專利名稱：一種芳基乙酸的制備方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及重要的醫(yī)藥、農(nóng)藥、香料等精細化學品中間體芳基乙酸的制備方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，有關苯乙酸的化學合成方法有一、腈水解法制備目標化合物苯乙腈水解法有堿性和酸性水解法兩種，而苯乙腈由氯芐和氰化鈉在一定介質(zhì)和催化劑下縮合而得，苯乙腈水解一般采用堿性水解工藝，反應如下
上述工藝不足之處有原料NaCN及中間產(chǎn)物苯乙腈毒性很大，特別是苯乙腈合成工序中會產(chǎn)生劇毒且?guī)в袗撼舻奈镔|(zhì)異氰芐，這些物質(zhì)揮發(fā)性強，對操作環(huán)境造成嚴重污染，廢水污染重，處理費用高，苯乙腈收率不高，生產(chǎn)成本高。從長遠發(fā)展趨勢看，該法必將逐漸被淘汰。
二、苯、甲醛和一氧化碳反應制備目標化合物 該法在高壓下反應不安全、量小不易工業(yè)化、催化劑昂貴且不易回收。
三、苯乙酰胺水解法(維爾格羅德法)制備目標化合物
上述工藝第一步需加壓且有副產(chǎn)物苯乙硫醇產(chǎn)生，該副產(chǎn)物有惡臭，污染嚴重。
四、苯甲醇法制備目標化合物在150℃高壓下反應4～5小時得苯乙酸 該反應催化劑制造困難、價格昂貴、反應壓力高、危險性大。
五、芐氯羰基化法制備目標化合物該反應在催化劑(有機鈀絡合物、銠絡合物、羰基鐵、鐵-錳合金、鈷鹽及羰基鈷配合物等)作用下，添加適當有機溶劑，使芐氯在兩相體系中進行羰基化，在酸性條件下將苯乙酸鈉酸化成苯乙酸
該工藝過程中技術(shù)要求高，需要使用價格昂貴的催化劑且催化劑顆粒非常細小需精心操作以防催化劑失活或流失，催化劑分離難，回收方法尚不成熟，生產(chǎn)難度大等缺點。
六、芐氯-二氧化碳電解法制備目標化合物電解法制苯乙酸工藝是采用犧牲陽極法實現(xiàn)電羧化，將氯芐經(jīng)電羰基化合成苯乙酸。如以Mg作陽極為例，反應如下(陽極反應)(陰極反應)
總反應該方法中電極材料和電解液較貴，耗電量大，溶劑、支持電解質(zhì)及副產(chǎn)物的分離回收利用困難，成本高，不易工業(yè)化。

發(fā)明內(nèi)容為解決現(xiàn)有技術(shù)中芳基乙酸尤其是苯乙酸的制備成本高、工藝復雜、危險性大、收率低的不足，本發(fā)明提供了一種成本低、工藝合理、生產(chǎn)安全可靠、反應收率高的芳基乙酸的制備方法。
為達到發(fā)明目的本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種如化學式IV的芳基乙酸的制備方法，所述的方法是用式IIN-(2，3，4，6-四新戊?；咸烟腔?芳基亞胺在過渡金屬路易斯酸催化下在四氫呋喃或乙腈或含1～3個碳原子的氯代烴或含3～4個碳原子的醇中與三甲基硅氰化物進行親核加成反應得到式IIIN-(2，3，4，6-四新戊?；咸烟腔?-α-氨基芳基乙腈，N-(2，3，4，6-四新戊?；咸烟腔?-α-氨基芳基乙腈在鹵化氫乙酸溶液中水解得到式IV所述的芳基乙酸；反應式如下 式II、III中，Piv＝(CH3)3CCO；式IV中，Ar為芳基。
以苯乙酸為例，所述的芳基乙酸制備方法如下N-(2，3，4，6-四新戊酰基葡萄糖基)苯基亞胺在過渡金屬路易斯酸催化下在四氫呋喃或乙腈或含1～3個碳原子的氯代烴或含3～4個碳原子的醇中與三甲基硅氰化物進行親核加成反應得到N-(2，3，4，6-四新戊?；咸烟腔?-α-氨基苯乙腈，N-(2，3，4，6-四新戊?；咸烟腔?-α-氨基苯乙腈在鹵化氫乙酸溶液中水解得到所述的苯乙酸。
