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Title:
METHOD FOR PREPARING 2, 5-DIHYDROXYTEREPHTHALIC ACID
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2012/155368
Kind Code:
A1
Abstract:
A method for preparing 2, 5-dihydroxyterephthalic acid is provided. The raw material of 1, 4-dihalo-2, 5-dialkoxybenzene is converted to 2, 5-dialkoxyterephthalic acid via Grignard carboxylation, and 2, 5-dialkoxyterephthalic acid undergoes dealkylation to give 2, 5-dihydroxyterephthalic acid. The method has the advantages of simple operation, short time, easy control, high yield and high product purity.

Inventors:
GUO GUOJIAN (CN)
WU LIJUN (CN)
JI KEJIAN (CN)
MAO RUZENG (CN)
LIU HONGCHAO (CN)
YOU YUSHENG (CN)
LU YI (CN)
Application Number:
PCT/CN2011/075081
Publication Date:
November 22, 2012
Filing Date:
June 01, 2011
Export Citation:
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Assignee:
SHANDONG NON METALLIC MATERIAL INST (CN)
GUO GUOJIAN (CN)
WU LIJUN (CN)
JI KEJIAN (CN)
MAO RUZENG (CN)
LIU HONGCHAO (CN)
YOU YUSHENG (CN)
LU YI (CN)
International Classes:
C07C65/05; C07C51/15
Domestic Patent References:
WO1997017315A11997-05-15
WO2008066825A12008-06-05
Foreign References:
EP0941982A21999-09-15
JP2010173955A2010-08-12
Attorney, Agent or Firm:
JINAN SHUNYUAN PATENT AGENCY CO., LTD. (CN)
济南舜源专利事务所有限公司 (CN)
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Claims:
一种 2,5-二羟基对苯二甲酸的制备方法包括格氏试剂制备、碳链增 长、水解、分离与提纯过程,格氏试剂制备、碳链增长在干燥条件、 无水溶剂中进行:

(a) 格氏试剂制备: 在 (40~70) °C, 干燥条件下, 无水溶剂 中, 用含卤素引发剂引发, 1,4-二卤代 -2,5-二烷氧基苯与金属镁反 应得到格氏试剂 (A);

(b)碳链增长:在低温条件下格氏试剂(A)与干燥 C02反应, 得到 2,5-二烷氧基对苯二甲酸二盐, 酸化, 得到 2,5-二烷氧基对苯 二甲酸 (B);

(c) 水解: 在酸性体系中, 2,5-二烷氧基对苯二甲酸水解, 得 到 2,5-二羟基对苯二甲酸水溶液;

(d) 分离与提纯: 抽滤, 用蒸馏水洗涤滤饼, 干燥得到目标 产物 2,5-二羟基对苯二甲酸。

权利要求 1涉及的 2,5-二羟基对苯二甲酸的制备方法, 所述 1,4-二 卤代 -2,5-二烷氧基苯中的卤素 X选自 Cl、 Br或 I中的一种, 烷氧 基选自 C1〜C3的直链烷氧基中的一种。

权利要求 1涉及的 2,5-二羟基对苯二甲酸的制备方法, 所述金属镁 选自镁粉、 镁屑或镁条中的一种。

权利要求 1涉及的 2,5-二羟基对苯二甲酸的制备方法, 所述金属镁 与 1,4-二卤代 -2,5-二烷氧基苯摩尔比不小于 2:1。

权利要求 1涉及的 2,5-二羟基对苯二甲酸的制备方法, 所述含卤素 引发剂选自碘、 溴、 1,2-二溴乙烷、 溴化亚铜中的一种。

权利要求 1涉及的 2,5-二羟基对苯二甲酸的制备方法, 所述无水溶 剂选自四氢呋喃、 丁醚、 苯乙醚、 Ν,Ν-二甲基苯胺中的一种。 权利要求 1涉及的 2,5-二羟基对苯二甲酸的制备方法, 所述干燥

