專利名稱：2-金剛烷甲酸和1-金剛烷甲酸的分離提純方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種金剛烷甲酸混合物的分離提純方法，特別是一種2-金剛烷甲酸和1-金剛烷甲酸的分離提純方法。
背景技術(shù)：
金剛烷是一種周正對(duì)稱、非常穩(wěn)定的籠狀烴，它在醫(yī)藥、功能高分子、表面活性劑、 潤(rùn)滑劑、照相感光材料、航空等等方面具有廣泛用途。1-金剛烷甲酸一般由金剛烷及其衍生物經(jīng)Koch-haaf反應(yīng)合成，1_金剛烷甲酸是合成鹽酸金剛烷乙胺(rimantadine)的主要原料；1_金剛烷甲酸甲酯經(jīng)還原后合成金剛烷甲醇(ZL200610052600. 8)可用于生產(chǎn)光刻膠等。2-金剛烷甲酸在醫(yī)藥及感光材料等方面也有良好應(yīng)用前景，1973年Burldiard， Jiri Janku, Josef在專利CS150711報(bào)道的合成路線2_金剛烷醇先與甲酸反應(yīng)生成酯， 然后與甲酸、硫酸反應(yīng)制備2-金剛烷甲酸，反應(yīng)產(chǎn)物中含1-金剛烷甲酸1.5%。1-金剛烷甲酸和2-金剛烷甲酸雖然有不同的合成方法，但無論是反應(yīng)原料還是反應(yīng)過程都有少量的同分異構(gòu)體存在。由于兩者擁有相同的分子量、官能團(tuán)及母體環(huán)，因此二者之間的性質(zhì)接近，混合物分離困難，尤其是含量接近的混合物(重結(jié)晶殘?jiān)?分離更加困難，污染環(huán)境。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)以上問題，本發(fā)明的目的是提供一種簡(jiǎn)單易行的2-金剛烷甲酸和1-金剛烷甲酸的分離提純方法?！N2-金剛烷甲酸和1-金剛烷甲酸的分離提純方法，包括酯化，分離步驟，其特征在于酯化反應(yīng)時(shí)以98%硫酸為催化劑，催化劑與原料比值為0.5 3 10，反應(yīng)時(shí)間為 15 140min，反應(yīng)溫度為55 70°C ；然后加水和NaOH，使溶液的PH彡10分離水層和酯層。本發(fā)明的目的是通過酯化反應(yīng)實(shí)現(xiàn)2-金剛烷甲酸和1-金剛烷甲酸分離的，即通過利用2-金剛烷甲酸和1-金剛烷甲酸酯化的差異性實(shí)現(xiàn)的。所以，不僅方法簡(jiǎn)單易行，分離提純后的1-金剛烷甲酸甲酯和2-金剛烷甲酸產(chǎn)品純度均可滿足需要；特別是能使生產(chǎn)金剛烷甲酸的殘?jiān)靡猿浞掷茫瑴p少了“三廢”排放，防止環(huán)境污染，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益都極為顯著，是一種實(shí)惠、環(huán)保的方法。


圖1為實(shí)施例1甲酯化過程中的GC圖譜，圖2為實(shí)施例2提純后2-金剛烷甲酸樣品的GC圖譜。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1將2g 1-金剛烷甲酸和2-金剛烷甲酸混合物原料(約50 50)加入的50mL圓底燒瓶中，加入IOmL的甲醇，加0. 2克的98%硫酸作催化劑，升溫至65°C磁力攪拌進(jìn)行酯化反應(yīng)。反應(yīng)15min后，對(duì)反應(yīng)體系進(jìn)行取樣，加水lmL，用乙酸乙酯ImL萃取進(jìn)樣GC分析，反應(yīng)結(jié)果如圖1。其中tK7. 972為1-金剛烷甲酸甲酯，tK8. 235為2-金剛烷甲酸甲酯，tE10. 431 為1-金剛烷甲酸，tK10. 872為2-金剛烷甲酸。1-金剛烷甲酸甲酯33.5%，2_金剛烷甲酸甲酯3. 3 %，1-金剛烷甲酸16.9%, 2-金剛烷甲酸41.3%。停止反應(yīng)進(jìn)行分離，加水20mL, 加10% NaOH溶液至堿性(PH彡10)，水溶液和酯分離，水層酸化得以2-金剛烷甲酸為主的粗品，粗品經(jīng)乙醇、乙酸乙酯等有機(jī)溶劑重結(jié)晶可得白色片狀2-金剛烷甲酸0. 5g，GC分析含量達(dá)95. 2%。酯層經(jīng)還原后合成1-金剛烷甲醇0. 6克，GC分析含量達(dá)99. 2%。實(shí)施例2將2g 1-金剛烷甲酸和2-金剛烷甲酸混合物原料(約50 50)加入的50mL圓底燒瓶中，加入IOmL的甲醇，加0. 2克的98%硫酸作催化劑，升溫至65°C磁力攪拌進(jìn)行酯化反應(yīng)。30min后檢測(cè)，1-金剛烷甲酸甲酯44. 2 %，2-金剛烷甲酸甲酯4. 3 %，1-金剛烷甲酸6.8%。2-金剛烷甲酸40. 1%。停止甲酯化反應(yīng)，采用實(shí)施例1相同的后處理， 水層得2-金剛烷甲酸0.6g，產(chǎn)品熔點(diǎn)140-142 °C，GC分析含量達(dá)98. 