所述的過渡金屬路易斯酸為下列之一①SnCl4②ZnCl2③TiCl4④ZnI2⑤CuCl ⑥CuBr⑦CuBr.S(CH3)2⑧CuCl2⑨CuBr2。
所述的有機溶劑為下列之一①二氯甲烷 ②三氯甲烷 ③異丙醇 ④四氫呋喃 ⑤乙腈。
所述的鹵化氫乙酸溶液中鹵化氫質(zhì)量含量為30～50％，所述的鹵化氫為溴化氫或碘化氫。
所述的過渡金屬路易斯酸與三甲基硅氰化物物質(zhì)的量之比優(yōu)選為1∶1。
具體的，所述的方法如下(1)-40～-20℃下，向溶有三甲基硅氰化物和過渡金屬路易斯酸的二氯甲烷溶液中滴加含N-(2，3，4，6-四新戊酰基葡萄糖基)芳基亞胺的二氯甲烷溶液；(2)攪拌升溫至室溫進行反應，反應結(jié)束后，蒸去溶劑，剩余物用二氯甲烷溶解，再洗滌后干燥、蒸干，蒸干物在正庚烷中重結(jié)晶得到N-(2，3，4，6-四新戊酰基葡萄糖基)-α-氨基芳基乙腈；(3)將N-(2，3，4，6-四新戊?；咸烟腔?-α-氨基芳基乙腈溶于二氯甲烷溶液中，再滴加45％HBr/HAc溶液，在室溫下保持1～4小時，過濾，得所述的芳基乙酸；進一步，所述的方法如下(1)-40～-20℃下，向溶有三甲基硅氰化合物的二氯甲烷溶液中滴加含N-(2，3，4，6-四新戊?；咸烟腔?芳基亞胺的二氯甲烷溶液，所述的三甲基硅氰化物、路易斯酸催化劑、N-(2，3，4，6-四新戊?；咸烟腔?芳基亞胺物質(zhì)的量之比為1.25∶1.25∶1(2)攪拌升溫至室溫進行反應，反應結(jié)束后，蒸去溶劑，剩余物溶解于二氯甲烷中，二氯甲烷溶液依次用2N的鹽酸、飽和碳酸氫鈉水溶液、水洗滌后，用硫酸鎂干燥，干燥后再蒸干，蒸干物再在正庚烷中重結(jié)晶便得到N-(2，3，4，6-四新戊酰基葡萄糖基)-α-氨基芳基乙腈；(3)將N-(2，3，4，6-四新戊酰基葡萄糖基)-α-氨基芳基乙腈溶于二氯甲烷溶液中，再滴加45％HBr/HAc溶液，在室溫下保持1～4小時后，過濾，得所述的芳基乙酸。
特別的，所述的芳基乙酸為苯乙酸時，制備方法如下(1)-40～-20℃下，向溶有三甲基硅氰化物和路易斯酸的二氯甲烷溶液中滴加含N-(2，3，4，6-四新戊?；咸烟腔?苯基亞胺的二氯甲烷溶液，三甲基硅氰化物、路易斯酸、N-(2，3，4，6-四新戊?；咸烟腔?苯基亞胺摩爾比為1.25∶1.25∶1；(2)攪拌升溫至室溫進行反應，反應結(jié)束后，蒸去溶劑，剩余物溶解于CH2Cl2中，有機層依次用2N鹽酸、飽和碳酸氫鈉水溶液和水洗滌，然后用MgSO4干燥，干燥后再蒸干，蒸干物再在正庚烷中重結(jié)晶；(3)將N-(2，3，4，6-四新戊?；咸烟腔?-α-氨基苯乙腈溶于二氯甲烷溶液中，再滴加45％HBr/HAc溶液，在室溫下保持1～4小時，過濾，得苯乙酸固體。
所述的式IIN-(2，3，4，6-四新戊?；咸烟腔?芳基亞胺一般由式IN-2，3，4，6-四新戊?；咸烟腔窞榈孜?，經(jīng)酸催化與醛縮合制得，反應式如下 本發(fā)明所述的芳基乙酸的制備方法的有益效果主要體現(xiàn)在(1)原料價廉易得，成本低；(2)避開使用原料氰化鈉或氫氰酸，操作簡單安全，反應收率高；(3)副產(chǎn)物可有效地回收利用，具有較大的實施價值和社會經(jīng)濟效益。
具體實施方式