C02选自气体 C02或干冰中的一种。

权利要求 1涉及的 2,5-二羟基对苯二甲酸的制备方法, 酸化用酸选 自盐酸、 硫酸、 硝酸的一种或其中几种的组合。

权利要求 1涉及的 2,5-二羟基对苯二甲酸的制备方法, 步骤 (c ) 脱去烷氧基的酸性体系选自三溴化硼的二氯甲烷溶液,或三氯化铝 的乙硫醇体系中的一种。

权利要求 1涉及的 2,5-二羟基对苯二甲酸的制备方法, 步骤 (c) 脱去烷氧基的酸性体系选自浓的氢碘酸、氢溴酸、硫酸中的一种或 其中任一种与冰乙酸的组合。

Description:
一种 2,5-二羟基对苯二甲酸的制备方法

一、 技术领域 本发明属于有机合成技术领域, 涉及芳环的邻对位取代, 特别涉及邻 对位取代二元羧酸的合成技术。 二、 背景技术 羟基苯甲酸类化合物可以用作多种很有价值的 用途, 如可以用作制备 聚合物的单体, 同时也是一种有机合成中间体。 具体地讲, 2,5-二羟基对 苯二甲酸 (2,5-Dihydroxyterephthalic acid , 简称 DHTA) 可以用作中间体 生产药品、 着色剂、 荧光物质及溶解度高的有机发光聚合物等, 也是合成 高性能纤维例如 由聚 (2,5-二羟基 -1,4-苯撑吡啶并二咪唑) 树脂制成的纤 维的有用单体。

2,5-二羟基对苯二甲酸现有制备方法概况如 :

( 1 ) Sikkema在专利 US 6040478中提到利用 Koble-Schmitt反应在中 性溶剂中制备 DHTA , 即以对苯二酚为原料, 与高压二氧化碳接触, 产率 在 65 %~90%。

(2 )孙硕等人在 "化学与黏合, 2007, 第 29卷(6) : 413-415 "中提 出在一定压力的氮气气氛中, 利用对二甲苯为溶剂, 以对苯二酚、 碱金属 碳酸盐 (M 2 C0 3 )、碱金属碳酸氢盐(MHC0 3 )及碱金属甲酸盐(HCOOM) 作为反应起始物制得 DHTA。

(3 ) 在 WO 2008066825中描述了在碱性条件下, 氮气保护中, 首 先使 2,5-二卤代对苯二甲酸转化为 2,5-二卤代对苯二甲酸盐, 然后与铜源 和跟铜配位的二酮类配体(如 2,2',6,6'-四甲基 -3,5-庚二酮等)接触制备 DHTA, 反应周期至少 40h。

以上几种制备方法存在的主要缺点是: 反应需在高压下进行、 危险系 数高, 或反应周期长、 转化率低 , 或分离复杂等。 三、 发明内容 本发明的目的是在于提供一种反应条件温和、 分离操作简便的制备 DHTA的方法, 解决现有 DHTA制备方法高压、 反应剧烈、 反应时间长、 分离复杂、 纯度低及转化率低的问题。

本发明的目的是这样实现的, 采用格氏反应机理, 从 1,4-二卤代 -2,5- 二烷氧基苯出发,经格氏试剂制备(反应式 [1] )、碳链增长(反应式 [2]、 [3] )、 水解 (反应式 [4] ) 及分离纯化等过程得到 2,5-二羟基对苯二甲酸, 反应原 理式如下:

本发明涉及的 2,5-二羟基对苯二甲酸的制备方法包括格氏试 制备、 碳链增长、 水解、 分离与提纯过程, 格氏试剂制备、 碳链增长在干燥条件、 无水溶剂中进行:

(a) 格氏试剂制备: 在 (40~70) °C, 干燥条件下, 无水溶剂中, 用 含卤素引发剂引发, 1 ,4-二卤代 -2,5-二烷氧基苯与金属镁反应得到格氏试剂

(A);

(b)碳链增长: 在低温条件下格氏试剂(A) 与干燥 C0 2 反应, 得到 2,5-二烷氧基对苯二甲酸二盐, 酸化, 得到 2,5-二烷氧基对苯二甲酸 (B);

(c) 水解: 在酸性体系中, 2,5-二烷氧基对苯二甲酸水解, 得到 2,5- 二羟基对苯二甲酸水溶液;

(d)分离与提纯: 抽滤, 用蒸馏水洗涤滤饼, 干燥得到目标产物 2,5- 二羟基对苯二甲酸。

本发明涉及的 2,5-二羟基对苯二甲酸的制备方法,所述 1,4-二卤代 -2,5- 二烷氧基苯中的卤素 X选自 Cl、 Br或 I中的一种, 烷氧基选自 C1〜C3的 直链烷氧基中的一种。

