專利名稱：合成2,5-二羥基對(duì)苯二甲酸的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及羥基苯曱酸類化合物的制備，所述羥基苯曱酸類化合物對(duì) 于多種用途很有價(jià)值，例如用作中間體或用作制備聚合物的單體。
羥基苯曱酸類化合物可以用作中間體來(lái)制造很多有價(jià)值材料，包括藥 品和具有農(nóng)作物保護(hù)效果的化合物，也可以用作制備聚合物的單體。具體
地講，2,5-二羥基對(duì)苯二曱酸(式I， "DHTA")是用于合成高強(qiáng)度纖 維，例如由聚[(l， 4-二氫二咪唑[4, 5-b: 4', 5'-e]吡啶-2， 6-二基)(2, 5-二羥 基-1, 4-亞苯基)]制成的纖維的有用單體。
2，5-二羥基對(duì)苯二曱酸和其他羥基苯甲酸類化合物的多種制備方法是 已知的。Marzin在 "Journal fuer Praktische Chemie，， , 1933, 138， 103-106中提出了在存在銅粉的情況下由2, 5-二溴對(duì)苯二甲酸(式II， "DBTA")合成2, 5-二羥基對(duì)苯二曱酸。
背景技術(shù)：
<formula>formula see original document page 5</formula>Singh等人在"Jour. Indian Chem. Soc.，，第34巻第4期，第321 至323頁(yè)(1957)中記錄了在存在KOH和銅粉的情況下通過(guò)縮合DBTA與苯 酚來(lái)制備包括DHTA的產(chǎn)物。
Rusonik等人在"Dalton Transactions" ， 2003， 2024—2028中描述 了在存在多種配體的情況下通過(guò)由Cu(I)催化的反應(yīng)使2-溴苯甲酸轉(zhuǎn)化成 水楊酸、苯曱酸和雙酚酸。叔四胺與Cu(I)配合使用可以最大程度地減少 雙酚酸的形成。
Comdom 等人在 "Synthetic Communications" , 32 (13), 2055-59 (2002)中描述了由2-氯苯曱酸合成水楊酸的方法。使用化學(xué)計(jì)量的吡咬 (每摩爾2-氯苯曱酸0. 5至2. 0摩爾)，例如每摩爾2-氯苯甲酸至少1. 0 摩爾吡啶。銅粉與吡咬一起用作催化劑。
限的轉(zhuǎn)化率，從而導(dǎo)致生產(chǎn)率顯著下降，或需要在壓力和/或高溫(通常 140至25(TC)下進(jìn)行，以獲得較好的速率和生產(chǎn)率。因此，仍然需要能 夠經(jīng)濟(jì)地制備2,5-二羥基對(duì)苯二曱酸的方法；該方法本身應(yīng)便于操作；并 且在大規(guī)模和小規(guī)模操作以及成批和連續(xù)操作中都能獲得高收率和高生產(chǎn)率。
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案提供了制備2， 5-二羥基對(duì)苯二甲酸的方法，該 方法包括(a)使其中X為Cl、 Br或I的式III
代表的2，5-二卣代對(duì)苯二曱酸與堿在水中接觸，以此形成2, 5-二卣代對(duì) 苯二曱酸的相應(yīng)二代鹽；(b)使2，5-二卣代對(duì)苯二曱酸的二代鹽與堿在水
發(fā)明內(nèi)容中接觸，并在存在與銅配位的配體的情況下與銅源接觸，在溶液pH值為
至少約8的條件下，由2，5-二卣代對(duì)苯二曱酸的二代鹽形成2，5-二羥基 對(duì)苯二曱酸的二代鹽；(c)任選地，從形成2， 5-二羥基對(duì)苯二曱酸的二代 鹽的反應(yīng)混合物中分離該二代鹽；以及(d)使2, 5-二羥基對(duì)苯二甲酸的二 代鹽與酸接觸，以此形成2，5-二羥基對(duì)苯二甲酸。
本發(fā)明的另 一個(gè)實(shí)施方案提供了制備2， 5-二烷氧基對(duì)苯二曱酸的方 法，該方法通過(guò)以上所述方式制備2，5-二羥基對(duì)苯二曱酸，然后將2,5-二羥基對(duì)苯二曱酸轉(zhuǎn)化成2, 5-二烷氧基對(duì)苯二曱酸。
本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案繼而提供了制備2, 5-二烷氧基對(duì)苯二曱酸的 方法，該方法包括(a)使其中X為Cl、 Br或I的式III
代表的2， 5-二卣代對(duì)苯二曱酸與堿在水中接觸，以此形成2，5-二卣代對(duì) 苯二曱酸的相應(yīng)二代鹽；(b)使2， 5-二卣代對(duì)苯二曱酸的二代鹽與堿在水 中接觸，并在存在與銅配位的配體的情況下與銅源接觸，在溶液pH值為 至少約8的條件下，由2，5-二卣代對(duì)苯二曱酸的二代鹽形成2，5-二羥基 對(duì)苯二曱酸的二代鹽；(c)任選地，從形成2，5-二羥基對(duì)苯二甲酸的二代 鹽的反應(yīng)混合物中分離該二代鹽；(d)使2，5-二羥基對(duì)苯二曱酸的二代鹽 與酸接觸，以此形成2， 5-二羥基對(duì)苯二甲酸；以及(e)將2， 5-二羥基對(duì)苯 二曱酸轉(zhuǎn)化成2, 5-二烷氧基對(duì)苯二曱酸。
