一种方酸的制备方法技术

本发明专利技术属于化工领域，尤其涉及一种方酸的制备方法，按照下述步骤进行：在碱作用下，将聚乙二醇二乙烯基醚与二氯乙酰氯通过环加成反应，得到乙二醇醚链连接的氯代环丁酮；将上述得到的氯代环丁酮通过溴代反应，得到溴取代环丁酮反应混合液；将所得反应混合物直接加热，通过水解反应，得到目的产物粗品；对所得目的产物粗品进行纯化，通过重结晶，即得目的产物。本发明专利技术合成方法，具有原料易得，反应选择性好，纯度高，收率良好，反应条件温和，简捷高效，反应稳定性强，适合规模化生产的要求。适合规模化生产的要求。适合规模化生产的要求。

【技术实现步骤摘要】
一种方酸的制备方法


[0001]本专利技术属于化工领域，尤其涉及一种方酸的制备方法。

技术介绍

[0002]方酸(3，4
‑
二羟基
‑3‑
环丁烯
‑
1，2
‑
二酮，1)是合成医药、农药、感光材料和染料等的重要中间体。
[0003][0004]因其四元环状结构和强酸性而得名，最早由Cohen等人于1959年合成(Cohen,M.；Lacher,R.；Park,D.J.Am.Chem.Soc.,1959,8l:3480)。因为方酸独特的化学结构及活泼的化学性质，各国化学家们对方酸的化学进行了深入而广泛的研究。
[0005]作为碳氧型芳香体系中的典型分子,方酸的化学性质非常活泼，可以与许多化合物发生各类反应，被称为万能中间体。其简单衍生物如方酸酯、方酸酰胺及方酸酰氯也表现出很好的化学活性(Maahs,G.；Hegenberg,P.Angew.Chem.internat.Edit.,1966,5:888)。
[0006]由方酸与富电芳环如芳胺、酚类、含氮杂环化合物等缩合生成的方酸菁类化合物是一类性能优良的新型近红外染料，在近红外区具有高摩尔消光系数，在近红外区域强吸收，在敏化单线态氧中具有明显的效果，可作为三重态光敏剂，在光动力治疗领域具有很好的应用前景，能够解决现有菁染料用于光动力治疗存在单线态氧量子产率低的问题。此外，由于许多方酸菁染料在近红外区有强烈的荧光发射，使得它们可以作为这一类良好的近红外荧光探针，应用于生命活性物质的分析，从而可以应用于近红外荧光免疫分析、DNA序列测定等生命科学前沿领域(Yasemin,G.I.；Ingin,U.A.Tetrahedron Lett.,1997,38:7417；Ayyappanpillai,A.；Easnavan,A.Org.Lett.,2001,7:3135；CN110128844A)。
[0007]含方酸的有机电极材料既可以作为正极活性材料，也可以作为负极活性材料，在分别作为正、负极电极活性材料和全有机电池时均能获得优异的电化学性能，有利于实现大规模应用(CN 114409894A)。
[0008]方酸锂盐的比容量高达440毫安时每克，其比容量是传统正极材料的比容量的两倍。该方酸锂分解电压在4.1～4.8V之间，适合作为牺牲锂盐以补偿锂离子的不可逆容量损失(CN 113443973A，CN110683944A)。
[0009]作为已有的方酸合成方法，早在1959年，Cohcen及其合作者们，从三氟氯乙烯出发，经聚合反应，生成六氟二氯环丁烷，再经锌粉还原得到全氟环丁烯，接着在乙醇和碱的作用下生成相应中间体，经过酸性水解得到方酸(Cohen,M.；Lacher,R.；Park,D.J.Am.Chem.Soc.,1959,8l：3480；Park,D.；Cohen,M.；Lacher,R.J.Am.Chem.Soc.,1962,84：2919；Cohen,S.；Cohen,S.G.J.Am.Chem.Soc.,1966.88:1553)。
[0010][0011]这是方酸制备方法中最早的合成路线，由于含氟烯烃严重破坏大气层中的臭氧层以及低降解率带来的对环境的污染，已逐渐被氯代烯烃所取代(DE 2618567；DE 334431)，但氯代烯烃的二聚难以控制，转化率较低。
[0012]1963年，Maahhs提出全氯
‑
l，3
‑
丁二烯分子内环加成法，经醇解、还原，得到四氯环丁烯酮，最后经水解得到包括方酸在内的混合物，方酸的分离收率为35％(Maahs,G.Angew.Chem.，1963,75：985；Maahs,G.Justus Liebigs Ann.Chem.,1965,686:55)。
