一种反式,反式-4,4’-二取代联环己烷类化合物的合成方法

文档序号:480459 发布日期:2022-01-04 浏览:49次 >En<

阅读说明:本技术 一种反式,反式-4,4’-二取代联环己烷类化合物的合成方法 (Synthesis method of trans, trans-4, 4&#39; -disubstituted bicyclohexane compound ) 是由 宋斌 汪玉云 龙娟 于 2021-11-10 设计创作,主要内容包括:本发明提供了一种反式,反式-4,4’-二取代联环己烷类化合物的合成方法,本发明采用反式,反式-4-R3基-4’-氯甲酰基联环己烷为起始原料,采用一锅法先与烯烃类化合物反应,再以三乙基硅烷还原;所得产物再经结晶纯化,即得反式,反式-4-R3基-4’-(3-氯-3-R4基)丙基联环己烷。之后再通过氢解反应除去氯原子,即制得反式,反式-4,4’-二取代联环己烷类化合物。本发明采用的方法,避开了危险性较大、原材料成本较高的格式反应,或是风险高、时间长的高压加氢反应;而且工艺路线短(第1、2步反应可采用一锅法完成)、不会产生有顺式环己基的同分异构体副产物,结晶纯化时的收率高。(The invention provides a method for synthesizing a trans, trans-4, 4 &#39;-disubstituted bicyclohexane compound, which adopts trans, trans-4-R3-yl-4&#39; -chloroformyl bicyclohexane as an initial raw material, firstly reacts with an olefin compound by adopting a one-pot method, and then is reduced by triethylsilane; and crystallizing and purifying the obtained product to obtain the trans, trans-4-R3-yl-4&#39; - (3-chloro-3-R4-yl) propyldicyclohexyl. Then removing chlorine atoms through hydrogenolysis reaction to obtain the trans, trans-4, 4&#39; -disubstituted bicyclohexane compound. The method avoids the format reaction with high risk and high raw material cost or the high-pressure hydrogenation reaction with high risk and long time; and the process route is short (the reaction in the steps 1 and 2 can be completed by adopting a one-pot method), the side product of the isomer with cis-cyclohexyl can not be generated, and the yield is high during crystallization and purification.)

一种反式,反式-4,4’-二取代联环己烷类化合物的合成方法

技术领域

本发明涉及反式,反式-4,4’-二取代联环己烷类化合物的合成技术领域,特别涉及一种反式,反式-4,4’-二取代联环己烷类化合物的合成方法。

背景技术

反式,反式-4,4’-二取代联环己烷类化合物是一种性能优良的液晶单体;该类化合物的总用量占到用于高档TFT液晶显示的液晶材料总量的20%以上,而且市场需求一直稳步增长。

1.2、当前最成熟、而且实现了大规模工业化生产的反式,反式-4,4’- 二取代联环己烷类化合物的制备方法两有种,均各有优缺点。

第一种方法,是从反式-4-烷基取代环己基-4’-环己酮出发,经格式反应、三乙基硅烷还原,得到反式,反式-4,4’-二取代联环己烷和反式,顺式-4,4’-二取代联环己烷的混合物(如以下反应方程式(1)所示);再经结晶纯化除去其中的反式,顺式-4,4’-二取代联环己烷,即可得到反式,反式-4,4’-二取代联环己烷;

其中,R1,R2可以相同或不相同;可以分别是各种脂肪基、或芳香基、或脂肪基与芳香基的组合基团;

第一种方法的优点是,工艺路线短、原材料以外的综合成本低。

第一种方法的缺点是:第一步反应用到格式反应,危险性较大、且原材料成本高于第二种方法;第二步反应会产生10%左右含有顺式环己基的同分异构体副产物,需要通过结晶纯化除去,纯化工序的收率下降。

第二种方法,是从反式-4-烷基取代环己基苯出发,经傅克酰基化、加氢、转位、水合肼还原、结晶纯化,得到反式,反式-4,4’-二取代联环己烷;如以下反应方程式(2)所示:

其中,R1,R2可以相同或不相同;可以分别是各种脂肪基、或芳香基、或脂肪基与芳香基的组合基团。

第二种方法的优点是,总体的原料成本低于第一种方法;虽然也会产生含有顺式环己基的同分异构副产物(中间体),但很容易通过顺反式转位反应,变成只含有反式环己基的目标中间体。

第二种方法的缺点是:路线长、设备占用多;第二步加氢反应对底物和催化剂的活性要求高、需要的氢气压力高(30大气压以上)、时间长,且难以保障加氢工序的转化率稳定;导致催化剂套用率下降、加氢产物纯度差、结晶纯化收率下降;放大生产时加氢工序的危险性大、生产效率低;工艺的整体成本与第一种方法接近。

发明内容

本发明提供一种反式,反式-4,4’-二取代联环己烷类化合物的合成方法,用以避开了危险性较大、原材料成本较高的格式反应,或是风险高、时间长的高压加氢反应;而且工艺路线短(第1、2步反应可采用一锅法完成)、不会产生有顺式环己基的同分异构体副产物,结晶纯化时的收率高,且本发明的工艺步骤制作过程中的安全性更高。