本发明涉及的 2,5-二羟基对苯二甲酸的制备方法, 所述金属镁选自镁 粉、 镁屑或镁条中的一种。

本发明涉及的 2,5-二羟基对苯二甲酸的制备方法, 所述金属镁与 1,4- 二卤代 -2,5-二烷氧基苯摩尔比不小于 2: 1。

本发明涉及的 2,5-二羟基对苯二甲酸的制备方法, 所述含卤素引发剂 选自碘、 溴、 1,2-二溴乙烷、 溴化亚铜中的一种。

本发明涉及的 2,5-二羟基对苯二甲酸的制备方法, 所述无水溶剂选自 四氢呋喃、 丁醚、 苯乙醚、 Ν,Ν-二甲基苯胺中的一种。

本发明涉及的 2,5-二羟基对苯二甲酸的制备方法,所述干燥 C0 2 选自 气体 C0 2 或干冰中的一种。

本发明涉及的 2,5-二羟基对苯二甲酸的制备方法,酸化用酸 自盐酸、 硫酸、 硝酸的一种或其中几种的组合。

本发明涉及的 2,5-二羟基对苯二甲酸的制备方法, 步骤(c)脱去烷氧 基的酸性体系选自三溴化硼的二氯甲烷溶液, 或三氯化铝的乙硫醇体系中 的一种。

本发明涉及的 2,5-二羟基对苯二甲酸的制备方法, 步骤(c)脱去烷氧 基的酸性体系选自浓的氢碘酸、 氢溴酸、 硫酸中的一种或其中任一种与冰 乙酸的组合。

本发明涉及的 2,5-二羟基对苯二甲酸的制备方法,在常压条 下进行, 反应平稳、 周期短、 操作方便、 易于控制, 产品收率高、 纯度高。 四、 具体实施方式 下面结合实施例对本发明提出的技术方案进行 进一步说明, 但不作为 对技术方案的限制。 任何一种可以实现本发明的技术方法均构成本 发明涉 及技术方案的一部分。 本实施例给出一种以 1,4-二溴 -2,5-二甲氧基苯为初始原料,制备 DHTA 的方法, 金属镁与 1,4-二溴 -2,5-二甲氧基苯的摩尔比为 2.3: 1。

在干燥的 250ml三口瓶上, 安装带有氯化钙干燥管的球形冷凝管和恒 压滴液漏斗, N 2 保护下, 加入新鲜镁屑, 通过恒压滴液漏斗滴加 2.96g(0.01mol)l,4-二溴 -2,5-二甲氧基苯与 30ml无水四氢呋喃的混合液,加 入量约为总量的 1/10体积, 投入一小粒碘引发反应; 控制温度在(40~50) °C, 搅拌下, 继续滴加剩余 1,4-二溴 -2,5-二甲氧基苯 /四氢呋喃溶液, 滴加 完毕后继续反应 30min,冷却至室温,得到 1,4-二溴 -2,5-二甲氧基苯的格氏 试剂 (A)。

在冰水浴中, 将干燥 C0 2 气体通入格氏试剂 (A) 中, 通气 15min, 溶液变为乳白色浑浊液体, 过滤, 用蒸馏水溶解滤饼, 向溶液中加入 20ml 10%的稀硫酸酸化, 析出乳黄色固体, 过滤, 用蒸馏水洗涤滤饼 5次, 得 到 2,5-二甲氧基对苯二甲酸 (B)。

将 2,5-二甲氧基对苯二甲酸(B)溶解在 20ml 45%浓 HI酸与 10ml 99.8% 冰乙酸混酸溶液中, 在 110±5 °C条件下脱去醚键, 亮黄色粉状固体析出, 冷却到室温, 过滤, 用蒸馏水充分洗涤, 干燥, 即得到产物 DHTA 。

本实施方式制备产品的产率为 90%, 纯度 99% 。

本实施例给出一种以 1,4-二溴 -2,5-二乙氧基苯为初始原料,制备 DHTA 的方法, 金属镁与 1,4-二溴 -2,5-二乙氧基苯的摩尔比为 2 : 1。

首先, 在干燥的 250ml三口瓶上, 安装带有氯化钙干燥管的球形冷凝 管和恒压滴液漏斗, N 2 保护下, 加入新鲜镁粉, 一滴 1,2-二溴乙烷, 通过 恒压滴液漏斗滴加 9.69g(0.03mol)l,4-二溴 -2,5-二乙氧基苯原料和 60ml无 水四氢呋喃混合液, 控制温度在(55~60) °C, 搅拌, 滴加完毕, 继续反应 40min, 得到 1,4-二溴 -2,5-二乙氧基苯的格氏试剂 (A)。 然后将格氏试剂(A) 倾入 O.lmol干冰中,溶液很快变为乳白色浑浊, 待干冰挥发完全,过滤,保留滤饼,用蒸馏水 溶解所得滤饼,加入 45ml 5% 稀盐酸酸化, 乳黄色固体析出, 过滤, 用蒸馏水洗涤 3次, 得到 2,5-二乙 氧基对苯二甲酸 (B)。

