本文旨在介绍合成1,3-金刚烷二醇的方法,有望在有机合成领域发挥重要作用。
背景:1,3-金刚烷二醇,英文名称:1,3-Adamantanediol,CAS:5001-18-3 分子式:C10H16O2。1,3-金刚烷二醇为白色晶体,微溶于水,溶于甲醇、乙醇、四氢呋喃,作为一种重要的金刚烷二取代衍生物,在有机合成、医药化工、功能化分子材料领域有着普遍的应用。1,3-金刚烷二醇 用于合成新型二甲基丙烯酸酯,也可用作牙科树脂混合物的牙科单体。
合成:
1. 方法一
通过1,3-二溴金刚烷水解生成1,3-金刚烷二醇的方法。在三颈瓶中加入l ,3-二溴代金刚烷,Ag2SO4,丙酮和水,加热回流后,有大量淡黄色溴化银产生,加热回流待l,3-二溴代金刚烷反应完全后,趁热过滤,滤液冷却,析出1,3-金刚烷二醇;在该丙酮-水-硫酸银的体系中,反应过程中大量贵金属银和丙酮的使用,使该方法只能停留在实验室阶段,实际生产效益不佳。
2. 方法二
以3-氨基-1-金刚烷醇为起始原料。该方法将3-氨基-1-金刚烷醇溶于水中后加入浓盐酸生产盐酸盐;将得到的水液加入适量浓硝酸,达到一定浓度;升温至适当温度反应一定时间,再通过碱化反应,离心分离得1,3-金刚烷二醇,该反应过程中使用大量浓盐酸、浓硝酸和高浓度的氢氧化钠溶液,工业化难度较大。
3. 方法三
以1-溴代金刚烷为起始原料,将1-溴代金刚烷溶解于有机溶剂中后加入浓硫酸、硝酸进行硝化反应,得有机溶液相;将得到的有机溶液相与强碱的水液混合,进行水解反应,即得1 ,3-金刚烷二醇。该方法由于均使用大量高浓度混酸和强碱溶液,导致操作危险系数高、生产成本高,不适宜工业化生产。
4. 方法四:
以3-羟基-1-金刚烷甲酸为起始原料制备1,3-金刚烷二醇的方法。具体步骤如下:
(1)氯化反应:
在室温和搅拌的条件下,向装有50ml石油醚的四口烧瓶中加入10g 3-羟基-1-金刚烷甲酸,搭建冷凝回流装置,使用氢氧化钠溶液作为尾气吸收液,缓慢滴加80g氯化亚砜,滴加完毕后,待反应液呈浅黄色的均相液体,控制反应温度为60℃,反应5小时后,得到含有1,3-二氯金刚烷的反应液。
把含有1,3-二氯金刚烷的反应液倒入200ml冰水中,剧烈搅拌,尾气吸收使用适当浓度的氢氧化钠溶液,待不再有气体冒出,且有大量小颗粒白色固体出现,使用真空泵进行真空抽滤,滤液分相,收集滤饼,将有机相使用旋转蒸发仪旋蒸得到固体,合并滤饼,放置真空烘箱60℃烘干10小时后,即得到1,3-二氯金刚烷粗品;
把1,3-二氯金刚烷粗品加入70ml二氯甲烷中,使用加热回流方式加速固体溶解,再使用真空泵进行真空抽滤,收集滤液,滤液经旋转蒸发仪旋蒸,得到1,3-二氯金刚烷9.7g,收率93 %,GC检测纯度为99.4%。
(2)碱解反应:
在600ml反应釜中,加入200ml水、48.5g三乙胺和9.7g 1,3-二氯金刚烷,控制反应温度为100℃,反应5小时,得到含有1,3-金刚烷二醇的反应液;把含有1,3-二氯金刚烷的反应液使用旋转蒸发仪旋蒸,即得到1,3-金刚烷二醇粗品;把含有1,3-金刚烷二醇粗品加入到70m,l0%的氢氧化钠溶液中,使用加热回流方式加快固体溶解,再使用真空泵进行真空抽滤,收集滤液,滤液经旋转蒸发仪旋蒸,得到1,3-金刚烷二醇7.2g,收率92%,GC检测纯度为99.1%。
参考文献:
[1]金焕艳,龚会琴,林绍霞.1,3-金刚烷二醇快速生物降解研究[J].贵州科学,2013,31(06):65-68.
[2]浙江荣耀生物科技股份有限公司. 一种制备1,3-金刚烷二醇的方法.2023-10-10.