一种基于超临界二氧化碳液体的二茂铁甲酸的合成方法技术

本发明专利技术提供一种基于超临界二氧化碳液体的二茂铁甲酸的合成方法，包括以下步骤：在冰浴环境下，将三氯化铝加入溶剂中，加热至完全溶解，再加入碳纳米管充分搅拌后，得到负载三氯化铝的碳纳米管的催化剂；将二茂铁溶解于甲苯中，充分溶解后，转移至超临界装置中，通入超临界二氧化碳流体，在缓慢升温的过程中缓慢加入负载三氯化铝的碳纳米管的催化剂，恒温反应，加入强酸，冰浴水解，过滤，得到二茂铁甲酸粗品；将二茂铁甲酸粗品用甲苯萃取，再经低温恒温冷冻提纯处理后，融化得到二茂铁甲酸。本发明专利技术将多壁碳纳米管增强三氧化铝催化剂，超临界二氧化碳流体代替二氧化碳气体，使反应更低温高效，可操控性强，反应效率提高，产品的收率和纯度也显著提高。

Synthesis of two ferrocenic acid based on supercritical carbon dioxide liquid

The invention provides a synthesis method of ferrocene carboxylic acid based on supercritical carbon dioxide liquid, which comprises the following steps: adding aluminum trichloride into the solvent in an ice bath environment, heating it to complete dissolution, and adding carbon nanotubes to stir fully to obtain the catalyst of carbon nanotubes loaded with aluminum trichloride; dissolving ferrocene into the solvent; Ferrocene formic acid crude product was obtained by adding strong acid, hydrolyzing in ice bath, filtering and adding carbon nanotubes loaded with aluminum chloride in the process of slow heating. Two ferrocenic acid was melted by toluene extraction and cryopreservation. The multi-walled carbon nanotubes reinforced alumina catalyst and supercritical carbon dioxide fluid instead of carbon dioxide gas are used to make the reaction lower temperature and high efficiency, strong controllability, high reaction efficiency, and remarkably improve the yield and purity of the product.

