CN111362799B - 一种长链二酸单苄酯类化合物的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及化学有机合成领域，具体涉及一种长链二酸单苄酯类化合物的制备方法。具体制备方法为：以长链二元酸为起始原料，先制备二苄酯类化合物，再通过氢氧化锂单水解得到长链二酸单苄酯类化合物。本发明所述的制备方法克服了传统工艺步骤长，方法复杂、选择性差，收率低的缺点。另外，本发明制备所得的长链二酸单苄酯类化合物作为一个重要的合成中间体，有活性反应基团，可以制备一系列的长链化合物。

Description

一种长链二酸单苄酯类化合物的制备方法
技术领域
本发明涉及化学有机合成领域，具体涉及一种长链二酸单苄酯类化合物的制备方法。
背景技术
长链二元酸是指炭数在十个及以上的二元酸，一般指直链二元酸。以它为原料，合成的长链二元酸单酯类化合物是有机化学中的一类重要化合物，近年来广泛应用于塑料加工、香料、高级润滑油、高分子材料、表面活性剂及医药合成等领域，具有重要的经济价值。某些结构的二元酸单酯还可作为医药中间体合成培南类抗生素，并在防霉抗菌方面有着的广泛应用，是重要的医药合成中间体。
单酯可以通过不同的方法获得：1)二酸的单酯化；2)环酐的酯基转移；3)二酯的选择性酯裂解。数十年来，以高收率实现长链二酸的单酯化一直是追求的目标。专利CN108314621 A中公开了一种制备长链二酸单酯类化合物的方法，该方法包括在酸性催化剂作用和溶剂甲苯中，将二酸与苯甲醇或叔丁醇进行反应；冷却反应溶液直到剩余的二酸沉淀；滤出二酸沉淀物；进一步冷却反应溶液直到单酯沉淀；滤出单酯的沉淀物，其所涉及的是一种循环分离，回收的解决方案，但是单次的收率并不高，只是通过回收循环来提高总体转化率，操作步骤较为繁琐。
此外，在现有制备长链二酸单苄酯类化合物的方法中，均存在制备方法复杂、工艺路线长，选择性差，收率低，生产成本高，不适合工业生产的缺点。
发明内容
为了提高长链二酸单苄酯类化合物的制备收率、简化合成路线、降低生产成本，本发明提供了一种长链二酸单苄酯类化合物的制备方法，其中，所述长链二酸单苄酯类化合物的结构通式，如式IV所示：
HOOC(CH2)nCOOCH2C6H5
IV
合成路线如下：
Figure RE-GDA0002507020620000021
其中，n≥10，SOCl2表示二氯亚砜，LiOH表示氢氧化锂，C6H5CH2OH表示苄醇，具体包括以下步骤：
(1)将式I所示化合物加入到溶剂SOCl2中，搅拌加热回流至反应结束，得到式II所示化合物；
(2)将苄醇和碱溶于反应溶剂A中，滴加式II所示化合物与反应溶剂A 的混合溶液，滴毕，搅拌至反应结束，得到式III所示的化合物；
(3)将式III所示的化合物溶于反应溶剂B中，控制体系至一定温度后，滴加氢氧化锂的水溶液，滴毕将体系升温，搅拌至反应结束后，用盐酸调节pH，得到式IV所示化合物。
更进一步地，所述步骤(1)中式I所示化合物与溶剂二氯亚砜的投料质量比为1:3-1:10，在此范围内式I所示化合物能够完全转化为二酰氯中间体，既：式II所示化合物。
作为优选，所述步骤(2)的反应温度为15-25℃，在该温度范围内，式II 所示化合物与苄醇之间的亲核取代反应可以较为温和地进行，副反应较少，式 III所示化合物收率较高。
作为优选，所述步骤(2)中，式II所示化合物与苄醇的投料摩尔比1:2-1： 5。
作为优选，所述步骤(2)中，反应溶剂A选自乙腈、二氯甲烷、氯仿、乙酸乙酯、四氢呋喃、甲苯中的一种；所述碱为有机碱或无机碱，有机碱为三乙胺或DIEA或DBU或DMAP，无机碱选自碳酸氢钠、碳酸钠、碳酸钾，碳酸铯中的一种。