本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案提供了制備如上所述的2, 5-二羥基對(duì)苯二甲 酸或2， 5-二烷氧基對(duì)苯二甲酸的方法，該方法還包括使2，5-二羥基對(duì)苯 二曱酸或2,5-二烷氧基對(duì)苯二曱酸反應(yīng)以此制備化合物、單體、低聚物或 聚合物的步驟。
本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案繼而提供了制備化合物、單體、低聚物或聚 合物的方法，該方法包括(a)使其中X為Cl、 Br或I的式III<formula>formula see original document page 8</formula>
代表的2， 5-二囟代對(duì)苯二曱酸與堿在水中接觸，以此形成2,5-二卣代對(duì) 苯二曱酸的相應(yīng)二代鹽；(b)使2， 5-二卣代對(duì)苯二曱酸的二代鹽與堿在水 中接觸，并在存在與銅配位的配體的情況下與銅源接觸，在溶液pH值為 至少約8的條件下，由2，5-二卣代對(duì)苯二曱酸的二代鹽形成2,5-二羥基 對(duì)苯二曱酸的二代鹽；(c)任選地，從形成2，5-二羥基對(duì)苯二曱酸的二代 鹽的反應(yīng)混合物中分離該二代鹽；(d)使2, 5-二羥基對(duì)苯二曱酸的二代鹽 與酸接觸，以此形成2, 5-二羥基對(duì)苯二甲酸；(e)任選地，將2， 5-二雍基 對(duì)笨二曱酸轉(zhuǎn)化成2,5-二烷氧基對(duì)苯二甲酸；以及(f)使2,5-二羥基對(duì)苯 二曱酸和/或2,5-二烷氧基對(duì)苯二曱酸反應(yīng)以此制備化合物、單體、低聚 物或聚合物。
在另一個(gè)實(shí)施方案中，本文所述方法的一種或多種中的配體可為席夫堿。
發(fā)明詳述
本發(fā)明提供了制備2， 5-二羥基對(duì)苯二曱酸的高收率和高生產(chǎn)率的方 法，該方法包括使2, 5-二卣代對(duì)苯二曱酸與堿接觸以形成2，5-二卣代 對(duì)苯二曱酸的二代鹽；使2，5-二卣代對(duì)苯二曱酸的二代鹽與堿接觸，并在 存在與銅配位的配體的情況下與銅源接觸以形成2, 5-二羥基對(duì)苯二曱酸的 二代鹽；然后使2，5-二羥基對(duì)苯二曱酸的二代鹽與酸接觸以形成2, 5-二 羥基對(duì)苯二曱酸產(chǎn)物。如本文所用，術(shù)語(yǔ)"二代鹽"是指每個(gè)分子包含兩 個(gè)可置換的氫原子的二元酸的鹽。
用于本發(fā)明的方法的原料的適合二卣代對(duì)苯二曱酸包括2， 5-二溴對(duì) 苯二曱酸、2，5-二氯對(duì)苯二曱酸和2， 5-二石典對(duì)苯二曱酸、或它們的混合 物。2,5-二溴對(duì)苯二曱酸("DBTA")可商購(gòu)獲得。然而，它也能通過(guò)合成獲得，例如通過(guò)對(duì)-二曱苯在溴化氫水溶液中的氧化(Mclntyre等人， "Journal of the Chemical Society" , Abstracts, 1961，權(quán)2-5 )， 通過(guò)對(duì)苯二曱酸或?qū)Ρ蕉貂Ｂ鹊匿寤?美國(guó)專利3,894, 079 ),或通過(guò) 2, 5-二溴-l，4-二曱基苯的氧化(DE 1,812， 703)而獲得。2, 5-二氯對(duì)苯二 甲酸也可商購(gòu)獲得。然而，它也能通過(guò)合成獲得，例如通過(guò)2，5-二氯-
1, 4-二曱基苯的氧化[Shcherbina等人，"Zhurnal Prikladnoi Khimii" (Sankt-Peterburg， Russian Federation, 1990)], 63(2)， 467-70而獲 得。2，5-二碘對(duì)苯二曱酸能通過(guò)合成獲得，例如通過(guò)2，5-二碘-1，4-二曱 基苯的氧化[Perry等人，"Macromolecules，， (1995), 28 (10)， 3509-15] 而獲得。
在步驟(a)中，4吏2,5-二卣代對(duì)苯二甲酸與堿在水中接觸，以此形成 2，5-二卣代對(duì)苯二曱酸的相應(yīng)二代鹽。在步驟(b)中，使2,5-二鹵代對(duì)苯 二曱酸的二代鹽與堿在水中接觸，并在存在與銅配位的配體的情況下與銅 源接觸，從而由2， 5-二卣代對(duì)苯二曱酸的二代鹽形成2,5-二羥基對(duì)苯二 曱酸的二代鹽。