【技术实现步骤摘要】
一种基于超临界二氧化碳液体的二茂铁甲酸的合成方法
本专利技术属于药物化学领域，具体涉及一种基于超临界二氧化碳液体的二茂铁甲酸的合成方法。
技术介绍
二茂铁甲酸是合成二茂铁衍生物的重要中间体，二茂铁甲酸可以与醇反应生成酯，与三氯化磷或者三氯氧磷反应生产酰氯，酰氯与胺生产酰胺，酰胺还原的二茂铁基脂肪胺等。二茂铁衍生物具有多种生物活性，不仅可以作为生物体内铁元素的来源，对贫血症具有一定的效果，而且可以引入青霉素、头孢菌素、三烃基锡可提高化合物的抗菌性能，甚至赋予化合物植物生长调节作用等。目前二茂铁甲酸的合成方法有三种：第一种是将二茂铁酰化成乙酰二茂铁，再与次氯酸钠作用，生产二茂铁甲酸；第二种是将二茂铁在催化剂作用下常压通过二氧化碳直接羧基化形成二茂铁甲酸；第三种是将二茂铁与邻氯苯甲酰氯反应，生产邻氯苯甲酰二茂铁，再与叔丁醇钾反应，生产二茂铁甲酸。这山中方法在收率、副产物和可控方面都难以兼顾。中国专利CN102229625B公开的一种制备二茂铁甲酸的方法，将氢氧化钠溶液中加入聚乙二醇、碘-碘化钾和乙酰基二茂铁混合，使乙酰基二茂铁发生碘仿反应形成二茂铁甲酸盐，再利用二氯甲烷萃取，水相调节值强酸性，使二茂铁甲酸钠变成二茂铁甲酸从水相析出，将黄色沉淀冷却后过滤，水洗，过滤，得到二茂铁甲酸。该方法以非有机碱溶液为溶剂，使制备的二茂铁甲酸的反应条件温和，在0-5℃之间，易于控制，反应效率高，产率高可达85％。中国文献(“二茂铁甲酸的合成”，王世辉等，第36卷第6期，第540-541,2007年6月)公开的二茂铁甲酸的合成路线，在氮气保护和冰浴下，将二茂铁、邻氯苯甲酰氯和二氯甲烷分别加入三氯化铝中，在冰浴下反应一段时间后，室温继续反应，分层，用二氯甲烷萃取水相，洗涤干燥，石油醚重结晶得到邻氯苯甲酰二茂铁，在氮气氛围下，将乙二醇二甲醚和异丙醇铝和邻氯苯甲酰二茂铁加入水中，加热回流反应，萃取，洗涤，过滤干燥，得到二茂铁甲酸。该方法制备的二茂铁甲酸的产率为78.3％。该方法用低廉的异丙醇铝代替叔丁醇钾裂解邻氯苯甲酰二茂铁合成二茂铁甲酸，反应温和。由上述现有技术可知，目前通过降低反应温度的方法降低反应难度，提高产品收率。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种基于超临界二氧化碳液体的二茂铁甲酸的合成方法，将多壁碳纳米管增强三氧化铝催化剂，将超临界二氧化碳流体代替二氧化碳气体，使反应更低温高效，可操控性强，反应效率提高，产品的收率和纯度也显著提高。为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是：一种基于超临界二氧化碳液体的二茂铁甲酸的合成方法，包括以下步骤：(1)在冰浴环境下，将三氯化铝加入溶剂中，加热至完全溶解，再加入碳纳米管充分搅拌后，得到负载三氯化铝的碳纳米管的催化剂；(2)将二茂铁溶解于甲苯中，充分溶解后，转移至超临界装置中，通入超临界二氧化碳流体，在缓慢升温的过程中缓慢加入步骤(1)制备的负载三氯化铝的碳纳米管的催化剂，恒温反应，加入强酸，冰浴水解，过滤，得到二茂铁甲酸粗品；(3)将步骤(2)制备的二茂铁甲酸粗品用甲苯萃取，再经低温恒温冷冻提纯处理后，融化得到二茂铁甲酸。作为上述技术方案的优选，所述步骤(1)中，溶剂为二甲基亚砜或者N,N-二甲基乙酰胺。作为上述技术方案的优选，所述步骤(1)中，加热的温度为30-50℃。作为上述技术方案的优选，所述步骤(1)中，碳纳米管为多壁碳纳米管。作为上述技术方案的优选，所述步骤(1)中，三氯化铝和碳纳米管的质量比为1:2.5-4。作为上述技术方案的优选，所述步骤(2)中，二茂铁和三氯化铝的物质的量的比为1:1.6-2.2。作为上述技术方案的优选，所述步骤(2)中，缓慢升温的速率为0.3-0.5℃/min。作为上述技术方案的优选，所述步骤(2)中，恒温反应的温度为40-45℃，压力为7.5-9MPa，反应时间为5-60min。作为上述技术方案的优选，所述步骤(3)中，低温恒温冷冻提纯处理的温度为-10～-5℃，时间为30-60min。作为上述技术方案的优选，所述步骤(3)中，二茂铁甲酸的含量不低于99％。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术采用一步法制备二茂铁甲酸，对现有的二茂铁在催化剂作用下常压通过二氧化碳直接羧基化生产二茂铁甲酸的制备工艺进行改性处理，将多壁碳纳米管增强三氧化铝催化剂，提高了催化剂的表面活性，且有利于三氧化铝催化剂缓慢均匀的催化作用，不会产生二甲酸等副产品，也可以是反应完全，此外将超临界二氧化碳流体代替二氧化碳气体，体系中二氧化碳的纯度更高，反应温度低，加压使反应高效，而且利用超临界二氧化碳流体技术提高了反应的可操控性，可操控性强，反应效率提高，产品的收率和纯度也显著提高。具体实施方式下面将结合具体实施例来详细说明本专利技术，在此本专利技术的示意性实施例以及说明用来解释本专利技术，但并不作为对本专利技术的限定。实施例1：(1)在冰浴环境下，将三氯化铝加入二甲基亚砜中，加热至30℃，搅拌至完全溶解，再加入多壁碳纳米管充分搅拌后，得到负载三氯化铝的碳纳米管的催化剂，其中，三氯化铝和碳纳米管的质量比为1:2.5。(2)按照二茂铁和三氯化铝的物质的量的比为1:1.6，将二茂铁溶解于甲苯中，充分溶解后，转移至超临界装置中，通入超临界二氧化碳流体，在以0.3℃/min的速率缓慢升温的过程中缓慢加入负载三氯化铝的碳纳米管的催化剂，在40℃和7.5MPa下恒温反应5min，加入强酸，冰浴水解，过滤，得到二茂铁甲酸粗品；(3)将二茂铁甲酸粗品用甲苯萃取，再经-10℃下恒温冷冻提纯处理30-60min后，融化得到二茂铁甲酸。实施例2：(1)在冰浴环境下，将三氯化铝加入N,N-二甲基乙酰胺中，加热至50℃，搅拌至完全溶解，再加入多壁碳纳米管充分搅拌后，得到负载三氯化铝的碳纳米管的催化剂，其中，三氯化铝和碳纳米管的质量比为1:4。(2)按照二茂铁和三氯化铝的物质的量的比为1:2.2，将二茂铁溶解于甲苯中，充分溶解后，转移至超临界装置中，通入超临界二氧化碳流体，在以0.5℃/min的速率缓慢升温的过程中缓慢加入负载三氯化铝的碳纳米管的催化剂，在45℃和9MPa下恒温反应60min，加入强酸，冰浴水解，过滤，得到二茂铁甲酸粗品；(3)将二茂铁甲酸粗品用甲苯萃取，再经-5℃下恒温冷冻提纯处理60min后，融化得到二茂铁甲酸。实施例3：(1)在冰浴环境下，将三氯化铝加入二甲基亚砜中，加热至45℃，搅拌至完全溶解，再加入多壁碳纳米管充分搅拌后，得到负载三氯化铝的碳纳米管的催化剂，其中，三氯化铝和碳纳米管的质量比为1:3。(2)按照二茂铁和三氯化铝的物质的量的比为1:1.8，将二茂铁溶解于甲苯中，充分溶解后，转移至超临界装置中，通入超临界二氧化碳流体，在以0.4℃/min的速率缓慢升温的过程中缓慢加入负载三氯化铝的碳纳米管的催化剂，在42℃和8MPa下恒温反应20min，加入强酸，冰浴水解，过滤，得到二茂铁甲酸粗品；(3)将二茂铁甲酸粗品用甲苯萃取，再经-8℃下恒温冷冻提纯处理45min后，融化得到二茂铁甲酸。实施例3：(1)在冰浴环境下，将三氯化铝加入二甲基亚砜中，加热至35℃，搅拌至完全溶解，再加入多壁碳纳米管充分搅拌后，得到负载三氯化铝的碳纳米管的催化剂，其中，三氯化铝和碳纳米管的质量比为1:本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于超临界二氧化碳液体的二茂铁甲酸的合成方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)在冰浴环境下，将三氯化铝加入溶剂中，加热至完全溶解，再加入碳纳米管充分搅拌后，得到负载三氯化铝的碳纳米管的催化剂；(2)将二茂铁溶解于甲苯中，充分溶解后，转移至超临界装置中，通入超临界二氧化碳流体，在缓慢升温的过程中缓慢加入步骤(1)制备的负载三氯化铝的碳纳米管的催化剂，恒温反应，加入强酸，冰浴水解，过滤，得到二茂铁甲酸粗品；(3)将步骤(2)制备的二茂铁甲酸粗品用甲苯萃取，再经低温恒温冷冻提纯处理后，融化得到二茂铁甲酸。

