一种快速合成3,9-二(4-羧基苯基)-2，4，8，10-四氧杂螺[5．5]十一烷的方法技术

本发明专利技术公开了一种快速合成3,9-二(4-羧基苯基)-2，4，8，10-四氧杂螺[5.5]十一烷的方法，采用无溶剂法先合成中间体3,9-二(4-甲酸甲酯基苯基)-2，4，8，10-四氧杂螺[5.5]十一烷，解决溶剂N，N.二甲基甲酰胺沸点高，去除困难的问题；催化剂采用常规质子酸，如对甲苯磺酸，盐酸等，价格便宜，解决ZrCl4催化剂价格贵的问题；采用非酸性反应物对甲酰基苯甲酸甲酯代替对甲酰基苯甲酸，反应瞬间进行完毕，解决反应时间长问题；本发明专利技术分两步进行，第一步产率>80％，第二步碱性水解、酸析产率>95％，综合产率>76％，相对文献方法，产率提高近21％，解决了产率不高的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术具体涉及一种快速合成3，9-二(4-羧基苯基)-2，4，8，10-四氧杂螺十一烷的方法，属于化学

技术介绍
3，9-二(4-羧基苯基)-2，4，8，10-四氧杂螺 ^^一烷是一种重要的有机合成中间体，是许多有机合成的原料，尤其适用于配位化合物的研发，其羧基可以和不同的金属离子发生配位，从而形成不同结构的配位化合物，对于功能性配位化合物的开发具有重要的意义。同时，其螺环C原子具有手性，为手性药物和手性配合物的研发提供了可能。当前3，9-二(4-羧基苯基)-2，4，8，10-四氧杂螺 ^烷的文献报道很少，天津理工大学的魏荣宝教授课题组采用溶剂合成法，在N，N- 二甲基甲酰胺溶液中，利用ZrCl4催化剂合成了 3，9-二(4-羧基苯基)-2，4，8，10-四氧杂螺 ^^一烷，具体如下:称取1.5g对羧基苯甲醛与0.68g季戊四醇放入圆底烧瓶中，依次加入溶剂N, N- 二甲基甲酰胺30mL，催化剂Lewis酸ZrCl4,0.2g,加热、回流。现象:开始反应后，溶液为浅黄色。反应中进行薄层色谱分析(二氯甲烷一管:甲醇3滴，再加两滴冰乙酸)，由于反应物有酸性，所以反应不容易进行，反应4h后利用蒸干法，将溶剂蒸发至5mL，溶液变为深棕色。处理:将溶液静置至室温，加入水lOOmL，立刻有黄色沉淀析出，静置、抽滤。用冷水、热水反复洗涤固体，干燥。用乙醇/水重结晶，得到黄色晶体。脱色、干燥。白色晶体2.2g，产率 55%，熔点:295-298°Co上述方法存在溶剂N，N.二甲基甲酰胺沸点高，去除困难，催化剂价格贵，反应时间长(反应物有酸性)，产率不高等缺陷。
技术实现思路
本专利技术公开了一种快速合成3，9-二(4-羧基苯基)-2，4，8，10-四氧杂螺i^一烷的方法。—种快速合成3，9- 二(4-羧基苯基)-2，4，8，10-四氧杂螺 ^^一烷的方法，其包括以下步骤:I)将季戊四醇和对甲酰基苯甲酸甲酯充分研磨；2)将研磨好的季戊四醇和对甲酰基苯甲酸甲酯加热至熔融，加入对甲苯磺酸催化剂，瞬间生成3，9-二(4-甲酸甲酯基苯基)-2，4，8，10_四氧杂螺十一烷；3)将上述粗产物3，9-二(4-甲酸甲酯基苯基)-2，4，8，10-四氧杂螺 ^烷用乙醇洗涤纯化，得纯品，产品收率大于80% ;4)回流条件下，将3，9-二(4-甲酸甲酯基苯基)-2，4，8，10_四氧杂螺十一烷溶于浓NaOH溶液中至澄清；5)反应液冷却、静置，析出固体，抽滤，得3，9-二(4-羧基苯基)-2，4，8，10-四氧杂螺 i^一烷的钠盐，可酸析得3，9-二(4-羧基苯基)-2，4，8，10-四氧杂螺i 烧；6)滤液用浓盐酸酸析，得剩余3，9- 二(4-羧基苯基)-2，4，8，10-四氧杂螺i^一烷，与5)合并，产率>95%，综合产率>76%。优选的，季戊四醇和对溴苯甲醛的摩尔比为1:2.2。优选的，所用的对甲苯磺酸催化剂可以被质子酸代替；且所用的对甲苯磺酸催化剂为季戊四醇和对溴苯甲醛质量的1%。有益效果:采用无溶剂法先合成中间体3，9_ 二(4-甲酸甲酯基苯基)-2，4，8，10-四氧杂螺十一烷，解决溶剂N，N-二甲基甲酰胺沸点高，去除困难的问题；催化剂采用常规质子酸，如对甲苯磺酸，盐酸等，价格便宜，解决ZrCl^化剂价格贵的问题；采用非酸性反应物对甲酰基苯甲酸甲酯代替对甲酰基苯甲酸，反应瞬间进行完毕，解决反应时间长问题；本专利技术分两步进行，第一步产率>80%，第二步碱性水解、酸析产率>95%，综合产率>76%，相对文献方法，产率提高近21 %，解决了产率不高的问题。