[发明专利]苄氯羰基化合成苯乙酸的方法

说明书

技术领域

本发明涉及苄氯羰基化合成苯乙酸的方法，属于有机化学技术领域。

背景技术

苯乙酸作为一种重要的中间体，广泛应用于医药、农药、香料中，是药物青霉素的重要合成原料。苯乙酸是一种杀菌剂和植物生长剂，通常存在于草莓、葡萄、可可、蜂蜜、绿茶等天然产物中。随着医学、农业和香料工业的不断发展，由于用途广泛，市场需求量也日益增加。苯乙酸的合成方法多达几十种，主要有氰化钠法、苯乙酰胺水解法、苯法、电化学法和苄氯羰基化法等。其中，氰化钠法是国内主要工业生产方法，虽然原料易得、工艺相对简单、条件温和，但由于原料氰化钠和中间体苯乙腈均有剧毒，环境治理成本高，成为苯乙酸发展的障碍。而苄氯羰基化法，因具有很多综合性能优势，受到越来越多的关注，被广泛研究。

苄氯羰基化反应中，反应进行的关键是羰基催化体系的选择，即催化剂、催化助剂和相转移催化剂。据文献报道，许多过渡金属配合物都对苄氯羰基化合成苯乙酸反应有不同程度的催化性能。目前，研究得比较多的是第                                                族过渡金属，如：Fe、Co、Ni、Pd和Rh等。其中，Pd和Rh因价格昂贵，限制了它们对苯乙酸工业生产的推动。Co催化剂因其较低的成本，得到了广泛的研究，常见的为Co₂(CO)₈，但催化剂制备复杂且不易长期保存。

发明内容

本发明的目的是提供一种易于保存的新型催化体系，即苯并咪唑过渡金属配合物和苯并咪唑希夫碱组成的催化体系作用下高效、低成本的苄氯羰基化合成苯乙酸的方法。

本发明实现过程如下：

苄氯羰基化合成苯乙酸的方法，使用结构式（I）所示的2-（4-氨基-2-苯羟基）苯并咪唑金属配合物作为主催化剂，结构式（II）所示的苯并咪唑希夫碱为催化助剂，            

，M为Co²⁺、Cu²⁺ 或Zn²⁺

R¹、R²和R³独立的选自H、OH、NO2、N(CH₃)₂、OCH₃或卤素。

主催化剂中M最好为Co²⁺，催化助剂苯并咪唑希夫碱中R¹和R³为Cl，R²为H。主催化剂2-（4-氨基-2-苯羟基）苯并咪唑金属配合物与催化助剂苯并咪唑希夫碱的摩尔比为1:2~1:3。

上述反应以苄基氯为原料，正丁醇为溶剂，加入重量百分含量为25~35 %的NaOH，反应温度为60~70℃。反应完成后，水相用10%的盐酸调节pH为2，抽滤后即得苯乙酸。

上述催化体系中需加入Bu₄NBr作为相转移催化剂，相转移催化剂与主催化剂的摩尔比为1:3~1:5，相转移催化剂与原料苄氯的摩尔比最好为1:60~1:100，主催化剂与苄氯的摩尔比最好为1:20~1:30，催化助剂与苄氯的摩尔比最好为1:10~1:15。

本发明的优点与积极效果：

1、本发明所使用的主催化剂、催化助剂合成工艺简单，新型催化体系对苄氯羰基化具有优良的催化活性；

2、羰基化反应条件温和易实现，反应温度仅为60~70℃，一锅煮方法操作简便，产品后处理纯化容易；

3、希夫碱具有优良的给电子能力和较强的螯合力，作为催化助剂使用，提高了苯乙酸的产率。反应后处理简单，过滤后分离有机相与水相，水相酸化后即得苯乙酸。

附图说明

图1为2-（4-氨基-2-苯羟基）苯并咪唑铜配合物单晶结构图；

图2为2-（4-氨基-2-苯羟基）苯并咪唑锌配合物单晶结构图。

具体实施方式

为更好地理解本发明，以下通过发明人给出的实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例1：2-（4-氨基-2-苯羟基）苯并咪唑的合成

在150 ml圆底烧瓶中加入0.12 mol邻苯二胺、0.1 mol对氨基水杨酸和100.0 ml多聚磷酸，在190℃下机械搅拌反应4h。反应结束后，将反应液冷却至100℃后倒入冰水中，将析出的沉淀过滤、洗涤、重结晶后，所得黄色粉末即为2-（4-氨基-2-苯羟基）苯并咪唑，产率为86%。