CN1394843A - 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生成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
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倍已能得到满意的结果。
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 NaHCO3,3.3Kg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的碳酸氢盐、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4-6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,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左右时析出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5或权利要求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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