CN1162400C - 具有端官能团基长链活性酯的合成工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及具有端官能团基长链活性酯的合成工艺，它是通过两步而得到的，先通过端官能团基长链羧酸在促进剂存在下与氯化亚砜反应得到长链酰氯，然后将以上得到的酰氯与活性醇进行酯化反应得到端官能团基长链活性酯。与现有技术相比，本发明在技术上提供了一条合成具有端官能团基长链活性酯的有效途径，并具有成本较低、产率较高、后处理工艺过程较为简单等优点。

Description

具有端官能团基长链活性酯的合成工艺

本发明涉及有机化学材料合成技术领域，尤其涉及一种具有端官能团基长链活性酯的合成工艺。

现有合成酯的技术通常有直接酯化法和先酰氯后酯化法两种。

在合成短链活性酯如丙烯酸活性酯时两种方法兼用。Biochemistry，1975：Vol14，No7(Ronald)曾报道了丙烯酸琥珀酰亚胺酯和丙烯酸苯邻二甲酰亚胺酯的合成。合成丙烯酸琥珀酰亚胺酯时通过丙烯酰氯与N-羟基琥珀酰亚胺反应；合成丙烯酸苯邻二甲酰亚胺酯时通过丙烯酸与N-羟基苯邻二甲酰亚胺在二环己基碳二亚胺中反应。然后都采用大量的氯仿萃取、蒸馏，再用醇提纯，最后只得到34％和55％的产率。此外，该方法采用大量的氯仿，产生大量的资源浪费并造成环境污染。

合成长链酯的技术多采用直接酯化法。用于制造脊椎造影剂碘苯酯的十一烯酸乙酯即采用硫酸酯化法，水洗、干燥后减压蒸馏而得。US 5,858,653报道了11-(4-苯甲酰基苯甲酰胺基)十一酸琥珀酰亚胺酯的合成方法。文中采用11-(4-苯甲酰基苯甲酰胺基)十一酸，N-羟基琥珀酰亚胺反应原料溶于1，4-二氧杂环己烷，后加入1，3-二环己基碳二亚胺无水反应一夜，蒸馏、重结晶，得到73％的产物。该方法产率较高，然而1，4-二氧杂环己烷、1，3-二环己基碳二亚胺用量大，且成本较高。

EP 799,824报道了一种烷基酸琥珀酰亚胺酯的合成方法。但该方法通过加入氯代磷酸酯与碱，如二苯基氯代磷酸酯与碳酸氢钠，促使烷基酸与N-羟基琥珀酰亚胺的反应。然而该方法的合成与后处理过程均较为复杂，而且成本也较高。

本发明的目的在于克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种成本较低、产率较高、后处理过程较为简单的合成具有端官能团基长链活性酯的工艺。

本发明的目的可以通过以下方式来实现：这种端官能团基长链活性酯是通过两步而得到的，先合成端官能团基长链酰氯，然后再酯化；这种端官能团基长链酰氯，通过端官能团基长链羧酸在促进剂存在下与氯化亚砜在0～70℃温度下反应1～18小时后，减压蒸馏(液体状态)或重结晶(固体状态)得到；这种端官能团基长链活性酯，通过上述得到的酰氯在有或无溶剂下与活性醇在0～100℃温度下反应1～24小时后，除去有机溶剂(指在反应中加入有机溶剂的条件下)，然后用一定的溶剂重结晶而得到。

上述端官能团长链羧酸的分子通式为A-R-COOH，其中A为官能团，包括卤素X(X＝F、Cl、Br、I)、乙烯基(CH₂＝CH)、乙炔基(CH≡C)、苯基、丙烯酰基(CH₂＝CR₁CO，式中R₁可取氢或甲基)、苯甲酰苯甲酰基如4-苯甲酰苯甲酰基、蒽醌甲酰基、蒽醌胺基、叠氮基芳环基衍生物如4-叠氮基-2-硝基苯基-4-氨基、4-叠氮基全氟苯基-4-氨基等。上述通式中R为烷基，可以是直链烷基或支链烷基。

上述R为直链烷基，则R取(CH₂)_n，其中1≤n≤14。

上述R为支链烷基，则R取R₂CH₂(R₃)R₄，其中R₂为(CH₂)_i，R₃为(CH₂)_j，R₄为(CH₂)_k，式中i、j、k≥0，j≤4，且i+j+k≤13。

上述促进剂为能促进酰氯化的路易斯(Lewis)碱如吡啶、N，N-二甲基甲酰胺、金属氯化物如氯化亚铜等。

上述活性醇为非烷烃类醇，生成酯后很容易于一些反应性基团如氨基NH₂-、巯基SH-、羟基OH-等发生反应。包括N-羟基琥珀酰亚胺、N-羟基顺丁二烯二酰亚胺、N-羟基苯邻二甲酰亚胺等。

上述反应用有机溶剂必须符合下列条件：(a)能溶解端官能团长链酰氯和活性醇；(b)不能与端官能团长链酰氯、活性醇及官能团基长链活性酯发生化学反应；(c)与反应物和产物的沸点相差较大且容易除去。满足上述条件的有机溶剂例如：三氯甲烷、四氯甲烷、N，N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、苯、四氢呋喃、1，4-二氧杂环己烷、N，N，N′N′-四甲基乙二胺等。