【技术特征摘要】
1.一种基于超临界二氧化碳液体的二茂铁甲酸的合成方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)在冰浴环境下，将三氯化铝加入溶剂中，加热至完全溶解，再加入碳纳米管充分搅拌后，得到负载三氯化铝的碳纳米管的催化剂；(2)将二茂铁溶解于甲苯中，充分溶解后，转移至超临界装置中，通入超临界二氧化碳流体，在缓慢升温的过程中缓慢加入步骤(1)制备的负载三氯化铝的碳纳米管的催化剂，恒温反应，加入强酸，冰浴水解，过滤，得到二茂铁甲酸粗品；(3)将步骤(2)制备的二茂铁甲酸粗品用甲苯萃取，再经低温恒温冷冻提纯处理后，融化得到二茂铁甲酸。2.根据权利要求1所述的一种基于超临界二氧化碳液体的二茂铁甲酸的合成方法，其特征在于：所述步骤(1)中，溶剂为二甲基亚砜或者N,N-二甲基乙酰胺。3.根据权利要求1所述的一种基于超临界二氧化碳液体的二茂铁甲酸的合成方法，其特征在于：所述步骤(1)中，加热的温度为30-50℃。4.根据权利要求1所述的一种基于超临界二氧化碳液体的二茂铁甲酸的合成方法，其特征在于：所述步骤(1)中，碳纳米管为多壁碳纳米管。5.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈东进，
申请(专利权)人：东莞市联洲知识产权运营管理有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44