步驟(a)和/或步驟(b)中使用的堿可以是離子堿，具體地講可以是 Li、 Na、 K、 Mg或Ca中的一個(gè)或多個(gè)的氫氧化物、碳酸鹽、碳酸氫鹽、磷 酸鹽或磷酸氬鹽中的一種或多種。所用的堿可以是水溶性的、部分水溶性 的，或者堿的溶解度可以隨著反應(yīng)的進(jìn)行和/或隨著堿的消耗而增加。優(yōu) 選的是Na0H和Na2C03，但也可以選擇其他適合的有機(jī)堿，例如選自三烷基 胺(例如三丁胺)；N,N，N'，N'-四曱基乙二胺；以及N-烷基咪唑(例如， N-曱基咪唑)。原則上，能夠保持pH值在8以上和/或能夠與2，5-二卣代 對(duì)苯二曱酸的反應(yīng)過(guò)程中生成的酸結(jié)合的任何堿都適用。步驟(a)和/或(b) 中使用的堿的具體量取決于堿的強(qiáng)度。在步驟(a)中，優(yōu)選地使每當(dāng)量的
2, 5-二卣代對(duì)苯二曱酸與至少約兩個(gè)當(dāng)量的堿接觸，優(yōu)選的是水溶性堿。 如上下文所用，對(duì)于堿而言， 一個(gè)"當(dāng)量"是指與一摩爾氫離子反應(yīng)的堿 的摩爾數(shù)；對(duì)于酸而言， 一個(gè)當(dāng)量是指提供一摩爾氬離子的酸的摩爾數(shù)。
在步驟(b)中，應(yīng)該使用足夠的堿來(lái)保持溶液的pH值為至少約8,或 至少約9，或至少約10，優(yōu)選約9至約11。因此，在步驟(b)中，通常使每當(dāng)量的2, 5-二卣代對(duì)苯二曱酸的二代鹽與至少約兩當(dāng)量的堿例如水溶性
堿接觸。
然而，在可供選擇的實(shí)施方案中，期望在步驟(a)和(b)中，對(duì)于在反 應(yīng)開(kāi)始時(shí)最初使用的每當(dāng)量的2， 5-二卣代對(duì)苯二曱酸，反應(yīng)混合物中使用 總共至少約4至約5當(dāng)量的堿，例如水溶性堿。按照如上所述的量使用的 堿通常是強(qiáng)堿，并且通常在環(huán)境溫度下添加。步驟(b)中使用的堿可與步 驟(a)中使用的堿相同或不同。
如上所述，步驟(b)中，在存在與銅配位的配體的情況下，2,5-二囟 代對(duì)苯二曱酸的二代鹽還與銅源接觸。銅源和配體可以依次加入反應(yīng)混合 物，或可以單獨(dú)合并(例如，在水溶液或乙腈溶液中合并)并一同添加。 銅源可以在存在氧氣的情況下與配體在水中合并，或與含水的溶劑混合物 合并。
由于銅源和配體在反應(yīng)混合物中的同時(shí)存在，在2,5-二由代對(duì)苯二曱 酸的二代鹽的堿性溶液中獲得了包含2，5-二羥基對(duì)苯二甲酸的二代鹽、銅 物質(zhì)、配體和卣化物鹽的含水混合物。如果需要，在這一階段和在步驟(d) 中的酸化之前，可以將2， 5-二羥基對(duì)苯二曱酸的二代鹽從混合物中分離 [作為任選步驟(c)]，并且可以用作另一個(gè)反應(yīng)中的二代鹽或用于其他用 途。
然后在步驟(d)中，使2,5-二羥基對(duì)苯二曱酸的二代鹽與酸接觸，以 將其轉(zhuǎn)化成2，5-二羥基對(duì)苯二曱酸產(chǎn)物。具有足夠強(qiáng)度以將二代鹽質(zhì)子化 的任何酸都適用。實(shí)例包括但不限于鹽酸、辟u酸和磷酸。
步驟(a)和(b)的反應(yīng)溫度優(yōu)選為約60至約12(TC，更優(yōu)選為約75至 約95°C;因此各種實(shí)施方案中的方法都涉及加熱反應(yīng)混合物的步驟。在進(jìn) 行步驟(d)中的酸化之前，通常使溶液冷卻。在各種實(shí)施方案中，反應(yīng)期 間可能要排除氧氣。
銅源是指銅金屬["Cu(O)"]、 一種或多種銅化合物、或銅金屬和一
種或多種銅化合物的混合物。銅化合物可以是Cu(i)鹽、cu(n)鹽、或它
們的混合物。實(shí)例包括但不限于CuCl、 CuBr、 Cul 、 Cu2S04、 CuN03、 CuCl2、 CuBr2、 Cul2、 CuS04和Cu(N03)2。優(yōu)選的是CuBr。所提供的銅的量 通常為約0. 1至約5mol°/。(基于2， 5-二囟代對(duì)苯二曱酸的摩爾數(shù)計(jì))。如果銅源是Cu(O)，可以在存在空氣的情況下使Cu(O)、溴化銅和配 體合并。如果銅源是Cu(0)或Cu(I)，可以使預(yù)定量的金屬和配體在水中 合并，所得混合物可以與空氣或稀氧反應(yīng)，直到形成有顏色的溶液。將所 得金屬/配體溶液加入包含在水中的2， 5-二卣代對(duì)苯二曱酸的二^C鹽和石咸 的反應(yīng)混合物。
配體可以是席夫堿。如本文所用，術(shù)語(yǔ)"席夫堿"指包含碳氮雙鍵的 官能團(tuán)或類型的化合物，其中氮原子連接芳基或烷基但不與氬基相連，如 式IV所示。席夫堿通常為伯胺和酮或醛的縮合產(chǎn)物，通過(guò)類似以下所示 的反應(yīng)方案制備