0 %，如圖2。其1H 匪RGOOifflzCDCl3) δ 1. 63-1. 67 (m 2H) δ 1. 68-1. 78 (m4H) δ 1. 86-1. 93 (m 6Η) δ 2. 35 (s 2Η) δ 2. 67 (s 1Η) δ 12. 4 (s 1Η) ；13C NMR (IOOMHz CDCl3) 27. 36 27. 37 29.37 33.54 37.31 38.06 49.44181.21。酯層得1_金剛烷甲醇0. 8克，GC分析含量達(dá)99. 0%。實(shí)施例3將2g 1-金剛烷甲酸和2-金剛烷甲酸混合物原料(約50 50)加入的50mL圓底燒瓶中，加入IOmL的甲醇，滴加0. 8克的98%硫酸作催化劑，升溫至65°C磁力攪拌進(jìn)行酯化反應(yīng)。反應(yīng)15min后，進(jìn)樣GC分析，1-金剛烷甲酸甲酯51.6%，2-金剛烷甲酸甲酯 41.2%，2-金剛烷甲酸6. 3%。1-金剛烷甲酸0.8%。反應(yīng)30min后，1-金剛烷甲酸甲酯 52. 3%，2_金剛烷甲酸甲酯43.0%，2_金剛烷甲酸4. 5%。1_金剛烷甲酸0. 3%。經(jīng)分離 2-金剛烷甲酸少于0. 1克。說明硫酸催化劑用量加大，甲酯化速度加快。反應(yīng)速度太快，則反應(yīng)終點(diǎn)控制比較困難。甲酯化反應(yīng)進(jìn)行的過于徹底，則2-金剛烷甲酸的回收率過低，已經(jīng)失去分離的實(shí)際意義。酯層采用實(shí)施例1相同的后處理，得1-金剛烷甲醇0. 8克，GC分析含量達(dá)92. 8%。對(duì)于不同硫酸用量，在保持其它反應(yīng)原料及反應(yīng)條件不變，考察反應(yīng)時(shí)間的影響。 為了同時(shí)保證2-金剛烷甲酸的質(zhì)量及回收率，GC分析跟蹤反應(yīng)至2-金剛烷甲酸1-金剛烷甲酸大于4時(shí)O-金剛烷甲酸占總酸量80%)，停止甲酯化反應(yīng)。采用實(shí)施例1相同的后處理，水層得2-金剛烷甲酸，酯層得1-金剛烷甲醇，并用GC分析得以下實(shí)驗(yàn)結(jié)果
硫酸(克)0. 050. 10. 20. 20. 4反應(yīng)時(shí)間140min60min15min30minIOmin2-金剛烷甲酸(克)0. 50. 60. 50. 60. 權(quán)利要求
1.一種2-金剛烷甲酸和1-金剛烷甲酸的分離提純方法，包括酯化和分離步驟，其特征在于酯化反應(yīng)時(shí)以98%硫酸為催化劑，催化劑與原料比值為0.5 3 10，反應(yīng)時(shí)間為 15 140min，反應(yīng)溫度為55 70°C ；然后加水和NaOH，使溶液的PH彡10分離水層和酯層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的2-金剛烷甲酸和1-金剛烷甲酸的分離提純方法，其特征在于酯化為甲酯化。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的2-金剛烷甲酸和1-金剛烷甲酸的分離提純方法，其特征在于酯化反應(yīng)時(shí)間為30min，反應(yīng)溫度為65°C。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種金剛烷甲酸混合物的分離提純方法，特別是一種2-金剛烷甲酸和1-金剛烷甲酸的分離提純方法。包括酯化，分離步驟，要點(diǎn)是酯化反應(yīng)時(shí)以98％硫酸為催化劑，催化劑與原料比值為0.5～3∶10，反應(yīng)時(shí)間為15～140min，反應(yīng)溫度為55～70℃；然后加水和NaOH，使溶液的PH≥10分離水層和酯層。本發(fā)明的目的是通過酯化反應(yīng)實(shí)現(xiàn)1-金剛烷甲酸甲酯和2-金剛烷甲酸分離的，即通過利用2-金剛烷甲酸和1-金剛烷甲酸酯化的差異性實(shí)現(xiàn)的。所以，不僅方法簡(jiǎn)單易行，分離提純后的產(chǎn)品純度均可滿足需要；特別是能使生產(chǎn)金剛烷甲酸的殘?jiān)靡猿浞掷?，減少了“三廢”排放，防止環(huán)境污染，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益都極為顯著，是一種實(shí)惠、環(huán)保的方法。
文檔編號(hào)C07C51/493GK102249900SQ20111012632
公開日2011年11月23日 申請(qǐng)日期2011年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月16日
發(fā)明者孔黎春, 胡曉春 申請(qǐng)人:浙江師范大學(xué)