下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進行進一步描述實施例1N-(2，3，4，6-四新戊?；咸烟腔?-α-氨基苯乙腈的合成在-40℃～-20℃時，向溶有3.96克三甲基硅疊氮氰化物(37.5mmol)和CuBr(37.5mmol)的二氯甲烷(20mL)溶液中慢慢滴加1mL含(30mmol)N-(2，3，4，6-四新戊?；咸烟腔?苯基亞胺的二氯甲烷溶液，滴加完后在攪拌之下，溶液慢慢升溫到-20℃，反應在-20℃進行并用TLC監(jiān)控，反應結(jié)束后，蒸去溶劑，然后把剩余的殘余物溶解在400mLCH2Cl2中，有機層依次用2N HCl(100mL)，飽和NaHCO3(200mL×3)和水(200mL)洗滌，有機層用MgSO4干燥，干燥后蒸去溶劑得粗產(chǎn)物16.3克，收率為86％。
實施例2N-(2，3，4，6-四新戊?；咸烟腔?-α-氨基苯乙腈的合成在-20℃～0℃時，向溶有3.96克三甲基硅疊氮氰化物(37.5mmol)和CuBr(37.5mmol)的二氯甲烷(20mL)溶液中慢慢滴加1mL含30mmolN-(2，3，4，6-四新戊?；咸烟腔?苯基亞胺的二氯甲烷溶液，滴加完后在攪拌之下，溶液慢慢升溫到0℃，反應在0℃進行并用TLC監(jiān)控，反應結(jié)束后，蒸去溶劑，然后把剩余的殘余物溶解在400mL CH2Cl2中，有機層依次用2N HCl(100mL)，飽和NaHCO3(200mL×3)和水(200mL)洗滌，有機層用MgSO4干燥，干燥后蒸去溶劑得粗產(chǎn)物16.8克，收率為89％。
實施例3N-(2，3，4，6-四新戊?；咸烟腔?-α-氨基苯乙腈的合成在0℃～25℃時，向溶有3.96克三甲基硅疊氮氰化物(37.5mmol)和CuBr(37.5mmol)的二氯甲烷(20mL)溶液中慢慢滴加1mL含30mmolN-(2，3，4，6-四新戊?；咸烟腔?苯亞胺的二氯甲烷溶液，滴加完后在攪拌之下，溶液慢慢升溫到25℃，反應在25℃進行并用TLC監(jiān)控，反應結(jié)束后，蒸去溶劑，然后把剩余的殘余物溶解在400mL CH2Cl2中，有機層依次用2N HCl(100mL)，飽和NaHCO3(200mL×3)和水(200mL)洗滌，有機層用MgSO4干燥，干燥后蒸去溶劑，干燥后蒸去溶劑得粗產(chǎn)物17.0克，收率為90％。
實施例4N-(2，3，4，6-四新戊?；咸烟腔?-α-氨基苯乙腈的合成催化劑用量為(75mmol)其它同實施例3，得粗產(chǎn)物17.20克，收率為91％。
實施例5N-(2，3，4，6-四新戊?；咸烟腔?-α-氨基苯乙腈的合成溶劑改為四氫呋喃，其它同實施例3，得粗產(chǎn)物16.6克，收率為88％。
實施例6N-(2，3，4，6-四新戊?；咸烟腔?-α-氨基苯乙腈的合成反應溶劑改為三氯甲烷，其它同實施例3，得粗產(chǎn)物16.07克，收率為85％。
實施例7N-(2，3，4，6-四新戊酰基葡萄糖基)-α-氨基苯乙腈的合成催化劑用SnCl4，其它同實施例3，得粗產(chǎn)物13.4克，收率為71％。
實施例8N-(2，3，4，6-四新戊?；咸烟腔?-α-氨基苯乙腈的合成催化劑用TiCl4，溶劑改為乙腈，其它同實施例3，得粗產(chǎn)物11.34克，收率為60％。
實施例9N-(2，3，4，6-四新戊?；咸烟腔?-α-氨基苯乙腈的合成催化劑用ZnI2，溶劑改為異丙醇，其它同實施例3，得粗產(chǎn)物11.4克，收率為45％。
