CN1915959A - 一种合成对异丙基苯甲酸的新方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种合成对异丙基苯甲酸的方法，其特征是以β－蒎烯为原料，经氧化剂氧化得到诺蒎酸，诺蒎酸在硫酸作用下脱水开环得到二氢枯茗酸，二氢枯茗酸催化脱氢得到对异丙基苯甲酸。本发明方法采用可再生的天然产物β－蒎烯为原料，原料丰富，价格低廉，方法步骤少，操作简便，成本低，有工业化前景，可使松节油得到高附加值的利用。
Description
技术领域
本发明涉及一种合成对异丙基苯甲酸的新方法。
背景技术
对异丙基苯甲酸是一种重要的精细化学品，在木材工业上用作防腐剂和保护剂，能用于废水的处理和抑制汽车阻冻剂的腐蚀；它还是免清洗助焊剂和某些高分子热敏电阻的原材料。特别是近年来对异丙基苯甲酸在医药等化学工业中得到了广泛应用，是重要的化工原料，如1999年在日本上市的抗糖尿病新药那格列奈和处于II期临床的第一个选择性NHE-1抑制剂Cariporide(HOE-642)，均以对异丙基苯甲酸为原料进行合成。
现在对异丙基苯甲酸的合成一般以异丙苯或对异丙基甲苯为原料。以异丙苯为原料的合成主要有以下4条路线：(1)异丙苯氯甲基化，然后与乌洛托品反应，经水解得到对异丙基苯甲醛，再氧化得到对异丙基苯甲酸(化学试剂，1988，10(6)：373-375)；(2)异丙苯在三氯化铝催化下和氯乙酰氯发生付氏酰基化反应，然后与吡啶成盐，经碱水解后酸化得到对异丙基苯甲酸(J.Am.Chem.Soc.，1955，77(14)：3763-3766)；(3)异丙苯在三氯化铝催化下和无水氯乙醛反应，然后在碱性条件下经H2O2氧化，酸化后生成对异丙基苯甲酸(Synth.Commun.，1987，17(4)：457-464)；(4)异丙苯在三氯化铝催化下和醋酐发生付氏酰基化反应，再经溴仿反应，酸化后生成对异丙基苯甲酸(化学试剂，2005，27(2)：107-108)。上述方法都存在邻、对位异构体的分离问题，选择性较差。以对异丙基甲苯为原料的合成方法是在乙酸酐溶剂中，用醋酸钴作催化剂，通入氧气氧化得到对异丙基苯甲酸(精细化工，1997，14：45-46)。反应产率较高，但使用溶剂乙酸酐价格较贵，乙酸酐回收困难，污染大；并且反应在90℃下进行24小时，能耗大，时间长。
我国松节油资源丰富，但深加工产品少，从中分离出的高纯度β-蒎烯(β-pinene)一直没有得到大宗的高附加值利用，大都以低价原料出口，加工成高值精细化学品反销我国，造成外汇流失。以β-蒎烯为原料经过氧化、脱水开环、脱氢，制备对异丙基苯甲酸的工艺路线，原料丰富、价格低廉，整个过程操作简单、容易实现、选择性高、成本低，有工业化前景。
发明内容
本发明的目的在于提供一种从可再生的天然产物β-蒎烯(β-pinene)合成对异丙基苯甲酸的方法。
本发明以β-蒎烯(β-pinene)为原料，经过氧化、开环、脱氢，合成对异丙基苯甲酸，过程简单，原料廉价。
本发明的一种合成对异丙基苯甲酸的新方法，由以下步骤组成：
(1)β-蒎烯经氧化剂氧化得到诺蒎酸(nopinic acid)，其中β-蒎烯以式(1)表示，诺蒎酸以式(2)表示；
(2)诺蒎酸在硫酸作用下脱水开环得到二氢枯茗酸(dihydrocumic acid)，二氢枯茗酸以式(3)表示；
(3)二氢枯茗酸催化脱氢得到对异丙基苯甲酸，对异丙基苯甲酸以式(4)表示。
式(1) 式(2) 式(3) 式(4)
所述步骤(1)中的氧化反应可采用现有技术，如参考US Patent 3520920，在氧化剂高锰酸钾和氢氧化钠的存在下反应，先得诺蒎酸钠，经酸化后得到诺蒎酸，反应温度控制在20～30℃。
所述步骤(2)中的脱水开环反应可采用现有技术，如参考文献：Herz Wernwe，Wahlborg H J.Acid-catalyzed rearrangement of nopinic acid.J Org Chem，1962，27：1032-1034。