作为优选，所述步骤(2)中，式II所示化合物与反应溶剂A的混合溶液在 1-5小时内滴加完毕。本发明通过缓慢滴加的方式，将式II所示化合物滴加到苄醇和碱的混合溶液中，使得式II所示化合物能够充分地与苄醇进行反应得到式 III所示化合物，不仅提高了反应的收率，而且减少了副反应的产生。
作为优选，所述步骤(3)中，滴加氢氧化锂的水溶液前，式III所示的化合物与反应溶剂B的体系温度为20-25℃，氢氧化锂的水溶液滴加完毕后，体系温度升至27-33℃。本发明通过对反应体系温度的调整，控制氢氧化锂对长链碳酸二苄酯的水解进程，在一定程度上，避免了副反应的产生。
作为优选，所述步骤(3)中，式III所示的化合物与氢氧化锂的投料摩尔比为1:0.5-1:3。
作为优选，所述步骤(3)中，溶剂B选自二氧六环、四氢呋喃、丙酮、乙腈、乙二醇二甲醚中的一种。
作为优选，所述步骤(3)中，氢氧化锂的水溶液在1-3小时内滴加完毕。在此范围内滴加完毕，副反应较少，产率最高，最大程度上避免了长链碳酸二苄酯的双水解。
本发明同现有技术相比具有以下优点及效果：
1、本发明以长链二元酸为起始原料，先制备二苄酯类化合物，再通过氢氧化锂单水解得到长链二酸单苄酯。该方法克服了传统工艺步骤长，方法复杂、选择性差，收率低的缺点。
2、本发明所使用的原料廉价易得，操作简单，选择性好，适合工业化生产。
3、本发明制备所得的长链二酸单苄酯类化合物作为一个重要的合成中间体，有活性反应基团，可以制备一系的长链化合物。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
实施例1：一种长链二酸单苄酯类化合物的制备方法，合成路线如下：
Figure RE-GDA0002507020620000041
其中，n≥10，，SOCl2表示二氯亚砜，LiOH表示氢氧化锂，C6H5CH2OH表示苄醇。
具体地，当n取14时，所用原料为十六碳二酸，制备所得的长链二酸单苄酯化合物为十六碳二酸单苄酯。
合成步骤如下：(1)将十六碳二酸加入到溶剂SOCl2中，搅拌加热回流至反应结束，得到十六碳二酰氯；
具体为：十六碳二酸与氯化亚砜的投料质量比为：1:4.9
在5L四口瓶中加入3.42kg氯化亚砜，搅拌下加入(700g，2.444mol)十六碳二酸，搅拌加热回流1小时。HPLC检测反应完毕后，降温，浓缩干，乙腈 700mL带一次，得到十六碳二酰氯。
(2)将苄醇和碱三乙胺溶于反应溶剂乙腈中，滴加十六碳二酰氯与乙腈的混合溶液，滴毕，搅拌至反应结束，得到十六碳酸二苄酯；
具体为：十六碳二酰氯、苄醇、三乙胺的投料摩尔比为：1:2.5:2.5
取(358g，2.444mol)十六碳二酰氯加入乙腈2100mL溶解备用。另取一 10L四口瓶，加入乙腈3500mL，搅拌下加入(660.7g，6.111mol)苄醇和(618.3g， 6.111mol)三乙胺，控温15-25℃滴加制备的十六碳二酰氯乙腈溶液，滴完保温搅拌1小时，HPLC检测反应完毕后，将反应液倒入30L冰水中淬灭，过滤，水洗，干燥得到十六碳酸二苄酯970g，产率：85.0％。MSm/z 468(M+H)+
其中，制备的十六碳二酰氯乙腈溶液在1-5小时内滴加到苄醇、三乙胺、乙腈的混合溶液中。所述碱三乙胺可替换为，有机碱：DIEA、DBU、DMAP；无机碱：碳酸氢钠、碳酸钠、碳酸钾，碳酸铯；所述溶剂乙腈可替换为二氯甲烷、氯仿、乙酸乙酯、四氢呋喃或甲苯。
(3)将步骤得到的十六碳酸二苄酯溶于反应溶剂二氧六环中，控制体系至一定温度后，滴加氢氧化锂的水溶液，滴毕将体系升温，搅拌至反应结束后，用盐酸调节pH，得到目标产物十六碳二酸单苄酯。
具体地：十六碳酸二苄酯与氢氧化锂的投料摩尔比为1:0.98