<formula>formula see original document page 11</formula>IV 席夫堿
其中R1、 W和W各自獨(dú)立地選自取代和未取代的C-Cw正烷基、異烷基和 叔烷基；以及取代和未取代的C6-G芳基和雜芳基。
在一個(gè)實(shí)施方案中，適于用作本文的配體的席夫石威包括二亞胺，例如 通式V代表的二亞胺
<formula>formula see original document page 11</formula>其中A選自<formula>formula see original document page 12</formula>
或
<formula>formula see original document page 12</formula>
R1、 R2、 W和R"各自獨(dú)立地選自取代和未取代的C「Cu正烷基、異烷基 和叔烷基；以及取代和未取代的C6-"芳基和雜芳基；
Rs選自H，取代和未取代的C「d6正烷基、異烷基和ik烷基；以及取代 和未取代的C6-Q芳基和雜芳基；以及卣素；
R6、 R7、 R8和IT各自獨(dú)立地選自H或取代或未取代的C-Cu正烷基、異 烷基或叔烷基；并且 n = 0或1。
用于上述席夫堿中的烷基或芳基時(shí)，術(shù)語(yǔ)"未取代的，，表示所述烷基 或芳基不包含碳和氫之外的原子。然而，在取代的烷基或芳基中， 一個(gè)或 多個(gè)0或S原子可任選地取代鏈中或環(huán)中的任何一個(gè)或多個(gè)碳原子，前提 條件是所得的結(jié)構(gòu)不包含-o-o-或-S-S-部分，并且任何碳原子不能鍵 合超過(guò)一個(gè)雜原子。
在另一個(gè)實(shí)施方案中，適于用作本發(fā)明的配體的二亞胺包括N，N'-二 茶基-2, 3-二亞氨基丁烷(例如通式VI代表)
在這種情況下，n=0, R1 = R2 =茶基，并且W和114合在一起形成與兩 個(gè)氮原子鍵合的CH3-C-C-CH3部分。
在另一個(gè)實(shí)施方案中，適于用作本文的配體的二亞胺包括N，N'-二(三 氟甲基苯)_2， 3-二亞氨基乙烷(例如通式VII所代表)<formula>formula see original document page 13</formula>VII
在這種情況下，n=0, R1 = R2 -(三氟甲基)卡基，并且W和R^合在一 起形成與兩個(gè)氮原子鍵合的CH廠C-C-CH3部分。
適用于本文的配體可以選用以上述名稱或結(jié)構(gòu)描述的所有配體中的任 何一種或多種或全部。然而，合適的配體也可選用以上所有配體的子群中 的任何一種或多種或全部，其中子群可以為任4可大小(例如1， 2, 6， 10 或20),并且子群是通過(guò)去除上述所有配體中的一種或多種配體而形成。 因此，在這種情況下，配體不僅可以選用由上述所有配體形成的任何大小 的任何子群中的一種或多種或全部配體，而且還可以在為了形成子群而從 所有配體中去除一 些配體的情況下進(jìn)行選擇。
在各種實(shí)施方案中，所提供的配體的量為每摩爾銅約1至約10摩爾 當(dāng)量，優(yōu)選的是每摩爾銅約1至約2摩爾當(dāng)量。如本文所用，術(shù)語(yǔ)"摩爾 當(dāng)量"是指將與一摩爾銅相互作用的配體的摩爾數(shù)。
當(dāng)2，5-二卣代對(duì)苯二曱酸為2， 5-二溴對(duì)苯二曱酸時(shí)，銅源可以為 Cu(0)和/或Cu(I)鹽，并且銅源可以在存在氧氣的情況下與配體在水中合 并，或在含水的溶劑混合物中合并。作為另外一種選擇，Cu(I)鹽為 CuBr，并且配體為以上具體描述的席夫堿中的一種[例如N，N'-二茶基-2，3-二亞氨基丁烷或N, N'-二(三氟甲基苯)-2， 3-二亞氨基乙烷]時(shí)，該配
體的用量可為每摩爾銅兩摩爾當(dāng)量，并且CuBr可在存在水和空氣的情況 下與配體合并。
據(jù)信配體有利于銅源發(fā)揮催化劑的作用，和/或據(jù)信銅源和配體共同
作用來(lái)充當(dāng)催化劑，以提高反應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)屬性。
上述方法還能夠有效并且高效地合成相關(guān)化合物，例如可以用通式VI 的結(jié)構(gòu)代表的2， 5-二烷氧基對(duì)苯二甲酸
<formula>formula see original document page 13</formula>VI其中119和IT各自獨(dú)立地為取代或未取代的Cw。烷基。如果未取代，則R'和 R"為僅包含碳和氫的一價(jià)基團(tuán)。然而，在這些烷基的任何一個(gè)中， 一個(gè)或 多個(gè)0或S原子可以任選地取代處于鏈中的碳原子的任何一個(gè)或多個(gè)，前 提條件是所得結(jié)構(gòu)不包含-0-0-或-S-S-部分，并且任何碳原子不能鍵 合超過(guò)一個(gè)雜原子。
