对醛基苯甲酸不溶于水,能溶于DMF中,能与醇发生酯化反应和醇醛缩合反应。
形态 精细结晶粉末
熔点 247°C(lit.)
沸点 231.65°C(roughestimate)
密度 1.2645(roughestimate)
折射率 1.450Chemicalbook0(estimate)
溶解度 溶于二甲基亚砜
酸度系数(pKa) 3.77(at25℃)
对醛基苯甲酸广泛用于有机合成、农药、涂料、液晶原料、高分子材料和香料原料等领域。
危险品标志 Xi
危险类别码 36/37/38-33
安全说明 26-36-24/25
WGK Germany 3
对醛基苯甲酸存放在密封容器内,并放在阴凉,干爽处。储存的地方必须远离氧化剂。远离空气,勿与强酸/强碱一起存放.
根据对氨甲芳酸生产废渣的分析结果显示,废渣中含有大约13%的对醛基苯甲酸。如果能够有效地将这种废料中的对醛基苯甲酸分离出来,将会大大降低固废处理成本,减少固废排放量,并且带来可观的经济效益。
目前尚未见到国内外关于这种废料处理方法的报道。本文以对氨甲芳酸生产废渣为原料,通过与亚硫酸氢钠加成生成水溶性络合物,再经过酸化反应得到较纯的对醛基苯甲酸,回收率可达91%以上。同时,对加成反应和酸化反应的反应条件进行了优化,得到了较好的反应条件[1]。
图1 对醛基苯甲酸的合成反应式
加成反应
在装有温度计和冷凝管的1000 mL四口瓶中,加入一定量的亚硫酸氢钠水溶液,然后在氮气保护下强烈搅拌,加入115 g氨甲芳酸生产废渣(折干计,含对醛基苯甲酸13%),在室温下进行反应,随后进行过滤和水洗,得到含对醛基苯甲酸加成物的水溶液。随着亚硫酸氢钠浓度的增加,反应收率也随之增加,但当亚硫酸氢钠浓度达到5%时,反应收率达到较高值,继续增加浓度反而会降低收率。这是因为随着浓度的提高,废渣对加成物有吸附效应,降低了加成物在水中的溶解度,从而影响了加成物的收率。因此,亚硫酸氢钠的浓度应选择在5~7%之间。
酸化反应
在装有温度计和冷凝管的1000 mL四口瓶中,加入10 g浓盐酸和20 mL水,在氮气保护下,在室温下滴加上述含对醛基苯甲酸加成物的水溶液,加完后,在一定温度下反应一段时间,然后冷却至室温,进行过滤和水洗,最后通过固体真空干燥得到含量在98%以上(采用HPLC法测定)的对醛基苯甲酸。
本研究以氨甲芳酸废渣为原料,通过亚硫酸氢钠加成和酸化反应成功提取出对羧基苯甲醛,并对工艺进行了优化。结果表明,对醛基苯甲酸与亚硫酸氢钠的摩尔比为1:2,亚硫酸氢钠浓度选择在5~7wt%之间,加成反应时间为2小时,酸化反应时间为2小时,此时对醛基苯甲酸的回收率可达到91%。
[1] 贾国芳. PTA产品中对甲基苯甲酸产生与分离,化学工业与工程技术,2002.4.
对苯二甲醛是一种重要的有机合成和精细化工原料,广泛应用于染料、荧光增白剂、医药和香料等工业领域。它具有两个活泼醛基,可以自聚或与其他单体共聚形成各种高分子化合物,因此也是合成高分子材料的重要单体。
氯化水解法是对苯二甲醛最传统的合成工艺路线。首先对二甲苯进行氯取代,然后通过水解或氧化水解得到对苯二甲醛。氯化反应转化率高,水解过程受催化剂影响,产率有所差异。在氯化水解后,需要经过碱中和、过滤干燥才能得到对苯二甲醛粗品。除了目标产物对苯二甲醛,还会生成副产物对醛基苯甲酸等。
为了避免直接使用对环境不友好的氯气,可以先采用N-氟代双苯磺酰胺和氯化钠与对二甲苯反应,合成对二氯苯,然后通过硫酸和二氧化锰催化作用得到对苯二甲醛粗品。最后通过氢氧化钠中和氧化母液,乙醇水混合液中重结晶,得到对苯二甲醛成品,重量收率为77%。
对苯二甲酸(酯)加氢是另一种合成对苯二甲醛的方法。催化剂的选择非常重要,过高的加氢活性会导致大量芳香醇生成。有效的催化剂体系包括钯的络合物、铬系金属氧化物和硼的氟化物。采用钯的三苯基膦络合物或钯的三苯基膦与钯的乙酸酐盐复合体系作为催化剂,在适当的温度和压力下,可以催化苯甲酸形成苯甲醛,也可以催化芳烃二酸加氢生成醛。但该催化剂需要在严格无氧环境和高压釜中反应,并且产物需要从大量的特戊酸体系中分离,能耗较高。
在特定条件下,采用Cr-ZrO2催化剂可以实现对苯二甲酸和对醛基苯甲酸甲酯的高选择性加氢转化。另一种Zn-ZrO2催化剂对苯二甲醛的选择性更高,但转化率较低。
酰氯化合物加氢脱氯生成醛是一种重要的反应,通常采用Pd/BaSO4作为催化剂。近年来,研究发现在多甲基羟基硅烷、氟化钾、三(2-呋喃基)膦等共同作用下,Pd的金属络合物能够高效催化苯甲酰氯生成苯甲醛,该催化体系也适用于其他芳烃酰氯化合物。