【具体实施方式】下面结合实施例对本专利技术做进一步描述:实施例1—种快速合成3，9- 二(4-羧基苯基)-2，4，8，10-四氧杂螺 ^^一烷的方法，其包括以下步骤:I)将季戊四醇与对甲酰基苯甲酸甲酯充分研磨，季戊四醇和对甲酰基苯甲酸甲酯的摩尔比为1:2.2 ；2)控温熔融后，加入I %反应物质量的对甲苯磺酸催化剂，瞬间合成3，9-二(4-甲酸甲酯基苯基)-2，4，8，10_四氧杂螺十一烷；3)将上述粗产物用乙醇浸泡、抽滤提纯，收率85% ;4)回流条件下，将3，9-二(4-甲酸甲酯基苯基)-2，4，8，10-四氧杂螺 ^烷溶于浓NaOH溶液中至澄清；5)反应液冷却、静置，析出固体，抽滤，得3，9-二(4-羧基苯基)-2，4，8，10-四氧杂螺 i^一烷的钠盐，可酸析得3，9-二(4-羧基苯基)-2，4，8，10-四氧杂螺i 烧；6)滤液用浓盐酸酸析，得剩余3，9- 二(4-羧基苯基)_2，4，8，10-四氧杂螺i^一烷，与5)合并，产率96%，综合产率81%。实施例2—种快速合成3，9- 二(4-羧基苯基)-2，4，8，10-四氧杂螺 ^^一烷的方法，其包括以下步骤:I)将季戊四醇与对甲酰基苯甲酸甲酯充分研磨，季戊四醇和对甲酰基苯甲酸甲酯的摩尔比为1:2.3 ；2)控温熔融后，加入I %反应物质量的对甲苯磺酸催化剂，瞬间合成3，9-二(4-甲酸甲酯基苯基)-2，4，8，10_四氧杂螺十一烷；3)将上述粗产物用乙醇浸泡、抽滤提纯，收率80% ;4)回流条件下，将3，9-二(4-甲酸甲酯基苯基)-2，4，8，10_四氧杂螺十一烷溶于浓NaOH溶液中至澄清；5)反应液冷却、静置，析出固体，抽滤，得3，9_ 二(4-竣基苯基)_2，4，8，10-四氧杂螺 i^一烷的钠盐，可酸析得3，9-二(4-羧基苯基)-2，4，8，10-四氧杂螺i 烧；6)滤液用浓盐酸酸析，得剩余3，9- 二(4-羧基苯基)_2，4，8，10-四氧杂螺i^一烷，与5)合并，产率96%，综合产率77%。实施例3—种快速合成3，9- 二(4-羧基苯基)-2，4，8，10-四氧杂螺 ^^一烷的方法，其包括以下步骤:I)将季戊四醇与对甲酰基苯甲酸甲酯充分研磨，季戊四醇和对甲酰基苯甲酸甲酯的摩尔比为1:2.5 ；2)控温熔融后，加入I %反应物质量的对甲苯磺酸催化剂，瞬间合成3，9-二(4-甲酸甲酯基苯基)-2，4，8，10_四氧杂螺十一烷；3)将上述粗产物用乙醇浸泡、抽滤提纯，收率76% ;4)回流条件下，将3，9-二 (4-甲酸甲酯基苯基)-2，4，8，10-四氧杂螺 ^烷溶于浓NaOH溶液中至澄清；5)反应液冷却、静置，析出固体，抽滤，得3，9-二(4-羧基苯基)-2，4，8，10-四氧杂螺 i^一烷的钠盐，可酸析得3，9-二(4-羧基苯基)-2，4，8，10-四氧杂螺i 烧；6)滤液用浓盐酸酸析，得剩余3，9- 二(4-羧基苯基)_2，4，8，10-四氧杂螺i^一烷，与5)合并，产率96%，综合产率73%。实施例4—种快速合成3，9- 二(4-羧基苯基)-2，4，8，10-四氧杂螺 ^^一烷的方法，其包括以下步骤:当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种快速合成3,9‑二(4‑羧基苯基)‑2，4，8，10‑四氧杂螺[5.5]十一烷的方法，其特征在于包括以下步骤：1）将季戊四醇和对甲酰基苯甲酸甲酯充分研磨；2）将研磨好的季戊四醇和对甲酰基苯甲酸甲酯加热至熔融，加入对甲苯磺酸催化剂，瞬间生成3,9‑二(4‑甲酸甲酯基苯基)‑2，4，8，10‑四氧杂螺[5.5]十一烷；3）将上述粗产物3,9‑二(4‑甲酸甲酯基苯基)‑2，4，8，10‑四氧杂螺[5.5]十一烷用乙醇洗涤纯化，得纯品，产品收率大于80%；4）回流条件下，将3,9‑二(4‑甲酸甲酯基苯基)‑2，4，8，10‑四氧杂螺[5.5]十一烷溶于浓NaOH溶液中至澄清；5）反应液冷却、静置，析出固体，抽滤，得3,9‑二(4‑羧基苯基)‑2，4，8，10‑四氧杂螺[5.5]十一烷的钠盐，可酸析得3,9‑二(4‑羧基苯基)‑2，4，8，10‑四氧杂螺[5.5]十一烷；6）滤液用浓盐酸酸析，得剩余3,9‑二(4‑羧基苯基)‑2，4，8，10‑四氧杂螺[5.5]十一烷，与5）合并，产率>95%，综合产率>76%。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郑晓凤，李文强，
申请(专利权)人：曲阜师范大学，
类型：发明
国别省市：山东;37