CN1208299C - 同时生产2，4－二羟基苯甲酸和2，6－二羟基苯甲酸的无溶剂合成新工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种同时生产2，4-二羟基苯甲酸和2，6-二羟基苯甲酸的无溶剂合成新工艺，以及分离纯化工艺。系在CO2气体存在下间苯二酚和碱金属盐加热反应2，4-二羟基苯甲酸和2，6-二羟基苯甲酸，再由有机溶剂提取或控制pH酸化分步沉淀方法分离，再重结晶纯化。

Description

同时生产2，4-二羟基苯甲酸和 2，6-二羟基苯甲酸的无溶剂合成新工艺
技术领域
本发明是2，6-二羟基苯甲酸的合成方法，具体地说是一种同时生产2，4-二羟基苯甲酸和2，6-二羟基苯甲酸的无溶剂合成新工艺，以及分离纯化工艺。
背景技术
2，6-二羟基苯甲酸是新型高效除草剂异恶草胺、嘧啶水杨酸、双嘧草醚的重要中间体，需求量越来越大。2，4-二羟基苯甲酸也是制备一类UV吸收剂的重要中间体，需求量很大。
芳香族化合物在碱性介质中羧化制备苯甲酸的方法即是Kolbe合成。在溶剂中合成苯甲酸常常收率不高，选择性较差。2，6-二羟基苯甲酸的常用生产工艺是以间苯二酚为原料，先转化为钾或钠盐，然后在二甲基甲酰胺或乙醇之类溶液中和二氧化碳反应得到，收率36％(JP.62-440)，产生大量的含酚废水，原料利用率低，环境污染问题非常严重。2，4-二羟基苯甲酸的生产虽然是以水为溶剂，收率在65％(Organic Syntheses coll.vol 2 p557.)，但也有会酚废水的环境污染问题。德国Frankfurt公司提出了固相生产2，4-二羟基苯甲酸的专利(USP.4996354)，收率80％。环境污染大大减少。
发明内容
本发明的目的是提供一种无溶剂法生产2，6-二羟基苯甲酸，并同时生产2，4-二羟基苯甲酸的方法，以及分离纯化工艺，即通过间苯二酚在CO2气体存在下和碱金属的碳酸氢盐、碳酸盐或它们的混合物混合加热反应得到二种酸的混合物，并利用它们物理和化学性质的差异分离和纯化得到二种异构的酸。
本发明所述的CO2气体存在下，是指反应物在CO2气氛下。碱金属的碳酸氢盐、碳酸盐或它们的混合物在加热过程中也有CO2气体逸出，但是最好另加或通入CO2，CO2气体的存在有利于反应。反应体系不需要加压，但加压也可以进行，如果加压，压力一般小于20bar；CO2也可以用惰性气体稀释，例如氮气、氦气等。
从成本和反应时间综合来看、应优先使用钠盐和钾盐的混合物，特别是钾盐占盐的总重量的1/4-1/2效果更好。通常盐的总重量为间苯二酚的2-15倍。推荐盐的总重量为间苯二酚的3-6倍己能得到满意的结果。
反应温度在140℃至165℃。150-160℃时得到较好的总收率和2，6-二羟基苯甲酸的收率。反应温度较低时，2，6-二羟基苯甲酸收率下降，温度升高其他副产物增加。为了固相反应物混合、加热容易和均匀，反应混合物中可以加入惰性物质，如无机盐、矿物、金属等等。
反应混合物中含有2，4-二羟基苯甲酸和2，6-二羟基苯甲酸，加稀盐酸溶解，然后通过几条工艺路线进行分离，提供二个高纯度产品。
方法一：先用醋酸乙酯提取反应混合物水溶液中的2，6-二羟基苯甲酸和没有反应的间苯二酚，醋酸乙酯母液浓缩后得到含酚的2，6-二羟基苯甲酸，重结晶得到2，6-二羟基苯甲酸，母液中可回收没有反应的间苯二酚。提取2，6-二羟基苯甲酸和没有反应的间苯二酚后留下的母液酸化后得到2，4-二羟基苯甲酸。整个工艺流程可以附图1表示。
