CN115872849A

CN115872849A - 一种制备2,5-二甲基苯乙酸的方法

Info

Publication number: CN115872849A
Application number: CN202211670020.0A
Authority: CN
Inventors: 杨永正; 姜殿宝; 宫春波; 昝书金; 张洪学
Original assignee: Fuxin Ruiguang Fluorine Chemistry Co ltd
Current assignee: Fuxin Ruiguang Fluorine Chemistry Co ltd
Priority date: 2022-12-25
Filing date: 2022-12-25
Publication date: 2023-03-31

Abstract

本发明公开了一种制备2,5‑二甲基苯乙酸的方法，属于精细化工技术领域。以2,5‑二甲基苯甲酰氯为原料在乙腈溶液中，与氰化钠发生反应，得到2,5‑二甲基苯甲酰腈；接着2,5‑二甲基苯甲酰腈在1,3‑丙二醇溶液中，与水合肼和氢氧化钾发生还原水解反应，经酸化过滤得到2,5‑二甲基苯乙酸。本方法反应步骤短、操作简便，反应条件温和，收率和产品纯度高，非常易于实现工业化生产。

Description

一种制备2,5-二甲基苯乙酸的方法

技术领域

本发明属于精细化工技术领域，涉及一种制备2,5-二甲基苯乙酸的方法，更具体为以2,5-二甲基苯甲酰氯为原料制备2,5-二甲基苯乙酸的方法。

技术背景

螺虫乙酯(spirotetramat)是由拜耳公司开发的一种新型季酮酸类杀虫剂，作用机理与现有杀虫剂不同，通过干扰昆虫的脂肪生物合成导致幼虫死亡，降低成虫繁殖能力，具有很好内吸性，可通过植物木质部和向顶(上)传导，杀虫谱广，持效期长，也是迄今唯一具有双向內吸传导性能杀虫剂。而2,5-二甲基苯乙酰氯是合成螺虫乙酯重要中间体，2,5-二甲基苯乙酸是合成2,5-二甲基苯乙酰氯必不可少的原料。

专利CN1918103采用二甲苯与氯乙酰氯发生傅克酰基化反应，然后与新戊二醇缩合，然后高温重排，水解中和得到2,5-二甲基苯乙酸。该工艺中，傅克酰基化反应后加水淬灭大量放热，控制不好容易造成安全事故，且产生大量含铝盐的酸性废水，重排反应温度要求180℃，反应温度较高。

[Bulltetin ofchemical society ofJapan 1975,48,497-502]以对二甲苯为原料，经氯甲基化后与氰化钠反应，接着水解得到2,5-二甲基苯乙酸。此方法原料易得，操作简便，缺点是酸性废水较多，氰化钠属于管控产品，车间生产时对工人要求严格。反应路线如下：

CN201110060598以2,5-二甲基苯甲基氯与CO气体在钯催化剂存在下进行气液反应，然后分别用30％液碱处理，水层用浓盐酸中和得到2,5-二甲基苯乙酸。该方法中，CO原料易得，方法简便，但对技术和设备要求高，同时贵金属催化剂的使用，增加了成本。反应路线如下：

JP2008291008报道了以2,5-二甲基苯乙酮为初始原料，经过耦合、水解反应合成2,5-二甲基苯乙酸。该方法操作简单，但耦合收率66％较低，反应中使用了单质硫，水解时含硫废气对环境污染大。反应路线如下：

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种制备2,5-二甲基苯乙酸的方法。以2,5-二甲基苯甲酰氯为原料，两步反应制得2,5-二甲基苯乙酸。具有反应步骤短、收率高、质量稳定、操作简便等优点，易于工业化生产。

本发明所述制备2,5-二甲基苯乙酸的方法，包括如下步骤：2,5-二甲基苯甲酰氯为起始原料，经氰化、还原水解两步反应得到2,5-二甲基苯乙酸。采用反应方程式表示如下：