上述两处重结晶用溶剂必须为符合下列条件的一种或多种溶剂：(a)不能与反应物及产物发生化学反应；(b)在高温时，产物在该溶剂中的溶解度较大，而在低温时则很小；(c)反应物在该溶剂中的溶解度或是很大(待重结晶物质析出时，杂质仍留在母液中)，或是很小(待重结晶物质溶解在溶剂里，借过滤除去杂质)；(d)该溶剂易与产物分离。符合该条件的溶剂包括：醚类如乙醚、甲丁醚等；醇类如甲醇、乙醇、丁醇等；石油醚；苯等。

与现有技术相比，本发明在技术上提供了一条合成具有端官能团基长链活性酯的有效途径，并首次成功地合成出了多种具有端官能团基长链活性酯，本发明成本较低、产率较高、后处理工艺过程较为简单，具有较高的经济价值。

下面结合实施例，对本发明作进一步说明。

实施例1

第一步，十一烯酰氯的合成：往烧瓶中加入300ml(1.48mol)十一烯酸和2ml促进剂吡啶，缓慢滴加250ml(2.13mol)氯化亚砜，待滴加完毕后50℃下继续反应2小时，然后分别用水泵和油泵将过量的氯化亚砜除尽，再用减压蒸馏即可得十一烯酰氯；第二步，十一烯酸琥珀酰亚胺酯的合成：往烧瓶中加入由第一步得到的十一烯酰氯200ml(0.93mol)，再加入N-羟基琥珀酰亚胺40g(0.34mol)，80℃条件下充分搅拌10小时后冷却，得到固体，然后用醚重结晶三次，真空干燥后得到无色、透明的层状晶体，产率65％。

经DSC(Shimadzu DSC-50)测定，其熔点为57.16℃。

元素分析：C 64.32％；H 8.57％；N 5.05％。

实例2

第一步，十一烯酰氯的合成：往烧瓶中加入200ml(0.99mol)十一烯酸和3ml促进剂N，N-二甲基甲酰胺，缓慢滴加200ml(1.7mol)氯化亚砜，待滴加完毕后60℃下继续反应3小时，然后分别用水泵和油泵将过量的氯化亚砜除尽，再用减压蒸馏即可得十一烯酰氯；第二步，十一烯酸琥珀酰亚胺酯的合成：往烧瓶中先加入150ml三氯甲烷，然后加入由第一步得到的十一烯酰氯250ml(1.16mol)，再加入N-羟基琥珀酰亚胺45g(0.38mol)，80℃条件下充分搅拌10小时后冷却，得到固体，然后用醚重结晶三次，真空干燥后得到无色、透明的层状晶体，得到产率78％。

分析结果同实例1。

实例3

第一步，6-溴基-己酰氯的合成：将20ml氯化亚砜加到装有8g6-溴基-己酸的烧瓶中，并加入5ml氯化亚铜。反应一段时间后升温至60℃，恒温4小时后抽去氯化亚砜即得6-溴基-己酰氯；第二步，6-溴基-己酸苯邻二甲酰亚胺酯的合成：称取6g N-羟基苯邻二甲酰亚胺加到100ml无水四氢呋喃的烧瓶中，缓慢地滴加8.9g由第一步得到的6-溴基-己酰氯，然后在40℃下反应9小时。除尽溶剂四氢呋喃后，用醇重结晶三次，真空干燥后得到68％的晶体。

元素分析：C 49.81％；H 4.62％；N 3.95％；O 18.94％。

Claims (6)

1.具有端官能团基长链活性酯的合成工艺，它是通过两步而得到的，先合成端官能团基长链酰氯，然后再酯化，其特征在于，所述的端官能团基长链酰氯，通过端官能团基长链羧酸在促进剂存在下与氯化亚砜在0～70℃温度下反应1～18小时后，减压蒸馏或溶剂重结晶得到；所述的端官能团基长链活性酯，通过以上得到的酰氯在有或无有机溶剂存在下与活性醇在0～100℃温度下反应1～24小时后，除去有机溶剂，然后用溶剂重结晶而得到；所述的端官能团长链羧酸的分子通式为A-R-COOH，其中A为卤素X、乙烯基、乙炔基、苯基、丙烯酰基、苯甲酰苯甲酰基、蒽醌甲酰基、蒽醌胺基、叠氮基芳环基衍生物、4-叠氮基全氟苯基-4-氨基，其中R为C₁～C₁₄烷基，可以是直链烷基或支链烷基；所述的活性醇为N-羟基琥珀酰亚胺、N-羟基顺丁二烯二酰亚胺、N-羟基苯邻二甲酰亚胺。

2.根据权利要求1所述的具有端官能团基长链活性酯的合成工艺，其特征在于，所述的直链烷基R取(CH₂)_n，其中1≤n≤14。

3.根据权利要求1所述的具有端官能团基长链活性酯的合成工艺，其特征在于，所述的支链烷基R取R₂CH(R₃)R₄，其中R₂为(CH₂)_i，R₃为(CH₂)_j-1 CH₃，R₄为(CH₂)_k，式中i、j、k≥0，j≤4，且i+j+k≤13。

4.根据权利要求1所述的具有端官能团基长链活性酯的合成工艺，其特征在于，所述的促进剂为能促进酰氯化的路易斯碱，包括吡啶、N，N-二甲基甲酰胺、金属氯化物。

5.根据权利要求1所述的具有端官能团基长链活性酯的合成工艺，其特征在于，所述的有机溶剂选自三氯甲烷、四氯甲烷、N，N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、苯、四氢呋喃、1，4-二氧杂环己烷、N，N，N′N′-四甲基乙二胺中的其中一种。

6.根据权利要求1所述的具有端官能团基长链活性酯的合成工艺，其特征在于，所述的重结晶用溶剂选自醚类、醇类、石油醚、苯中的其中一种或几种。