[发明专利]一种羧酸的制备方法

说明书

本发明公开了一种羧酸的制备方法。该方法显著特征是：化合物(II)在双氧水和碱存在下反应得到目标产品(I),用反应式表示如下：其中，R¹是芳基、吡啶基、嘧啶基、哒嗪基、吡嗪基、苯并噻吩基、苯并呋喃基、喹啉基、异喹啉基、噻二唑基、C_1‑6烷基、C_3‑6环烷基、C_2‑6烯基、C_2‑6炔基、氢；R²为烷氧基羰基、烷胺基羰基、氨基羰基、烷巯基羰基、氰基、磺酰基、亚磺酰基、羰基、醛基、羧基、硝基，烷基，氢；R³为烷氧基羰基、烷胺基羰基、氨基羰基、氰基、磺酰基、亚磺酰基、羰基、羧基、硝基。本发明的有益效果主要体现在:原料廉价易得，工艺安全，收率高，产品质量好，利于工业化生产。

技术领域

本发明涉及有机化合物的制备方法，尤其涉及羧酸的制备方法。

背景技术

羧酸是一类重要的有机化合物，被广泛应用于农药、兽药、医药等行业。譬如,4-甲磺酰基-2-硝基苯甲酸是合成甲基磺草酮的关键中间体,4-三氟甲基-2-硝基苯甲酸是合成异噁唑草酮的关键中间体。

有机酸合成方法主要包括羧酸衍生物水解，卤仿反应，氰基水解，醇或醛基氧化，烷基氧化，二氧化碳和有机金属盐反应等方法。

羧酸衍生物包括酯、酰胺和酰氯等在碱性条件下进行水解可以制备羧酸。此制备方法收率中等到优良，收率受反应底物影响大，且需要提前引入羧酸衍生物官能团，在使用上有一定的局限性。

卤仿反应是含有甲基酮结构的底物和卤素反应成三卤代甲基酮。三卤代甲基酮再经水解可以得到羧酸。此制备方法因底物需要具备特定的结构，限制了反应的适用性，同时产生大量的副产物。

氰基在碱性或酸性条件下水解制备羧酸的另一种方法。如邻硝基苯氰水解得到邻硝基苯甲酸。US4868333公开了在100℃以上以氢溴酸水解4-三氟甲基-2-硝基苯氰得到4-三氟甲基-2-硝基苯甲酸。CN101575308公开了在乙二醇溶剂中，140℃下以氢氧化钠水解4-三氟甲基-2-硝基苯氰，以较好的收率得到4-三氟甲基-2-硝基苯甲酸。但这两种水解方法所用的原料4-三氟甲基-2-硝基苯腈合成困难，通常是使用氰化钠或氰化亚铜等高毒性的氰化试剂和4-三氟甲基-2-硝基卤代苯反应制得(CN102675151，EP0994099，EP0758643，US5705674)。此制备方法不仅收率低，杂质多，并且高毒性氰化试剂的使用导致后处理工艺危险，成本高，三废多。

另一种制备羧酸的方法是醇或醛氧化反应。Tetrahedron Letters,2008，49(15),2457-2460报道了在氯化亚铜催化下乙腈溶剂中以过氧丁醇氧化邻硝基苯甲醇得到邻硝基苯甲酸。WO2003033480公开了以邻硝基苯甲醛为原料，在乙酸溶剂中以过硼酸钠氧化得到邻硝基苯甲酸。但此工艺原料难以获得。

苯甲酸的制备可以通过苯环上的烷基的氧化制备，所用氧化剂一般为空气，高锰酸钾或硝酸。US5591890公开了以钴盐为催化剂，乙醛为助剂，高压下以空气氧化4-甲磺酰基-3-硝基甲苯制备4-甲磺酰基-3-硝基苯甲酸。CN1090843公开了另一种制备甲磺酰基苯甲酸的方法，在钒或钴化合物存在下，在130℃-170℃以及硫酸中，用硝酸和空气氧化甲磺酰基甲苯。此工艺原料不易获得，原料中的甲基不容易被氧化，需要较苛刻的氧化条件，导致氧化的选择性差，产率低。

邻取代苯金属盐和二氧化碳反应是制备苯甲酸的另一方法。ChemischeBerichte,1986,119(6)，1845-56报道了以邻硝基苯基锂在四氢呋喃溶液中和二氧化碳在低温下反应制备邻硝基苯甲酸。该方法由于邻取代基团干扰反应，导致收率低。另外虽有学术价值但不适用于工业化生产。

综上所述，合成羧酸的方法虽然众多，但各种制备方法都存在一定的问题而限制了其应用，尤其是在工业生产领域中的应用。

发明内容