可以將通過(guò)本發(fā)明的方法制備的2,5-二羥基對(duì)苯二曱酸轉(zhuǎn)化成2,5-二烷氧基對(duì)苯二曱酸，此類轉(zhuǎn)化可以通過(guò)例如在堿性條件下，使2,5-二羥 基對(duì)苯二曱酸與由式RY。S04表示的二烷基硫酸酯接觸而實(shí)現(xiàn)。奧地利專利 265,244中描述了進(jìn)行此類轉(zhuǎn)化反應(yīng)的一個(gè)適當(dāng)方法。適合此類轉(zhuǎn)化的堿 性條件是溶液pH值為至少約8，或至少約9，或至少約10，優(yōu)選約9至約 11, z使用如上所述的一種或多種石咸。
在某些實(shí)施方案中，可能希望在將2，5-二羥基對(duì)苯二甲酸轉(zhuǎn)化成 2， 5-二烷氧基對(duì)苯二曱酸之前，從形成2， 5-二羥基對(duì)苯二曱酸的反應(yīng)混合 物中將其分離。
上述方法還能夠有效并且高效地合成由所得2, 5-二羥基對(duì)苯二甲酸或 2，5-二烷氧基對(duì)苯二曱酸制成的產(chǎn)物，例如化合物、單體、或它們的低聚 物或聚合物。這些制備的材料可以具有酯官能團(tuán)、醚官能團(tuán)、酰胺官能 團(tuán)、酰亞胺官能團(tuán)、咪唑官能團(tuán)、碳酸酯官能團(tuán)、丙烯酸酯官能團(tuán)、環(huán)氧 化物官能團(tuán)、氨基曱酸酯官能團(tuán)(urethane)、縮醛官能團(tuán)以及酸肝官能 團(tuán)中的一種或多種。
括例如在氮?dú)庀虏⑶掖嬖?.1%的ZN3(B03)2的情況下，在1-曱基萘中用 2, 5-二羥基對(duì)苯二曱酸與二甘醇或三甘醇制備聚酯，如US 3,047, 536中 所公開(kāi)(該專利全文引入作為本文的一部分，以用于各種目的)。相似 地，據(jù)US 3, 227, 680所公開(kāi)(該專利全文引入作為本文的一部分，以用 于各種目的)，2, 5-二羥基對(duì)苯二曱酸適合與二元酸和二元醇進(jìn)行共聚以 制備熱穩(wěn)定的聚酯，其中代表性的條件包括在存在四異丙氧基鈦的情況 下，溫度為200至25(TC的條件下，在丁醇中形成預(yù)聚物，然后在280 。C、 0. 08隱汞柱壓力下進(jìn)行固相聚合。人們還常常在減壓并緩慢加熱超過(guò)1Q(TC至最高達(dá)約18(TC的條件 下，在強(qiáng)的多磷酸中使2， 5-二羥基對(duì)苯二甲酸與四氨基吡啶的三鹽酸鹽一 水合物聚合，然后在水中沉淀，如US 5,674, 969所公開(kāi)(該專利全文引 入作為本文的一部分，以用于各種目的)；或通過(guò)在約50。C至約ll(TC的 溫度下混合單體，然后在145。C下形成低聚物，然后使低聚物在約160°C 至約25(TC下反應(yīng)，如提交于2005年3月28日、公布為WO 2006/104974 的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)60/665,737中所公開(kāi)(該專利全文引入作為本文的一部 分，以用于各種目的)。此類方法可制備的聚合物可以為吡啶并二咪唑-2， 6-二基(2， 5-二羥基-對(duì)亞苯基)聚合物，例如聚(1,4-(2， 5-二羥基)亞苯 基-2，6-吡啶并[2， 3-d: 5， 6-] 二咪唑)聚合物，或聚[(1, 4-二氫二咪唑 并[4, 5-b: 4', 5'-e]吡啶-2, 6-二基)(2， 5-二羥基-1, 4-亞苯基)]聚合物。然 而，這些聚合物的吡啶并二咪唑部分可以被置換為苯并二咪唑、苯并二噻 唑、苯并二嗯峻、吡"定并二p塞唑和吡咬并二嘿唑中的任何一種或多種；而 這些聚合物的2， 5-二羥基-對(duì)亞苯基部分可以被置換為一種或多種以下物 質(zhì)的衍生物間苯二甲酸、對(duì)苯二曱酸、2,5-吡啶二曱酸、2,6-萘二曱 酸、4,4， -二苯基二曱酸、2，6-喹啉二曱酸以及2，6-雙(4-羧基苯基)吡咬 并二咪峻。
實(shí)施例
以下實(shí)施例中進(jìn)一步限定了本發(fā)明。這些實(shí)施例在指出本發(fā)明的優(yōu)選 實(shí)施方案的同時(shí)，僅是作為例證給出，并不限制所附權(quán)利要求的范圍。通 過(guò)以上討論和這些實(shí)施例可以清楚地了解本發(fā)明的本質(zhì)特征，并且在不脫 離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和范圍的前提下，可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行修改以使其適合各種 使用和條件。