进一步地，在上述技术方案中，所述氰化反应为，2,5-二甲基苯甲酰氯和氰化钠，在有机溶剂中反应，得到2,5-二甲基苯甲酰腈。

进一步地，在上述技术方案中，所述氰化反应中，2,5-二甲基苯甲酰氯与氰化钠摩尔比为1：1.0-1.5。

进一步地，在上述技术方案中，所述氰化反应中，反应温度为50-100℃。

进一步地，在上述技术方案中，所述有机溶剂为乙腈、DMF、氯仿、甲苯、氯苯等的一种或几种混合。

进一步地，在上述技术方案中，所述还原水解反应中，2,5-二甲基苯甲酰腈、水合肼和碱，在有机溶剂中反应，反应结束，加酸调pH，处理后得到2,5-二甲基苯乙酸。

进一步地，在上述技术方案中，所述还原水解反应中，反应温度为80-130℃。

进一步地，在上述技术方案中，所述还原水解反应中，2,5-二甲基苯甲酰腈与水合肼摩尔比为1：1.0-2.0，2,5-二甲基苯甲酰腈与碱摩尔比为1：5。

进一步地，在上述技术方案中，所述还原水解反应中，有机溶剂选自1,3-丙二醇、1,2-乙二醇、单缩乙二醇、二缩乙二醇中的一种或几种混合。

进一步地，在上述技术方案中，所述还原水解反应中，碱为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂中一种或几种混合。

进一步地，在上述技术方案中，所述还原水解反应，反应完全后，调pH值的酸选用盐酸或硫酸。

进一步地，在上述技术方案中，本发明所述技术方案典型方案操作为：以2,5-二甲基苯甲酰氯为原料在乙腈溶液中，与氰化钠发生反应，得到2,5-二甲基苯甲酰腈；接着2,5-二甲基苯甲酰腈在1,3-丙二醇溶液中，与水合肼和氢氧化钾发生还原水解反应，经酸化过滤得到2,5-二甲基苯乙酸。

发明有益效果：

A、以2,5-二甲基苯甲酰氯为反应的起始原料，经氰化、还原水解两步反应得到最终产物，反应步骤短，纯度高，两步收率90％以上。

B、采用水合肼和氢氧化钾在1,3丙二醇溶剂中，将2,5-二甲基苯甲酰腈羰基被还原成亚甲基，同时碱性条件下，氰基又水解成羧酸盐，采用盐酸调pH＝2以下，得到目标化合物。

C、整个反应过程操作简单，反应条件温和，适用于工业化生产。还原和水解反应一锅完成，也给相似结构化合物合成提供了一种有益的思路。

具体实施方案

下面将结合具体的实施例来对本发明作更详细的说明，但本发明的保护范围不限于此。

实施例1：

氰化反应：2,5-二甲基苯甲酰腈的制备

在配有冷凝器、温度计和滴加漏斗的2L四口瓶中，依次加入氯仿500克和氰化钠49克(1.0mol)，搅拌下加热到50℃，滴加2,5-二甲基苯甲酰氯溶液168.6克(1.0mol)，滴毕，升温到回流，保温反应10h。降温到室温，加水分层有机层用水洗至中性，浓缩得油状物148.4克，纯度97.8％(GC，A/A％),收率93.2％。

实施例2：

氰化反应：2,5-二甲基苯甲酰腈的制备

在配有冷凝器、温度计和滴加漏斗的2L四口瓶中，依次加入乙腈500克和氰化钠54克(1.1mol)，搅拌下加热到50℃，滴加2,5-二甲基苯甲酰氯溶液168.6克(1.0mol)，滴毕，升温到75℃，保温反应10h。降温到室温，加水分层有机层用水洗至中性，浓缩得油状物155.1克，纯度98.2％(GC，A/A％)，收率97.4％。