采用Pd负载量为3 wt%的Pd/SiO2催化剂,在适当的温度和反应时间下,可以高效转化对苯二甲酰氯为对苯二甲醛和对甲基苯甲醛等醛类产品。
对氰基苯甲酸是一种白色粉末固体,具有熔点为59~61 ℃的特点,微溶于水,易溶于有机溶剂。它是一种合成医药、农药的重要中间体,也是合成液晶材料的主要原料。随着当前液晶材料市场需求的增加,对氰基苯甲酸的应用前景非常广阔。
图1展示了对氰基苯甲酸的合成路线。
方法一:将醛(0.50 mmol)溶解在环己烷(10 mL)中,加入PB-SiO2-KMnO4(0.75 g,0.75 mmol)。在65°C下搅拌20小时后,冷却并加入Na2S2O3(0.50 mmol)。在室温下搅拌过夜,然后通过硅胶短垫过滤。沉淀物用己烷醚(5∶1)洗涤,并再次悬浮在10%MeOH-CHCl3(5.0mL)中。加入2M HCl乙醚(2.0mL)。在室温下搅拌1小时后,过滤混合物并用10%MeOH-CHCl3(20mL)萃取。将滤液和提取物合并并真空浓缩,得到产物对氰基苯甲酸。
方法二:在回流下搅拌醛1(5毫摩尔)在四氢呋喃(从LiAlH4新鲜蒸馏)(7.5毫升)、30%过氧化氢(1,1毫升,10毫摩尔)和氧化硒(IV)(0.28克,0.25毫摩尔)中的溶液,直到底物消失。通过使用二氯甲烷作为洗脱剂的TLC或通过GC控制反应进度。反应结束后,加入一小撮Pd/石棉(10%),真空蒸发溶剂,将残留物溶解在2.5%碳酸氢钠水溶液中,用乙醚(3x20ml)萃取。将有机层和水层分离。水层用盐酸酸化至pH 3-4,所得含有羧酸5-8的混合物用乙醚(3x20ml)萃取。用无水硫酸钠干燥提取物,真空除去乙醚,残留物为纯酸(5a-i,5k-r,7c,8a-f),或从水(6a,7b)、THF(6b,7a)、四氢呋喃-水(5:1)(5j)或氯仿-四氢呋喃(10:1)(6c)中重结晶。得到产物对氰基苯甲酸。
[1]阮华屹,张旺喜,徐保明等.对氰基苯甲酸甲酯的绿色合成[J].石油化工,2013,42(01):59-63.
[2]Takemoto, Toshiyasu; et al. Solid-supported reagents for the oxidation of aldehydes to carboxylic acids. Synlett (2001), (10), 1555-1556.
2-溴-4-氟苯甲酸是一种常见的有机合成中间体,具有许多特点。它的英文名为2-Bromo-4-fluorobenzoic acid,分子式为C7H4BrFO2,CAS 号为1006-41-3,分子量为219.01。该化合物的熔点为172-174oC,密度为1.8,外观为白色固体。
2-溴-4-氟苯甲酸可溶于水和常见的醇类溶剂,如甲醇和乙醇,也可溶于二甲基亚砜和N,N-二甲基甲酰胺。
合成2-溴-4-氟苯甲酸的方法有多种。一种常用的方法是从对氟苯甲酸出发,经过一步溴化反应得到。这种方法具有较好的区域选择性,可以选择性地获得2-溴-4-氟苯甲酸。然而,该方法的产率不高,且会产生多个溴化物副产物,导致分离困难。另一种方法是以2-溴-4-氟甲苯为起始原料,通过氧化反应将甲基氧化成羧基,从而合成2-溴-4-氟苯甲酸。
2-溴-4-氟苯甲酸作为有机合成中间体,具有广泛的用途。它的三个官能团可以进行各种转化,用于合成药学上有用的药化分子中间体。例如,可以将羧基转化为羟基、酯基、醛基、酰胺、酰氯等;将溴原子转化为硼酸、芳基、烷基链、羰基、羧基等;将氟原子转化为硼酸、芳基、烷基。通过这些转化反应的组合,可以实现1,2,4-三取代苯环类化合物的多样性且选择性地合成。
由于2-溴-4-氟苯甲酸含有卤原子,对水环境具有一定的危害性。因此,未稀释或大量产品不能接触地下水、水道或污水系统。
2-溴-4-氟苯甲酸应存放在阴凉干燥处,远离氧化剂。根据目前的资料显示,该化合物化学性质稳定,不易变质,避免与氧化物接触。关于其特殊反应性尚未有报道。
[1] Mei T S, Giri R, Maugel N, et al. Pd-Catalyzed Monoselective ortho Halogenation of C-H Bonds Assisted by Counter Cations: A Complementary Method to Directed ortho Lithiation[J]. Angewandte Chemie, 2008, 120(28): 5293-5297.