材料:以下材料用于實(shí)施例中。所有試劑都直接使用。產(chǎn)物純度通過(guò) 'H NMR測(cè)定。
按照 "Journal of the American Chemical Society" (2002), 124 (7) 1378-1399中的步驟制備N, N'-二茶基-2, 3-二亞氨基丁烷。2-氨基 三氟曱苯(也稱為"2-(三氟曱基)苯胺")(純度為99%，產(chǎn)品編號(hào) A4，160-7)和2，3-丁二酮(純度為97%，產(chǎn)品編號(hào)B8, 530-7 )得自 Aldrich Chemical Company(Milwaukee， Wisconsin, USA)。2,5-二溴對(duì)苯二曱酸(純度為95%以上)得自Maybridge Chemical Company Ltd. (Cornwall, United Kingdom)。溴化銅(I) ( "CuBr")(純 度為98%) 4尋自Acros Organics (Geel, Belgium) 。 Na2C03 (純度為 99.5%)得自EM Science (Gibbstown, New Jersey)。
如本文所用，術(shù)語(yǔ)"轉(zhuǎn)化率"是指所消耗的反應(yīng)物的量占理論量的分 數(shù)或百分比。如本文所用，術(shù)語(yǔ)產(chǎn)物P的"選擇度"是指最終產(chǎn)物混合物 中P的摩爾分?jǐn)?shù)或摩爾百分比。因此，轉(zhuǎn)化率乘以選擇度等于P的最大 "收率，，； 一般情況下，由于在諸如分離、處理、千燥等活動(dòng)過(guò)程中樣本 會(huì)有損耗，因此實(shí)際收率或"凈"收率將略微小于最大收率。如本文所 用，術(shù)語(yǔ)"純度"是指所指定的物質(zhì)在所得的分離樣品中實(shí)際所占的百分 比。
術(shù)語(yǔ)"H20，，和"水，，是指蒸餾水。縮寫詞的含義如下"h"指小 時(shí)，"min"指分鐘，"mL"指毫升，"g"指克，"mg"指毫克， "mol"指摩爾，"mol equiv"指摩爾當(dāng)量，"腿ol"指毫摩爾，"D" 指密度，"IR"指紅外光譜分析，而"麗R"指核磁共振光譜分析。
此實(shí)施例示范如何使用CuBr和N,N'-二茶基-2， 3-二亞氨基丁烷從 2， 5-二溴對(duì)苯二甲酸形成2, 5-二羥基對(duì)苯二曱酸。
在氮?dú)鈼l件下，使2. 00g (6. 2mmo1) 2,5-二渙對(duì)苯二曱酸與10g H20 混合；然后加入0. 679g(6. 4mmol)Na2C03。在攪拌下加熱回流該混合物30 分鐘，保持氮?dú)鈿夥铡Ｏ蚍磻?yīng)混合物中另加入0. 950g(9. Ommol)Na2C03,繼 續(xù)回流30分鐘。在氮?dú)鈼l件下，另外使9mg(0. Olmol equiv)的CuBr和 40mg(0. 02mol equiv)的N, N'-二茶基-2， 3-二亞氨基丁烷與2mL H20混合。 在空氣氣氛下攪拌所得混合物，直到CuBr溶解。在8(TC的溫度和氮?dú)鈼l 件下，用注射器將該溶液加入到經(jīng)過(guò)攪拌的反應(yīng)混合物中，然后在8Q。C下
實(shí)施例1
N， N'-二茶基-2， 3-二亞氨基丁烷攪拌30小時(shí)。將反應(yīng)混合物冷卻至25°C，然后用HC1 (濃)對(duì)其進(jìn)行酸 化，生成暗黃色沉淀。對(duì)黃色沉淀進(jìn)行過(guò)濾和水洗。干燥后，總共收集到 1. 09g粗制2， 5-二羥基對(duì)苯二曱酸。通過(guò)麗R測(cè)定，2， 5-二羥基對(duì)苯二 曱酸的純度為約81°/。。 2， 5-二羥基對(duì)苯二曱酸的凈收率確定為72°/。。
按如下方式制備N， N'-二(三氟甲基苯)-2， 3-二亞氨基乙烷在含6滴 98%曱酸的15mL甲醇中，制備10. 2mL(13. lg; 81. 2mmol; 0=1.28)2-氨基 三氟甲苯和3. 6mL(3.5g; 41mmol; D=0. 98)新餾出的2, 3-丁二酮的混合 物，在35。C和氮?dú)鈼l件下攪拌8天。用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器去除反應(yīng)混合物中的溶 劑，用四氯化碳洗滌所得的結(jié)晶固體(l. 3g)。晶體溶于氯仿中；使溶液通 過(guò)氧化鋁短柱并使其蒸發(fā)，生成1. 0g黃色二亞胺晶體。
工H NMR(CDCh): 2. 12ppm(s， 6H， CH3); 6. 77(d, 2H， ArH， J=9Hz); 7,20(t, 2H， ArH， J=7Hz); 7. 53(t， 2H， ArH， J=7Hz); 7. 68 (t, 2H， ArH, J=8Hz),IR: 1706， 1651， 1603, 1579， 1319, lllOcnf1.熔點(diǎn)154-156°C。