实施例3：

氰化反应：2,5-二甲基苯甲酰腈的制备

在配有冷凝器、温度计和滴加漏斗2L四口瓶中，依次加入甲苯500克和氰化钠64克(1.3mol)，搅拌下加热到50℃，滴加2,5-二甲基苯甲酰氯溶液168.6克(1.0mol)，滴毕，升温到100℃，保温反应10h。降温到室温，加水分层有机层用水洗至中性，浓缩得油状物130.5克，纯度97.6％(GC，A/A％)，收率82％。

实施例4：

氰化反应：2,5-二甲基苯甲酰腈的制备

在配有冷凝器、温度计和滴加漏斗2L四口瓶中，依次加入氯苯500克和氰化钠44克(0.9mol)，搅拌下加热到50℃，滴加2,5-二甲基苯甲酰氯溶液168.6克(1.0mol)，滴毕，升温到110℃，保温反应10h。降温到室温，加水分层有机层用水洗至中性，浓缩得油状物124.5克，纯度96.8％(GC，A/A％)，收率78.2％。

实施例5：

氰化反应：2,5-二甲基苯甲酰腈的制备

在配有冷凝器、温度计和滴加漏斗的2L四口瓶中，依次加入DMF500克和氰化钠54克(1.1mol)，搅拌下加热到50℃，滴加2,5-二甲基苯甲酰氯溶液168.6克(1.0mol)，滴毕，升温到100℃，保温反应10h。降温到室温，加水分层有机层用水洗至中性，浓缩得油状物143.3克，纯度98.0％(GC，A/A％)，收率90％。

实施例6：

还原水解反应：2,5-二甲基苯乙酸的制备

将氰化反应得到2,5-二甲基苯甲酰腈油状物127克(0.8mol)、水合肼75克(含量80％，1.2mol)、氢氧化钾134克(2.4mol)和1.3-丙二醇500克，依次加入2000mL四口瓶中，先升温到80℃，保温反应2h，然后继续升温到130℃，保温反应10h，GC检测2,5-二甲基苯甲酰腈(＜0.1％)反应完全。反应毕，降温至50℃，加水500克淬灭，用30％盐酸316克(2.6mol)调溶液pH值小于2以下，降温到20℃以下过滤、干燥得到2,5-二甲基苯甲酸白色固体122.7克，含量98.5％(GC，A/A％)，收率93.4％。

实施例7：

还原水解反应：2,5-二甲基苯乙酸的制备

将氰化反应得到2,5-二甲基苯甲酰腈油状物127克(0.8mol)、水合肼94克(含量80％，1.5mol)、氢氧化钠96克(2.4mol)和1.2-乙二醇500克，依次加入2000mL四口瓶中，先升温到50℃，保温反应2h，然后继续升温到150℃，保温反应10h，GC检测2,5-二甲基苯甲酰腈(＜0.1％)反应完全。反应毕，降温至50℃，加水500克淬灭，用30％盐酸316克(2.6mol)调溶液pH值小于2以下，降温到20℃以下过滤、干燥得到2,5-二甲基苯甲酸白色固体117克，含量98.2％(GC，A/A％)，收率89.1％。

实施例8：

还原水解反应：2,5-二甲基苯乙酸的制备

将氰化反应得到2,5-二甲基苯甲酰腈油状物127克(0.8mol)、水合肼60克(含量80％，1.2mol)、氢氧化锂19.2克(0.8mol)、氢氧化钠32克(0.8mol)、氢氧化钾45克(0.8mol)和单缩-乙二醇500克，依次加入2000mL的四口瓶中，先升温到100℃，保温反应2h，然后继续升温到180℃，保温反应10h，GC检测2,5-二甲基苯甲酰腈(＜0.1％)反应完全。反应毕，降温至50℃，加水500克淬灭，用30％盐酸316克(2.6mol)调溶液pH值小于2以下，降温到20℃以下过滤、干燥得到2,5-二甲基苯甲酸白色固体106.4克，含量96.8％(GC，A/A％)，收率81.0％。