本发明提供一种反式,反式-4,4’-二取代联环己烷类化合物的合成方法,包括以下步骤:

步骤1,利用反式,反式-4-R3基-4’-氯甲酰基联环己烷与烯烃类化合物反应,并制得反式,反式-4-R3基-4’-(3-氯-3-R4基)丙基联环己烷的粗品;对所述粗品结晶纯化,获得高纯度的反式,反式 -4-R3基-4’-(3-氯-3-R4基)丙基联环己烷;

步骤2,把反式,反式-4-R3基-4’-(3-氯-3-R4基)丙基联环己烷进行氢解反应除去氯原子,得到反式,反式-4,4’-二取代联环己烷类化合物。

优选地,所述步骤1还包括:

用反式,反式-4-R3基-4’-氯甲酰基联环己烷与烯烃类化合物反应后,再加入三乙基硅烷等还原、水解;

制得反式,反式-4-R3基-4’-(3-氯-3-R4基)丙基联环己烷的粗品;

其中,副产物为三乙基硅醇和六乙基二硅醚,所述副产物随溶剂一浓缩除去。

优选地,所述步骤1还包括:

向反应瓶中加入催化剂一和溶剂一;

在氮气保护下降温至-10~20℃,并保温-10~20℃搅拌、滴加反式,反式-4-R3基-4’-氯甲酰基联环己烷溶于溶剂一中;

滴加完毕后,继续保温-10~20℃之间搅拌1~2小时;保温-10~20℃条件下,搅拌并缓慢加入末端碳碳双键的烯类化合物;加完烯类化合物后保持液温-10~20℃之间并搅拌2~10小时;

获得反应混合物。

优选地,所述催化剂一为无水三氯化铝、无水四氯化钛、无水氯化锌中的任意一种;所述催化剂一的用量为反式,反式-4-R3基-4’- 氯甲酰基联环己烷的1.1~2.0倍当量;

所述溶剂一为二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、氯仿中的任意一种或是多种混合物;

所述反应瓶中加入的溶剂一用量为催化剂一的4~10倍质量比;

其中,滴加反式,反式-4-R3基-4’-氯甲酰基联环己烷溶液中的溶剂一用量用于溶解反式,反式-4-R3基-4’-氯甲酰基联环己烷;

所述滴加反式,反式-4-R3基-4’-氯甲酰基联环己烷溶液时的反应液温度和滴加完毕后的保温反应温度均为-10~20℃之间;

所述滴加反式,反式-4-R3基-4’-氯甲酰基联环己烷溶液完毕后的保温反应时间为1~2小时;

所述末端碳碳双键的烯类化合物为碳碳双键在末端的任意脂肪烯烃类化合物,所述脂肪烯烃类化合物包括并不限于为乙烯、丙烯、 1-丁烯,1-戊烯;

所述烯类化合物的用量为反式,反式-4-R3基-4’-氯甲酰基联环己烷的1.1~3.0倍当量;

其中,所述加入末端碳碳双键的烯类化合物的方法包括:

烯类化合物为气态时,缓慢通入气体;

烯类化合物为液态时,缓慢滴加;

烯类化合物为固态时,利用溶剂一配制成溶液后缓慢滴加;

所述加入末端碳碳双键的烯类化合物时的反应液温度和滴加完毕后的保温反应温度均为-10~20℃之间;

所述加入末端碳碳双键的烯类化合物完毕后的保温反应时间为 2~10小时。

优选地,所述步骤1还包括:

保持所述反应混合物的液温-10~20℃,对所述反应混合物进行氮气保护、搅拌,并滴加三乙基硅烷,滴加完毕后,继续保温-10~20℃之间搅拌3~10小时,获得反应液一;

将反应液一慢慢加入到搅拌中的0~40℃盐酸水溶液中搅拌水解 1~2小时;

分液并对有机层加水洗涤至中性,减压浓缩除去溶剂一和副产物三乙基硅醇、六乙基二硅醚;

得反式,反式-4-R3基-4’-(3-氯-3-R4基)丙基联环己烷的粗品。

优选地,所述三乙基硅烷的用量为:反式,反式-4-R3基-4’-氯甲酰基联环己烷的2.1~3.0倍当量;

所述滴加三乙基硅烷时的反应液温度和滴加完毕后的保温反应温度为:-10~20℃之间;

所述滴加三乙基硅烷完毕后的保温反应时间为:3~10小时之间;

所述盐酸水溶液的盐酸用量为:反式,反式-4-R3基-4’-氯甲酰基联环己烷的0.5~2.0倍当量;

使用盐酸水溶液水解时的反应液温度为:0~40℃之间,水解反应时间为:1~2小时。

优选地,所述步骤1还包括:

把反式,反式-4-R3基-4’-(3-氯-3-R4基)丙基联环己烷的粗品溶于溶剂三后,进行结晶纯化;

其中,所述溶剂三为:甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、甲苯、石油醚、甲基环己烷、乙腈、1,2-二氯乙烷、氯仿、乙酸乙酯、乙酸异丙酯中的一种或多种混合物;