在氮?dú)鈼l件下，使3. 24g(10mmo1)2，4-二溴對(duì)苯二曱酸與10g H20混 合；然后加入1. lOg(lO， 4mmol)Na2C03。在攪拌下加熱回流該混合物 30min，保持氮?dú)鈿夥?。向反?yīng)混合物中另加入1. 54g (14. 5mmo1) Na2C03, 繼續(xù)回流30分鐘。在氮?dú)鈼l件下，另外使22mg(0, 01 mol equiv)的CuBr2 和69mg(0.02 mol equiv)的N， N'-二 (三氟曱基苯)-2， 3-二亞氨基乙烷混 合，然后在空氣條件下加入2mL H20。在8(TC的溫度和氮?dú)鈼l件下，用注 射器將此溶液加入經(jīng)過(guò)攪拌的反應(yīng)混合物中，然后在8(TC下攪拌26h。將 反應(yīng)混合物冷卻至25°C，然后用HC1 (濃)對(duì)其進(jìn)行酸化，生成暗黃色沉 淀。對(duì)沉淀進(jìn)行過(guò)濾和水洗，然后干燥。經(jīng)'H麗R測(cè)定，2, 4-羥基對(duì)苯二 曱酸的轉(zhuǎn)化率和選擇性分別為100%和72%。凈收率確定為72°/。。
實(shí)施例2
N， N'-二 (三氟曱基苯)-2， 3-二亞氨基乙烷應(yīng)當(dāng)了解，如果將本發(fā)明的實(shí)施方案陳述或描述為包含、包括、含 有、具有某些特征，以及由某些特征構(gòu)成或組成，除了明確地陳述或描述 的特征之外，實(shí)施方案中可能出現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)特征，除非陳述或描述明確 地指出相反情況。然而，可以將本發(fā)明的可供選擇的實(shí)施方案陳述或描述 為基本上由某些特征組成，其中會(huì)在很大程度上改變實(shí)施方案的操作原理 或特點(diǎn)的實(shí)施方案特征不存在于該實(shí)施方案中?？梢詫⒈景l(fā)明的另外的可 供選擇的實(shí)施方案陳述或描述為由某些特征組成，在該實(shí)施方案或其非實(shí) 質(zhì)變型中，僅存在具體陳述或描述的特征。
應(yīng)當(dāng)了解，如果在陳述或描述本發(fā)明方法中的實(shí)施步驟時(shí)使用了不定 冠詞"一個(gè)"或"一種"，此類不定冠詞的使用并非將方法中該步驟的次 數(shù)限定為 一 ，除非陳述或描述明確地指出相反情況。
凡在本文中給出某一數(shù)值范圍之處，該范圍均旨在包括其端點(diǎn)，以及 位于該范圍內(nèi)的所有整數(shù)和分?jǐn)?shù)，除非另行指出。當(dāng)定義一個(gè)范圍時(shí)，不 希望將本發(fā)明的范圍限定于所列舉的具體數(shù)值。
權(quán)利要求
1.一種制備2，5-二羥基對(duì)苯二甲酸的方法，所述方法包括以下步驟(a)使其中X為Cl、Br或I的通式III代表的2，5-二鹵代對(duì)苯二甲酸與堿在水中接觸，以此形成所述2，5-二鹵代對(duì)苯二甲酸的相應(yīng)二代鹽；(b)使2，5-二鹵代對(duì)苯二甲酸的二代鹽與堿在水中接觸，并在存在與銅配位的配體的情況下與銅源接觸，在溶液PH值為至少約8的條件下，由2，5-二鹵代對(duì)苯二甲酸的二代鹽形成2，5-二羥基對(duì)苯二甲酸的二代鹽；其中所述配體包含席夫堿；(c)任選地，從形成所述2，5-二羥基對(duì)苯二甲酸的二代鹽的反應(yīng)混合物中分離所述二代鹽；以及(d)使所述2，5-二羥基對(duì)苯二甲酸的二代鹽與酸接觸，以此形成2，5-二羥基對(duì)苯二甲酸。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中在步驟(a)中，使每當(dāng)量的所述2,5-二卣代對(duì)苯二曱酸與至少約兩當(dāng)量的水溶性堿接觸。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中在步驟(b)中，使每當(dāng)量的所述2，5_ 二卣代對(duì)苯二甲酸的二代鹽與至少約兩當(dāng)量的水溶性堿接觸。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中在步驟(a)和(b)中，對(duì)于每當(dāng)量的 2， 5-二卣代對(duì)苯二曱酸，將總共約4至約5當(dāng)量的水溶性堿加入到 所述反應(yīng)混合物中。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述銅源包括Cu(O)、 Cu(I)鹽、 Cu(II)鹽、或它們的混合物。