将 2,5-二乙氧基对苯二甲酸(B)溶解在 30ml 47%浓 HBr酸溶液和 10ml 99.8%冰乙酸混酸溶液, 高温 125± 5°C下脱去醚键, 亮黄色粉状固体析出, 冷却到室温, 过滤, 用蒸馏水充分洗涤, 干燥, 即得到产物 DHTA。

本实施方式制备产品的产率为 80%, 纯度 98%。

本实施例给出一种以 1,4-二碘 -2,5-二丙氧基苯为初始原料,制备 DHTA 的方法, 金属镁与 1,4-二碘 -2,5-二丙氧基苯的摩尔比为 3 : 1。

在无水丁醚中, 碘引发, 新鲜镁条与 1,4-二碘 -2,5-二丙氧基苯 4.46g (O.Olmol)反应得到格氏试剂, 与干燥 C0 2 气体反应, 用 15ml 20%H 2 SO 4 酸化得到 2,5-二丙氧基对苯二甲酸, 在室温下, 2,5-二丙氧基对苯二甲酸于 20ml lmol/L的三溴化硼的二氯甲烷溶液中水解脱去丙 氧基, 得到产物 DHTA。 操作过程与实施例一相同。

本实施方式制备产品的产率为 85%, 纯度 98.3%。 实 施 例 四

本实施例给出一种以 1,4-二氯 -2,5-二甲氧基苯为初始原料,制备 DHTA 的方法, 金属镁与 1,4-二氯 -2,5-二甲氧基苯摩尔比为 2.6 :1。

在无水苯乙醚中, 一滴溴引发, 1,4-二氯 -2,5-二甲氧基苯 3.51g (0.017mol)与新鲜镁屑反应, 维持反应温度在 (55-65 ) °C, 反应 50min, 得到格氏试剂; 在冰水浴中, 向其中通入干燥 C0 2 气体, 通气 20min, 溶 液很快变浑浊, 减压抽滤; 所得滤饼用蒸馏水溶解, 加入 30ml l5%HNO 3 酸化, 乳黄色固体析出, 常压过滤, 用蒸馏水洗涤 5 次, 得到 2,5-二甲氧 基对苯二甲酸; 在 45%浓 HI酸溶液中和 120±5 °C下脱去醚键, 亮黄色粉 状固体析出, 冷却到室温, 过滤, 用蒸馏水充分洗涤, 干燥, 即得到产物 DHTAo

本实施方式制备产品的产率 86%, 纯度 98.7%。 实 施 例 五

本实施例给出的是一种以 1,4-二碘 -2,5-二甲氧基苯为原料, 制备 DHTA的方法,金属镁与 1,4-二碘 -2,5-二甲氧基苯的摩尔比为 2.2:1, 1,4- 二碘 -2,5-二甲氧基苯为 42.9g (O.llmol), 金属镁为新鲜镁粉, 无水溶剂为 THF, 引发剂 3mg溴化亚铜, 控制温度 (60-70) °C, 反应 60min, 得到格 氏试剂; 格氏试剂倾入 0.3mol干冰中, 得到 2,5-二甲氧基对苯二甲酸的二 代盐, 用 30ml 20%H 2 SO 4 和 30ml l0%HCl酸化, 得到 2,5-二甲氧基对苯二 甲酸; 在冰浴中, 70ml乙硫醇和 13.3g三氯化铝混合溶液中使 2,5-二甲氧 基对苯二甲酸水解脱去甲氧基, 以此得到 2,5-二羟基对苯二甲酸。 其它操 作同实施例一。

本实施方式制备产品的产率 81%, 纯度 99%。

本实施例给出的是一种以 1.4-二溴 -2,5-二丙氧基苯为原料,制备 DHTA 的方法, 金属镁与 1.4-二溴 -2,5-二丙氧基苯摩尔比为 2.4:1。

在无水溶剂 Ν,Ν-二甲苯胺中, 1.4-二溴 -2,5-二丙氧基苯 3.52g(0.01mol) 与镁条反应, 1滴 1,2-二溴乙烷引发, 维持反应温度 60±5°C, 反应 45min, 得到格氏试剂。

将干燥 C0 2 气体通入格氏试剂中, 通气 15min, 去除剩余镁条, 过滤, 用 10mll0%HNO 3 和 15mll0%HCl酸化滤饼, 得到 2,5-二丙氧基对苯二甲 酸。

将 2,5-二丙氧基对苯二甲酸溶解在 45ml98%H 2 S0 4 中,温度 115 ±5°C, 水解脱去丙氧基, 得到 DHTA。 分离与提纯操作与实施例一相同。

本实施方式制备产品的产率 84%, 纯度 98.6%。