要普通的重结晶方法就可以进行提纯。
附图说明
图1为本发明4,4′-联苯二甲酸的结构图。
具体实施方式
如图1所示,本发明的4,4′-联苯二甲酸合成方法如下:
4,4′-联苯二甲酸是采用高沸点的聚乙二醇400为溶剂,以碘化亚铜为催化剂,在氢氧化钾和哌嗪存在的条件下,通过还原偶联的方法得到的。
具体操作步骤为:对溴苯甲酸2.5125克(12.5毫摩尔),哌嗪0.43克(5毫摩尔),碘化亚铜0.2克(1毫摩尔),氢氧化钾1.26克(22.5毫摩尔)依次加入15毫升聚乙二醇400中,温度维持在80℃下反应72小时,溶液的颜色呈现棕褐色,停止反应,逐滴加入1摩尔/升的盐酸溶液至有大量白色沉淀生成,溶液pH值为3,然后用三氯甲烷萃取产物,再用饱和食盐水和水反复洗涤三氯甲烷层,加入石油醚后有大量白色固体析出,抽滤得到粗产品,最后用无水乙醇重结晶,得到无色针状晶体1.50克,产率接近100%。元素分析(C14H10O4),实测值(理论值)%:C 69.45(69.42),H 4.18(4.13);核磁分析结果为:1H-NMR(DMSO-d6(氘代二甲基亚砜),δ,ppm)7.70(4H,d),7.80(4H,d),13.19(2H,s)。
Claims (1)
1.一种合成4,4′-联苯二甲酸的方法,其特征在于步骤如下:以对溴苯甲酸、哌嗪、碘化亚铜及氢氧化钾按摩尔比1∶0.4∶0.08∶2的比例依次加入聚乙二醇400中,温度维持在80℃下反应72小时,溶液的颜色呈现棕褐色,停止反应,逐滴加入1摩尔/升的盐酸溶液至有大量白色沉淀生成,溶液的pH值3,然后用三氯甲烷萃取产物,再用饱和食盐水和水反复洗涤三氯甲烷层,加入石油醚即有大量白色固体析出,抽滤得4,4′-联苯二甲酸的粗产品,最后用无水乙醇重结晶,得到无色针状晶体。
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