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述銅源選自CuCl、 CuBr、 Cul、 Cu2S04、 CuN03、 CuCh、 CuBr2、 Cul2、 CuS04、 Cu(N03)2、以及它們的 混合物。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l的方法，其中所述配體由以下通式IV代表<formula>formula see original document page 3</formula>其中R1、 W和W各自獨(dú)立地選自取代和未取代的d-Cw正烷基、異 烷基和叔烷基；以及取代和未取代的C廠C3。芳基和雜芳基。
8.根據(jù)權(quán)利要求l的方法，其中所述配體由以下通式V代表<formula>formula see original document page 3</formula>其中A選自<formula>formula see original document page 3</formula>R1、 R2、 113和R"各自獨(dú)立地選自取代和未取代的d-C6正烷基、異烷基和叔烷基；以及取代和未取代的C廣C3。芳基和雜芳基；W選自H，取代和未取代的d-Cu正烷基、異烷基和叔烷基；以及取代和未取代的C6-"芳基和雜芳基；以及囟素；R6、 R7、 118和119各自獨(dú)立地選自H或取代或未取代的C「Cw正烷基、異烷基或叔烷基；并且n = 0或1。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其中n = 0;或113和114合在一起形成與所 述兩個(gè)氮原子鍵合的CH3-C-C-CH3部分。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述配體選自N,N'-二茶基-2， 3-二亞 氨基丁烷和N， N'-二 (三氟曱基苯)-2， 3-二亞氨基乙烷。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，所述方法還包括在將所述銅源和所述配體 加入到所述反應(yīng)混合物中之前進(jìn)行合并的步驟。
12. 根據(jù)權(quán)利要求l的方法，其中所述銅源包括CuBr。
13. 根據(jù)權(quán)利要求l的方法，其中堿包括Li、 Na、 K、 Mg或Ca中的一個(gè) 或多個(gè)的水溶性氫氧化物、磷酸鹽、碳酸鹽或碳酸氫鹽中的一種或 多種。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所提供的銅的量按2,5-二卣代對(duì)苯二 曱酸的摩爾數(shù)計(jì)為約0. 1至約5mol°/。。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所提供的所述配體的量為每摩爾銅約 1至約2摩爾當(dāng)量。
16. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，所述方法還包括將所述2, 5-二羥基對(duì)苯二 曱酸轉(zhuǎn)化成2， 5-二烷氧基對(duì)苯二曱酸的步驟。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其中在堿性條件下，使所述2，5-二羥基對(duì)苯二甲酸與由式R'irso4表示的二烷基硫酸酯接觸，其中iT和r各自獨(dú)立地為取代或未取代的Cw。烷基。
18. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，所述方法還包括使所述2, 5-二羥基對(duì)苯二 曱酸反應(yīng)以此制備化合物、單體、低聚物或聚合物的步驟。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18的方法，其中所制備的聚合物包括吡啶并二咪唑-2， 6-二基(2， 5-二羥基-對(duì)亞苯基)聚合物。
20. 根據(jù)權(quán)利要求16的方法，所述方法還包括使所述2,5-二烷氧基對(duì) 苯二曱酸反應(yīng)以此制備化合物、單體、低聚物或聚合物的步驟。
全文摘要
在堿性條件下，使2，5-二鹵代對(duì)苯二甲酸與銅源和跟銅配位的配體接觸，由此以高收率和高純度制備2，5-二羥基對(duì)苯二甲酸。
文檔編號(hào)C07C51/02GK101541735SQ200780043665
公開(kāi)日2009年9月23日 申請(qǐng)日期2007年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月28日
發(fā)明者J·C·里特 申請(qǐng)人:納幕爾杜邦公司