[0013][0014]1966年，Maahs等人对上述方法进行了改进，改用吗啉为亲核试剂，取代得1，l，3
‑
三氯
‑
2，4，4
‑
三吗啉
‑
1，3
‑
丁二烯，在通过环化水解及浓盐酸处理得到方酸，总收率约40％(Maahs,G.；Hegenberg.P.Angew.Chem.，1966,78：927；DE l56829l)。我国学者对该方法进一步研究改进，使其收率提高到60％左右(李襄才，肖森，袁德其等，化学试剂，1992，14：115)。
[0015]以上方法的起始原料全氯
‑
l，3
‑
丁二烯价格较贵，还没有稳定的市场供应。另外，合成过程中涉及的分子内环加成反应阶段需要较高的反应温度，加剧了中间体的分解，副反应多，选择性差，使得在后期的产品纯化过程中带来很多不利，限制了规模化生产。
[0016]1979年,Bellus提出由乙烯四烷基醚出发，在三乙胺催化下与取代的酰氯化合物通过环化加成，再经水解制备方酸(Bellus,D.；Fishev,H.P.Helv.Chim.Acta.,1978,6l：1784)。
[0017][0018]该合成路线较为简捷，总收率在40％左右，但初始原料无工业品供应，需要合成，降低了这一路线的工业应用价值。
[0019]1979年,Pericas提出了由二叔丁氧基乙炔环化法制备方酸的合成工艺。在氯化钯催化剂作用下，二叔丁氧基乙炔经环化、再经NBS处理、转化为方酸二叔丁醚，最后在三氟乙酸中水解得到方酸(Bou,A.；Pericas,M.A.；Serratosa.F.Tetrahedron Lett.,1982,23:361)。
[0020][0021]由于二叔丁氧基乙炔难于大量制备，限制了这一合成路线的实际应用。
[0022]在通过环化加成反应途径制备方酸的过程中，利用易得的乙烯醚为原料得到环丁酮醚，再经溴代、水解，合成方酸是一个有价值的制备方法(Brady,W.T.；Waters,Q.H.J.Org.Chem.,1967,32:3703；Brady,W.T.Tetrahedron Lett.,1982,23:361；WO 97/37961)。
[0023][0024]但使用的小分子乙烯醚自身的稳定性较差，易于聚合，导致在环加成反应阶段的副反应多，选择性差，使得在后期的产品分离、纯化过程中带来很多不利，降低了产业化价值。
[0025]另外，在方酸的合成方法探讨中也相继出现以一氧化碳为原料的电化学方法(Silvestri,G.；Salvator,G.Gazz.Chim.Ital.,1972,102:18；Silvestri,G.；Salvator,G.Electrochim.Acta.,1978,23:413)，以及通过生物发酵法制备方酸的新途径(JP 0116 590(1989))。电合成方法的缺点是产品难于提纯和分离，且反应稳定性差，难于重复；生物发酵法需要时间漫长，生产效率低。
[0026]从以上合成方酸的工艺路线可以看本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种方酸的制备方法，其特征在于，以聚乙二醇二乙烯基醚与二氯乙酰氯为起始原料，经过环加成反应、溴代和水解反应，即得目的产物。2.根据权利要求1所述方酸的制备方法，其特征在于：按照下述步骤进行：（1）在碱作用下，将聚乙二醇二乙烯基醚与二氯乙酰氯通过环加成反应，得到乙二醇醚链连接的氯代环丁酮；（2）将上述得到的氯代环丁酮通过溴代反应，得到溴取代环丁酮反应混合液；（3）将步骤（2）所得反应混合物直接加热，通过水解反应，得到目的产物粗品；（4）对步骤（3）所得目的产物粗品进行纯化，通过重结晶，即得目的产物。3.根据权利要求2所述方酸的制备方法，其特征在于：所述聚乙二醇二乙烯基醚具有如下结构：。4.根据权利要求3所述方酸的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中，所述聚乙二醇二乙烯基醚、二氯乙酰氯与碱的摩尔比依次为1：2～3：2～3。5.根据权利要求4所述方酸的制备方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋也，
申请(专利权)人：北京成宇化工有限公司，
类型：发明
国别省市：