在10L四口瓶中加入二氧六环3600mL，氮气保护，加入十六碳酸二苄酯 (300g，0.643mol)，控温20-25℃滴加氢氧化锂水溶液(26.4g，0.629mol)氢氧化锂一水合物溶于264mL水)，加完升温27-33℃搅拌18小时。HPLC检测反应完毕后，过滤，300mL二氧六环淋洗，滤饼转移至5L四口瓶中加入3000mL 水，加入140mL 1M盐酸调节pH＝4-5，升温至75-80℃溶解，降温至15-20℃，过滤，水洗，干燥得到十六碳二酸单苄酯169g，产率：70％。MS m/z 378(M+H)+
其中，所述反应溶剂二氧六环可替换为四氢呋喃、丙酮、乙腈、乙二醇二甲醚。所述氢氧化锂的水溶液在1-3小时内滴加至反应体系中。
此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同。凡依本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种长链二酸单苄酯类化合物的制备方法，其特征在于，合成路线如下：
Figure FDA0002821968310000011
其中，n≥10，SOCl2表示二氯亚砜，LiOH表示氢氧化锂，C6H5CH2OH表示苄醇，具体包括以下步骤：
(1)将式I所示化合物加入到溶剂SOCl2中，搅拌加热回流至反应结束，得到式II所示化合物；
(2)将苄醇和碱溶于反应溶剂A中，滴加式II所示化合物与反应溶剂A的混合溶液，滴毕，搅拌至反应结束，得到式III所示的化合物；
(3)将式III所示的化合物溶于反应溶剂B中，控制体系至20-25℃，滴加氢氧化锂的水溶液，滴毕将体系升温至27-33℃，搅拌至反应结束后，用盐酸调节pH，得到式IV所示化合物；其中，所述氢氧化锂的水溶液在1-3小时内滴加完毕。
2.根据权利要求1所述的一种长链二酸单苄酯类化合物的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中式I所示化合物与溶剂二氯亚砜的投料质量比1:3-1:10。
3.根据权利要求1所述的一种长链二酸单苄酯类化合物的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)的反应温度为15-25℃。
4.根据权利要求1所述的一种长链二酸单苄酯类化合物的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，式II所示化合物与苄醇的投料摩尔比1:2-1:5。
5.根据权利要求1所述的一种长链二酸单苄酯类化合物的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，反应溶剂A选自乙腈、二氯甲烷、氯仿、乙酸乙酯、四氢呋喃、甲苯中的一种；所述碱为有机碱或无机碱，有机碱为三乙胺或DIEA或DBU或DMAP，无机碱选自碳酸氢钠、碳酸钠、碳酸钾，碳酸铯中的一种。
6.根据权利要求1所述的一种长链二酸单苄酯类化合物的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，式II所示化合物与反应溶剂A的混合溶液在1-5小时内滴加完毕。
7.根据权利要求1所述的一种长链二酸单苄酯类化合物的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，式III所示的化合物与氢氧化锂的投料摩尔比为1:0.5-1:3。
8.根据权利要求1所述的一种长链二酸单苄酯类化合物的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，溶剂B选自四氢呋喃、丙酮、乙腈、二氧六环、乙二醇二甲醚中一种。
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