方法二：将产物的水溶液分步酸化，PH＝1.5-3.5时，析出2，4-二羟基苯甲酸，PH≤1左右时析出2，6-二羟基苯甲酸。
方法三：将产物的水溶液彻底酸化PH≤1得到2，4-二羟基苯甲酸和2，6-二羟基苯甲酸的混合物，然后将此固体混合物重新溶解，按方法一或方法二分离。
方法四：用低级醇直接从反应固相混合物提取、再酸化得到2，6-二羟基苯甲酸和2，4-二羟基苯甲酸及回收没有反应的间苯二酚，然后按上述相同的方法分离三个组分，留下的碳酸盐和碳酸氢盐在除去溶剂后可用于下次反应。
分离得到的产物重结晶后纯度在99％以上(高压液相色谱仪分折，HPLC)。
附图说明
附图1是本发明方法1的工艺流程图。间苯二酚和碱金属盐(如碳酸氢盐)加热反应得固体混合物，先用醋酸乙酯提取反应混合物水溶液中的2，6-二羟基苯甲酸和没有反应的间苯二酚，醋酸乙酯母液浓缩后得到含酚的2，6-二羟基苯甲酸，重结晶得到2，6-二羟基苯甲酸，母液中可回收没有反应的间苯二酚。提取2，6-二羟基苯甲酸和没有反应的间苯二酚后留下的母液酸化后得到2，4-二羟基苯甲酸。
新工艺环境污染少，原料利用率高，综合成本大大下降。
具体实施方式
通过下述实施例将有助于理解本发明，但并不限制本发明的内容。
                             实施例1
(1)2，6-二羟基苯甲酸和2，4-二羟基苯甲酸的合成。
在35L固体混合器中，加入10kg NaHCO3，5kg KHCO3，3.3Kg间苯二酚，升温至154℃，通入CO2，反应3小时。反应混合物冷却，加入稀盐酸溶解。
(2)分离2，4-二羟基苯甲酸
上述反应混合物的水溶液用乙酸乙酯EtOAc提取，提取液中含2，6-二羟基苯甲酸和间苯二酚。水相母液用浓盐酸调节pH＝2，得到2，4-二羟基苯甲酸沉淀2.45kg，收率53％，纯度＞97％(HPLC)，用水和活性碳重结晶得到99％纯度。
(3)从2，6-二羟基苯甲酸和间苯二酚混合物中除去间苯二酚。
将(2)中的乙酸乙酯提取液水洗浓缩后得到含酚的2，6-二羟基苯甲酸粗产品。用水和活性碳重结晶得到2，6-二羟基苯甲酸，1.34kg，收率29％，纯度＞99％(HPLC)。重结晶母液浓缩后可以回收没有反应的间苯二酚。
                             实施例2
反应温度改为140℃，其他反应操作同实施例1。得到2，4-二羟基苯甲酸3.7kg(收率80％)，2，6-二羟基苯甲酸0.32kg(收率7％)。
                             实施例3
KHCO3用量减少到3kg，其他反应操作同实施例1，得到2，4-二羟基苯甲酸2.31kg(收率50％)，2，6-二羟基苯甲酸0.97kg(收率21％)。
                             实施例4
反应混合物中加入无水Na2SO4 1Kg，其他反应操作同实施例1，得到2，4-二羟基苯甲酸2.36kg(收率51％)，2，6-二羟基苯甲酸1.25kg(收率27％)。
                             实施例5
实施例1得到的固体混合物加入甲醇5L，搅拌回流2hr，过滤，滤渣干燥后供下次反应用，滤液浓缩后的残余物按实施例1的方法分离得到2，4-二羟基苯甲酸1.6kg(收率35％)，2，6-二羟基苯甲酸0.83kg(收率18％)。