引言:
3-氰基苯甲酸甲酯是一种具有重要应用潜力的有机化合物,属于苯甲酸酯类衍生物。它常作为合成其他化合物的中间体,在药物开发和材料科学等领域中发挥着关键作用。
简介:
3-氰基苯甲酸甲酯,英文名称:Methyl 3-Cyanobenzoate,CAS:13531-48-1,分子式:C9H7NO2。3-氰基苯甲酸甲酯是一种重要的有机合成中间体。广泛应用于制备心血管类药物(XR-9051,英国Xenova公司)、抗生素、镇痛药以及神经系统调节类药物等(CN1316416A),也是合成液晶材料的重要原料。
1. 应用
以 3-氰基苯甲酸甲酯为原料合成的 PTC124,可用于治疗杜兴型肌营养不良和囊性纤维化。
2006 年美国PTC 药物公司通过高通量筛选开发出了一种新药PTC124,其化学名称为3-[5-2-氟苯基-[1,2,4]噁二唑-3- 酰] 苯甲酸(3-[5-(2-fluorophenyl)-[1,2,4]oxadiazole-3-yl]-benzoic acid),分子式为C15H9FN2O3,相对分子质量为284.24,此物质类似于氨基糖苷类或其它临床开发的药物结构。PTC124在DMD或CF病人中取得了不错的疗效,在部分西方和欧美的国家里已进入三期临床实验阶段。该药的发明,为这两种难以治愈的疾病带来了福音。此外有研究结果显示,它还可能对其它上千种遗传性疾病有效。PTC124针对的是特定类型的突变,发生突变的基因不一样,造成的症状也不一样。这使得PTC124可能对一系列遗传性疾病有疗效。
在专利中,研究者用3-氰基苯甲酸甲酯和盐酸羟胺反应,得到的中间体与邻氟苯甲酰氯缩合得到3-[5-(2-氟苯基)-[1,2,4]-噁二唑-3-基]-苯甲酸。合成图如下:
2. 合成
以3-醛基苯甲酸甲酯为原料,与盐酸羟胺反应生成3-甲氧羰基苯甲醛肟中间体,中间体经脱水制得3-氰基苯甲酸甲酯。具体如下:
(1)室温下,向装有NaOH的四口烧瓶中加入盐酸羟胺水溶液,搅拌均匀,然后边搅拌边滴加3-醛基苯甲酸甲酯的乙醇溶液,有固体析出,继续搅拌反应。反应过程中每隔一段时间用液相色谱仪测定烧瓶中3-醛基苯甲酸甲酯的含量。当前后两次试样检测的3-醛基苯甲酸甲酯的含量不变时,停止反应。去除料液中的溶剂得到粗产品,粗产品经水洗、抽滤、干燥即得中间体3-甲氧羰基苯甲醛肟。
(2)在装有分水器和温度计的三口烧瓶中,加入中间体3-甲氧羰基苯甲醛肟和脱水剂乙酸酐,加热脱水得到油状物,经水洗、抽滤、干燥得3-氰基苯甲酸甲酯固体。用甲醇重结晶得到黄色砂状晶体,熔点为59.4~60.3 ℃。经HPLC分析,产品纯度大于98%(w)。
(3)该反应的优化条件为:n(3-醛基苯甲酸甲酯)∶n(盐酸羟胺)∶n(NaOH)∶n(乙醇)∶n(乙酸酐)=1.0∶1.5∶1.8∶6.0∶1.5,脱水温度130~140 ℃。粗品重结晶后产品纯度可达98%(w),3-氰基苯甲酸甲酯的收率达95.1%。
参考:
[1]阮华屹. 3-氰基苯甲酸(甲酯)合成工艺研究[D]. 湖北工业大学, 2013.
[2]阮华屹,张旺喜,徐保明,等. 3-氰基苯甲酸甲酯的绿色合成 [J]. 石油化工, 2013, 42 (01): 59-63.
[3]荆州市腾飞化工有限公司. 一种制备3-氰基苯甲酸甲酯的新生产方法. 2010-11-24.