所述步骤(3)中的脱氢反应操作，是将二氢枯茗酸溶于对异丙基甲苯中，在催化剂Pd-C的催化作用下加热回流，冷却，过滤，氢氧化钠溶液调至强碱性，水相酸化至pH 1，析出白色固体。过滤，用水洗至中性，得对异丙基苯甲酸。
本发明方法采用可再生的天然产物β-蒎烯为原料，原料丰富，价格低廉，方法步骤少，操作简便，成本低，有工业化前景，可使松节油得到高附加值的利用。
具体实施方式
以下实施例是对本发明的进一步说明，不是对本发明的限制。
实施例1
将4g氢氧化钠和45g高锰酸钾溶于450mL水中，在剧烈搅拌下将13.6g β-蒎烯分批加入。用水浴维持反应温度在25～30℃，反应3～5h，以高锰酸钾反应完为终点。滤除二氧化锰沉淀，并用水多次洗涤。滤液减压蒸发浓缩至150mL，冰箱放置过夜。减压过滤，并用少量冰水洗涤，得白色诺蒎酸钠晶体。
将上面所得的诺蒎酸钠加入20mL水和25mL二氯甲烷混合物中，用6mol/L盐酸溶液调至强酸性，分出二氯甲烷，水相用7mL二氯甲烷洗涤三次，合并有机相，加5g无水硫酸钠干燥1h，减压蒸发至干，得白色产物诺蒎酸6.4g。
10g诺蒎酸加200mL 20％硫酸水溶液回流2h，冷却过滤，得到8g二氢枯茗酸。
80g二氢枯茗酸、4.0g 7.5％Pd-C催化剂、100mL对异丙基甲苯放入装有温度计、搅拌磁子、冷凝管的250mL三口烧瓶中，混合物搅拌下回流反应2小时后，停止反应。冷却滤去催化剂，催化剂用乙醚洗涤后回收使用。滤液用20％的氢氧化钠溶液调至强碱性，分出有机相(回收)，水相加200mL水稀释后，加入盐酸酸化至pH 1，析出白色固体。过滤，用水洗至中性，得到56g白色对异丙基苯甲酸固体。通过熔点、氢谱和质谱的分析，证实是对异丙基苯甲酸。
实施例2
将6g氢氧化钠和45g高锰酸钾溶于350mL水中，在剧烈搅拌下将13.6g β-蒎烯分批加入。用水浴维持反应温度在25～30℃，反应3～5h，以高锰酸钾反应完为终点。滤除二氧化锰沉淀，并用水多次洗涤。滤液减压蒸发浓缩至150mL，冰箱放置过夜。减压过滤，并用少量冰水洗涤，得白色诺蒎酸钠晶体6.5g。
10g诺蒎酸钠加200mL 20％硫酸水溶液回流2h，冷却过滤，得到7g二氢枯茗酸。
80g二氢枯茗酸、3.0g 7.5％Pd-C催化剂、150mL对异丙基甲苯放入装有温度计、搅拌磁子、冷凝管的250mL三口烧瓶中，混合物搅拌下回流反应2小时后，停止反应。冷却滤去催化剂，催化剂用乙醚洗涤后回收使用。滤液用20％的氢氧化钠溶液调至强碱性，分出有机相(回收)，水相加200mL水稀释后，加入盐酸酸化至pH 1，析出白色固体。过滤，用水洗至中性，得到60g白色对异丙基苯甲酸固体。通过熔点、氢谱和质谱的分析，证实是对异丙基苯甲酸。
实施例3
实施例1、2的产物的熔点、氢谱和质谱数据如下：
熔点：117～119℃
氢谱：1H NMR(CDCl3)：δ＝1.26(d，6H，J＝6.9Hz)；2.97(m，1H，J＝6.9Hz)；7.30(d，2H，J＝8.2Hz)；8.02(d，2H，J＝8.2Hz)。
质谱：MS(m/z)：164(M+，42.0)，149(100)，131(22.4)，119(51.8)，105(47.2)，91(18.7)，77(28.2)，65(4.8)，51(7.4)，39(8.0)，27(5.0)。
Claims (2)
1.一种合成对异丙基苯甲酸的新方法，由以下步骤组成：
(1)β-蒎烯经氧化剂氧化得到诺蒎酸，其中β-蒎烯以式(1)表示，诺蒎酸以式(2)表示；
(2)诺蒎酸在硫酸作用下脱水开环得到二氢枯茗酸，二氢枯茗酸以式(3)表示；
(3)二氢枯茗酸催化脱氢得到对异丙基苯甲酸，对异丙基苯甲酸以式(4)表示。
2.根据权利要求1的一种合成对异丙基苯甲酸的新方法，其特征是所述的步骤(3)的脱氢反应是二氢枯茗酸溶于对异丙基甲苯中，钯碳作催化剂，加热回流，冷却滤去催化剂，滤液调至强碱性，水相酸化至pH1，过滤，干燥得对异丙基苯甲酸。
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