[发明专利]4,5‑二溴邻苯二甲酸的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于有机合成化学领域，具体涉及一种4,5-二溴邻苯二甲酸的制备方法。

背景技术

邻苯二甲酸类化合物是优良的金属配体和有价值的有机中间体，且是合成酞菁化合物的重要原料，酞菁具有大π共轭芳香体系，在传感器、癌症荧光治疗、染料、光学记录、电致变色智能材料和太阳能光伏器件等领域有着广泛的应用，尤其是二溴邻苯二甲酸是合成溴代酞菁类化合物所亟需的原料，然而4,5-二溴邻苯二甲酸在市面上基本无批量销售，已报道的合成方法多为早期文献（Chem. Ber., 1884 , 17：2494-2496 ；J. Chem. Soc., 1952 , 4615-4618；J. Amer. Chem. Soc., 1942 , 64:2639-2641），多采用硝酸在高温170℃下氧化，方法落后，其不利于环保。其次有以酞酐为原料用硫酸和溴素在高温下制备，同样存在强腐蚀性和环保问题，这些方法收率低，污染大，不易操作，早已无法适应现代材料的批量需求。

4,5-二溴邻苯二甲酸市面上极少生产，且价格昂贵，在配位化学和功能材料制备中都有重要的用途，尤其是合成酞菁类化合物的重要原料。因此4,5-二溴邻苯二甲酸的批量、廉价、简便的制备方法有重要价值。

发明内容

本发明的目的是提供一种4,5-二溴邻苯二甲酸的制备方法，该制备方法简单、易操作、无污染且成本低，可批量制备，适合工业化生产。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种4,5-二溴邻苯二甲酸的制备方法，步骤如下：

（1）二溴邻苯二甲酰肼的合成：将邻苯二甲酰肼溶于冰乙酸后，加入N-溴代丁二酰亚胺（NBS），加热至80~100℃反应0.5~1小时，反应完成后将体系冷却至室温然后倒入冰水中，析出固体，过滤得到二溴邻苯二甲酰肼和滤液；

（2）4,5-二溴邻苯二甲酸的合成：将二溴邻苯二甲酰肼溶于氢氧化钠水溶液中，加热至60~70℃进行水解反应1~2小时，水解反应结束后，调节水解反应体系的pH为6~7，析出白色固体，过滤、水洗得到4,5-二溴邻苯二甲酸。

所述步骤（1）中邻苯二甲酰肼与NBS的物质的量之比为2.1:1~2.2:1。

所述步骤（2）中的氢氧化钠水溶液的浓度为10mol/L。

所述步骤（2）中氢氧化钠的物质的量与步骤（1）中邻苯二甲酰肼的物质的量之比为2.5:1~3:1。

所述步骤（2）中的水洗采用0℃的水。

本发明所述的合成制备路线如下：

所述步骤（2）中用步骤（1）中的滤液调节水解反应体系的pH为6~7。

本发明的有益效果：（1）本发明的4,5-二溴邻苯二甲酸廉价的制备方法简便，以廉价的工业副产品邻苯二甲酰肼为主原料（市面价约每公斤30元），用NBS在冰乙酸溶液中制备4,5-二溴邻苯二甲酸，此方法收率可达97%，产物纯度达99%，纯度高，成本低廉，易于操作，可大批量工业化制备；（2）本方法采用的温和溴化剂NBS，同时反应产生成的废酸与废碱正好中和利用，制备完成后废水pH基本为中性，减少了污水排放的环保问题；（3）本发明提供这种方法步骤少、收率高，是一种适合大批量制备的难得的办法，可完全满足此类产品的工业需求，为下游化工产品和材料研究开发提供了充足原料。

具体实施方式

实施例1

本实施例的4,5-二溴邻苯二甲酸的制备方法，步骤如下：

（1）二溴邻苯二甲酰肼的合成：在一个带有回流冷凝管的250mL三口圆底烧瓶中加入16.20g邻苯二甲酰肼，然后倒入100mL冰乙酸，采用机械搅拌，待固体全部溶解后向其中加入37.94g NBS，这个过程中会有少许热量放出。待体系稳定后，打开加热，控温85℃，随着反应的进行，溶液的颜色逐渐加深，由淡黄色逐渐变为黄色。反应1h后，将反应液冷却，然后倒入冰水中，待冰融化后，将析出的固体抽滤，得到白色固体。后经晾干，称其干燥后的质量为31.8g，其收率为99%

（2）4，5-二溴邻苯二甲酸的合成：将步骤（1）得到的固体二溴邻苯二甲酰肼31.8g溶于10mol/L氢氧化钠水溶液300毫升中，然后加热到65℃，反应2小时后，冷却，然后用上一步的滤液调节pH到为6，析出大量白色固体，过滤，冰水洗涤，干燥后得31.7g，收率98%。