實施例10N-(2，3，4，6-四新戊?；咸烟腔?-α-氨基萘乙腈的合成在室溫時，向溶有3.96克三甲基硅疊氮氰化物(37.5mmol)和CuBr(37.5mmol)的二氯甲烷(20mL)溶液中慢慢滴加1mL含(30mmol)N-(2，3，4，6-四新戊酰基葡萄糖基)萘基亞胺的二氯甲烷溶液，滴加完后在攪拌之下，溶液慢慢升溫到25℃，反應在25℃進行并用TLC監(jiān)控，反應結(jié)束后，蒸去溶劑，然后把剩余的殘余物溶解在400mL CH2Cl2中，有機層依次用2N HCl(100mL)，飽和NaHCO3(200mL×3)和水(200mL)洗滌，有機層用MgSO4干燥，干燥后蒸去溶劑得粗產(chǎn)物18.56克，收率為91％。
實施例11苯乙酸合成在室溫下，向溶有實施例3所得N-(2，3，4，6-四新戊酰基葡萄糖基)-α-氨基苯乙腈(13.25g)的二氯甲烷(200mL)溶液中慢慢滴加5.5mL45％的溴化氫乙酸溶液和1mL水，滴加完后在攪拌之下，將有固體沉淀生成，過濾沉淀便得苯乙酸固體2.59克，收率為91％。
實施例12萘乙酸的合成在室溫下，向溶有實施例10所得N-(2，3，4，6-四新戊酰基葡萄糖基)-α-萘乙腈(14.3g)的二氯甲烷(200mL)溶液中慢慢滴加5.5mL45％的溴化氫乙酸溶液和1mL水，滴加完后在攪拌之下，將有固體沉淀生成，過濾沉淀便得萘乙酸固體3.5g，收率為90％。
本發(fā)明與現(xiàn)有的化學合成方法比較，具有原料廉價易得、操作簡單安全、反應周期短、反應收率高、產(chǎn)品質(zhì)量好及副產(chǎn)物可有效地回收利用等優(yōu)點，是一個較適于工業(yè)化生產(chǎn)的方法。
權(quán)利要求
1.一種如化學式IV的芳基乙酸的制備方法，其特征在于所述的方法是用式IIN-(2，3，4，6-四新戊酰基葡萄糖基)芳基亞胺在過渡金屬路易斯酸催化下在有機溶劑中與三甲基硅氰化物進行親核加成反應得到式IIIN-(2，3，4，6-四新戊?；咸烟腔?-α-氨基芳基乙腈，N-(2，3，4，6-四新戊?；咸烟腔?-α-氨基芳基乙腈在鹵化氫乙酸溶液中水解得到式IV所述的芳基乙酸；所述的有機溶劑為四氫呋喃或乙腈或含1～3個碳原子的氯代烴或含3～4個碳原子的醇； 式II、III中，Piv＝(CH3)3CCO；式IV中，Ar為芳基。
2.如權(quán)利要求1所述的芳基乙酸的制備方法，其特征在于所述的芳基乙酸為苯乙酸，所述的方法如下N-(2，3，4，6-四新戊酰基葡萄糖基)苯亞胺在過渡金屬路易斯酸催化下在四氫呋喃或乙腈或含1～3個碳原子的氯代烴或含3～4個碳原子的醇中進行親核加成反應得到N-(2，3，4，6-四新戊?；咸烟腔?-α-氨基苯乙腈，N-(2，3，4，6-四新戊?；咸烟腔?-α-氨基苯乙腈在鹵化氫乙酸溶液中水解得到所述的苯乙酸。
3.如權(quán)利要求1或2所述的芳基乙酸的制備方法，其特征在于所述的過渡金屬路易斯酸為下列之一①SnCl4②ZnCl2③TiCl4④ZnI2⑤CuCl ⑥CuBr⑦CuBr.S(CH3)2⑧CuCl2⑨CuBr2。
4.如權(quán)利要求3所述的芳基乙酸的制備方法，其特征在于所述的有機溶劑為下列之一①二氯甲烷 ②三氯甲烷 ③異丙醇 ④四氫呋喃 ⑤乙腈。
5.如權(quán)利要求4所述的芳基乙酸的制備方法，其特征在于所述的鹵化氫乙酸溶液中鹵化氫質(zhì)量含量為30～50％，所述的鹵化氫為溴化氫或碘化氫。
6.如權(quán)利要求4所述的芳基乙酸的制備方法，其特征在于所述的過渡金屬路易斯酸與三甲基硅氰化物物質(zhì)的量之比為1∶1。