                             实施例6
反应温度为165℃，其他操作同实施例1，得到2，4-二羟基苯甲酸2.0kg(收率43％)，2，6-二羟基苯甲酸1.2kg(收率26％)。
                             实施例7
实施例1得到的固体反应混合物水溶液用浓盐酸调节PH＝3，得到2，4-二羟基苯甲酸沉淀2.5kg(收率54％，HPLC纯度99％)。母液再酸化至PH≤1得到2，6-二羟基苯甲酸固体沉淀1.38kg(收率30％，HPLC纯度97％)，重结晶后纯度可达99％。
                             实施例8
实施例1得到的固体反应混合物水溶液用浓盐酸酸化至PH≤1，冷却后过滤得到2，4-二羟基苯甲酸和2，6-二羟基苯甲酸混合物3.8kg，总收率83％。混合物按实施例1或7分离纯化。
                             实施例9
反应时CO2的压力为10bar，其他操作同实施例1，得到2，4-二羟基苯甲酸2.36kg(收率51％)，2，6-二羟基苯甲酸1.34kg(收率29％)。

Claims (9)

1.一种同时生产2，4-二羟基苯甲酸和2，6-二羟基苯甲酸的无溶剂合成新工艺，其特征是在CO2气体存在下、140℃至165℃和常压至20bar时，间苯二酚和碱金属盐反应1-10小时，所述的碱金属盐的总重量为间苯二酚的2-15倍。
2.如权利要求1所述的一种同时生产2，4-二羟基苯甲酸和2，6-二羟基苯甲酸的无溶剂合成新工艺，其特征是所述的反应在CO2气氛下进行，所述的CO2未用或用惰性气体稀释。
3.如权利要求1所述的一种同时生产2，4-二羟基苯甲酸和2，6-二羟基苯甲酸的无溶剂合成新工艺，其特征是所述的碱金属盐是碳酸氢盐、碳酸盐或它们的混合物。
4.如权利要求2所述的一种同时生产2，4-二羟基苯甲酸和2，6-二羟基苯甲酸的无溶剂合成新工艺，其特征是所述的碱金属盐是钠盐和钾盐的混合物，其中钾盐占盐的总重量的1/4-1/2。
5.如权利要求1所述的一种同时生产2，4-二羟基苯甲酸和2，6-二羟基苯甲酸的无溶剂合成新工艺，其特征是所述的盐的总重量为间苯二酚的3-6倍。
6.如权利要求1所述的一种同时生产2，4-二羟基苯甲酸和2，6-二羟基苯甲酸的无溶剂合成新工艺，其特征是用醋酸乙酯提取反应混合物水溶液中的2，6-二羟基苯甲酸和没有反应的间苯二酚，醋酸乙酯母液浓缩后，重结晶得到2，6-二羟基苯甲酸，提取2，6-二羟基苯甲酸和没有反应的间苯二酚后留下的母液酸化后得到2，4-二羟基苯甲酸。
7.如权利要求1所述的一种同时生产2，4-二羟基苯甲酸和2，6-二羟基苯甲酸的无溶剂合成新工艺，其特征是将含产物的水溶液分步酸化，PH＝1.5-3.5时，析出2，4-二羟基苯甲酸，PH≤1时析出2，6-二羟基苯甲酸。
8.如权利要求1所述的一种同时生产2，4-二羟基苯甲酸和2，6-二羟基苯甲酸的无溶剂合成新工艺，其特征是将产物的水溶液彻底酸化至PH≤1得到2，4-二羟基苯甲酸和2，6-二羟基苯甲酸的混合物，固体混合物重新溶于碱溶液中，按权利要求6的方法分离。
9.如权利要求1所述的一种同时生产2，4-二羟基苯甲酸和2，6-二羟基苯甲酸的无溶剂合成新工艺，其特征是反应温度为150-160℃。
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