实施例9：

还原水解反应：2,5-二甲基苯乙酸的制备

将氰化反应得到2,5-二甲基苯甲酰腈油状物127克(0.8mol)、水合肼62.5克(含量80％，1.0mol)、氢氧化钾89.6克(1.6mol)和二缩-乙二醇500克，依次加入2000mL四口瓶中，先升温到70℃，保温反应2h，然后继续升温到100℃，保温反应10h，GC检测2,5-二甲基苯甲酰腈(＜0.1％)反应完全。反应毕，降温至50℃，加水500克淬灭，用50％硫酸510克(2.6mol)调溶液pH值小于2以下，降温到20℃以下过滤、干燥得到2,5-二甲基苯甲酸白色固体111.7克，含量97.8％(GC，A/A％)，收率85.0％。

实施例10：

还原水解反应：2,5-二甲基苯乙酸的制备

将氰化反应得到2,5-二甲基苯甲酰腈油状物127克(0.8mol)、水合肼125克(含量80％，2.0mol)、氢氧化锂57.5克(2.4mol)和1.3-丙二醇500克，依次加入2000mL四口瓶中，先升温到80℃，保温反应2h，然后继续升温到170℃，保温反应10h，GC检测2,5-二甲基苯甲酰腈(＜0.1％)反应完全。反应毕，降温至50℃，加水500克淬灭，用50％硫酸510克(2.6mol)调溶液pH值小于2以下，降温到20℃以下过滤、干燥得到2,5-二甲基苯甲酸白色固体119.2克，含量98.0％(GC，A/A％)，收率90.7％。

以上仅是本发明优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种2,5-二甲基苯乙酸的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：2,5-二甲基苯甲酰氯为起始原料，经氰化、还原水解两步反应得到2,5-二甲基苯乙酸；反应方程式表示如下：

2.根据权利要求1所述2,5-二甲基苯乙酸的制备方法，其特征在于：所述氰化反应为，2,5-二甲基苯甲酰氯和氰化钠，在有机溶剂中反应，得到2,5-二甲基苯甲酰腈。

3.根据权利要求2所述2,5-二甲基苯乙酸的制备方法，其特征在于：所述氰化反应中，2,5-二甲基苯甲酰氯与氰化钠摩尔比为1：1.0-1.5。

4.根据权利要求2所述2,5-二甲基苯乙酸的制备方法，其特征在于：所述氰化反应中，反应温度为50-100℃。

5.根据权利要求2所述2,5-二甲基苯乙酸的制备方法，其特征在于：所述有机溶剂为乙腈、DMF、氯仿、甲苯、氯苯等的一种或几种混合。

6.根据权利要求1所述2,5-二甲基苯乙酸的制备方法，其特征在于：所述还原水解反应中，2,5-二甲基苯甲酰腈、水合肼和碱，在有机溶剂中反应，反应结束，加酸调pH，处理后得到2,5-二甲基苯乙酸。

7.根据权利要求6所述2,5-二甲基苯乙酸的制备方法，其特征在于：所述还原水解反应中，反应温度为80-130℃。

8.根据权利要求6所述2,5-二甲基苯乙酸的制备方法，其特征在于：所述还原水解反应中，2,5-二甲基苯甲酰腈与水合肼摩尔比为1：1.0-2.0，2,5-二甲基苯甲酰腈与碱摩尔比为1：5。

9.根据权利要求6所述2,5-二甲基苯乙酸的制备方法，其特征在于：所述还原水解反应中，有机溶剂选自1,3-丙二醇、1,2-乙二醇、单缩乙二醇、二缩乙二醇中的一种或几种混合。

10.根据权利要求6所述2,5-二甲基苯乙酸的制备方法，其特征在于：所述还原水解反应中，碱为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂中一种或几种混合。