7.如權(quán)利要求1所述的芳基乙酸的制備方法，其特征在于所述的方法如下(1)-40～-20℃下，向溶有三甲基硅氰化物和過渡金屬路易斯酸的二氯甲烷溶液中滴加含N-(2，3，4，6-四新戊酰基葡萄糖基)芳基亞胺的二氯甲烷溶液；(2)攪拌升溫至室溫進行反應，反應結(jié)束后，蒸去溶劑，剩余物用二氯甲烷溶解，再洗滌后干燥、蒸干，蒸干物在正庚烷中重結(jié)晶得到N-(2，3，4，6-四新戊?；咸烟腔?-α-氨基芳基乙腈；(3)將N-(2，3，4，6-四新戊酰基葡萄糖基)-α-氨基芳基乙腈溶于二氯甲烷溶液中，再滴加45％HBr/HAc溶液，在室溫下保持1～4小時，過濾，得所述的芳基乙酸；
8.如權(quán)利要求7所述的芳基乙酸的制備方法，其特征在于所述的方法如下(1)-40～-20℃下，向溶有三甲基硅氰化合物的二氯甲烷溶液中滴加含N-(2，3，4，6-四新戊酰基葡萄糖基)芳基亞胺的二氯甲烷溶液，所述的三甲基硅氰化物、路易斯酸催化劑、N-(2，3，4，6-四新戊酰基葡萄糖基)芳基亞胺物質(zhì)的量之比為1.25∶1.25∶1；(2)攪拌升溫至室溫進行反應，反應結(jié)束后，蒸去溶劑，剩余物溶解于二氯甲烷中，二氯甲烷溶液依次用2N的鹽酸、飽和碳酸氫鈉水溶液、水洗滌后，用硫酸鎂干燥，干燥后再蒸干，蒸干物再在正庚烷中重結(jié)晶便得到N-(2，3，4，6-四新戊?；咸烟腔?-α-氨基芳基乙腈；(3)將N-(2，3，4，6-四新戊?；咸烟腔?-α-氨基芳基乙腈溶于二氯甲烷溶液中，再滴加45％HBr/HAc溶液，在室溫下保持1～4小時后，過濾，得所述的芳基乙酸。
9.如權(quán)利要求2所述的芳基乙酸的制備方法，其特征在于所述的方法如下(1)-40～-20℃下，向溶有三甲基硅氰化物和路易斯酸的二氯甲烷溶液中滴加含N-(2，3，4，6-四新戊?；咸烟腔?苯基亞胺的二氯甲烷溶液，三甲基硅氰化物、路易斯酸、N-(2，3，4，6-四新戊酰基葡萄糖基)苯基亞胺摩爾比為1.25∶1.25∶1；(2)攪拌升溫至室溫進行反應，反應結(jié)束后，蒸去溶劑，剩余物溶解于CH2Cl2中，有機層依次用2N鹽酸、飽和碳酸氫鈉水溶液和水洗滌，然后用MgSO4干燥，干燥后再蒸干，蒸干物再在正庚烷中重結(jié)晶；(3)將N-(2，3，4，6-四新戊?；咸烟腔?-α-氨基苯乙腈溶于二氯甲烷溶液中，再滴加45％HBr/HAc溶液，在室溫下保持1～4小時，過濾，得苯乙酸固體。
10.如權(quán)利要求3所述的所述的芳基乙酸的制備方法，其特征在于所述的式IIN-(2，3，4，6-四新戊?；咸烟腔?芳基亞胺由式IN-(2，3，4，6-四新戊酰基葡萄糖基)胺為底物，經(jīng)酸催化與醛縮合制得； 式I中，Piv＝(CH3)3CCO。
全文摘要
本發(fā)明涉及重要的醫(yī)藥、農(nóng)藥、香料等精細化學品中間體芳基乙酸的制備方法；所述的方法是用式II N－(2，3，4，6－四新戊?；咸烟腔?芳基亞胺在過渡金屬路易斯酸催化下在四氫呋喃或乙腈或含1～3個碳原子的氯代烴或含3～4個碳原子的醇中與三甲基硅氰化物進行親核加成反應得到式IIIN－(2，3，4，6－四新戊?；咸烟腔?－α－氨基芳基乙腈，N－(2，3，4，6－四新戊酰基葡萄糖基)－α－氨基芳基乙腈在鹵化氫乙酸溶液中水解得到式IV所述的芳基乙酸；本發(fā)明所述的方法原料價廉易得，成本低；避開使用原料氰化鈉或氫氰酸，操作簡單安全，反應收率高；副產(chǎn)物可有效地回收利用，具有較大的實施價值和社會經(jīng)濟效益。反應式如圖式II、III中，Piv＝(CH
文檔編號C07C51/08GK1683311SQ20051004916
公開日2005年10月19日 申請日期2005年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月2日
發(fā)明者章鵬飛, 周國斌 申請人:杭州師范學院