所述溶剂三的用量为:反式,反式-4-R3基-4’-(3-氯-3-R4基) 丙基联环己烷粗品的3~5倍质量比。

优选地,所述步骤2还包括:

将纯化的反式,反式-4-R3基-4’-(3-氯-3-R4基)丙基联环己烷溶于溶剂二,并和催化剂二、缚酸剂一起加到高压反应釜中;

依次用氮气、氢气置换后,持续通入氢气至压力0.1~1.0MPa,保温50~150℃之间氢解反应5~15小时;获得反应液二。

优选地,所述溶剂二为:水、甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、甲苯、石油醚、环己烷、甲基环己烷、乙酸乙酯、乙酸异丙酯中的一种或多种混合物;

所述溶剂二的用量为:反式,反式-4-R3基-4’-(3-氯-3-R4基) 丙基联环己烷的3~10倍质量比;

所述催化剂二为:钯碳、钯/氧化铝、钯/硫酸钡、兰尼镍等;

所述催化剂二的用量为:反式,反式-4-R3基-4’-(3-氯-3-R4基) 丙基联环己烷的0.1%~20%倍质量比;

所述的缚酸剂,可以是三乙胺、吡啶,乙酸钠(钾)、氢氧化钠 (钾);

所述缚酸剂的用量为:反式,反式-4-R3基-4’-(3-氯-3-R4基) 丙基联环己烷的1.1~2.0倍当量;

所述氢解反应时的温度为:50~100℃之间,

所述氢解反应时的氢气压力为:0.1~1.0MPa之间;

所述氢解反应时的时间为:5~15小时之间。

优选地,所述步骤2还包括:

把高压釜降温至接近室温、氮气置换后,取出所述反应液二,过滤除去催化剂二;滤液再水洗、分液除去缚酸剂的盐酸盐及水溶性缚酸剂;

之后浓缩除去溶剂二及过量的三乙胺、吡啶类缚酸剂,即得反式,反式-4-R3基-4’-(3-R4基)丙基联环己烷。

本发明的工作原理和有益效果如下:

本发明采用反式,反式-4-R3基-4’-氯甲酰基联环己烷为起始原料,采用一锅法先与烯烃类化合物反应,再以三乙基硅烷还原;所得产物再经结晶纯化,即得反式,反式-4-R3基-4’-(3-氯-3-R4基)丙基联环己烷。之后再通过氢解反应除去氯原子,即制得反式,反式-4,4’ -二取代联环己烷类化合物。

本发明的反应方程式(3)如下:

其中,R3可以是各种脂肪基、或芳香基、或脂肪基与芳香基的组合基团;R4可以是氢原子、各种脂肪基、或芳香基、或脂肪基与芳香基的组合基团。

本发明采用的方法,避开了危险性较大、原材料成本较高的格式反应,或是风险高、时间长的高压加氢反应;而且工艺路线短(第1、 2步反应可采用一锅法完成)、不会产生有顺式环己基的同分异构体副产物,结晶纯化时的收率高。因此,虽然本发明的起始原材料(反式,反式-4-R3基-4’-氯甲酰基联环己烷)的成本高于上述方法一、方法二的起始原材料(反式-4-烷基取代环己基-4’-环己酮,和反式-4- 烷基取代环己基苯);但总体成本与方法一、方法二相近,而且工艺的安全性更高。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过实施例,对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

具体实施方式

以下结合对本发明的优选实施例进行说明,应当理解,此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明,并不用于限定本发明。

本发明实施例提供了一种反式,反式-4,4’-二取代联环己烷类化合物的合成方法,包括以下步骤:

步骤1,利用反式,反式-4-R3基-4’-氯甲酰基联环己烷与烯烃类化合物反应,并制得反式,反式-4-R3基-4’-(3-氯-3-R4基)丙基联环己烷的粗品;对所述粗品结晶纯化,获得高纯度的反式,反式 -4-R3基-4’-(3-氯-3-R4基)丙基联环己烷;

步骤2,把反式,反式-4-R3基-4’-(3-氯-3-R4基)丙基联环己烷进行氢解反应除去氯原子,得到反式,反式-4,4’-二取代联环己烷类化合物。

具体的,所述步骤1还包括:用反式,反式-4-R3基-4’-氯甲酰基联环己烷与烯烃类化合物反应后,再加入三乙基硅烷等还原、水解;制得反式,反式-4-R3基-4’-(3-氯-3-R4基)丙基联环己烷的粗品;其中,副产物为三乙基硅醇和六乙基二硅醚,所述副产物随溶剂一浓缩除去。

进一步的,所述步骤1还包括:向反应瓶中加入催化剂一和溶剂一;在氮气保护下降温至-10~20℃,并保温-10~20℃搅拌、滴加反式,反式-4-R3基-4’-氯甲酰基联环己烷溶于溶剂一中;滴加完毕后,继续保温-10~20℃之间搅拌1~2小时;保温-10~20℃条件下,搅拌并缓慢加入末端碳碳双键的烯类化合物;加完烯类化合物后保持液温 -10~20℃之间并搅拌2~10小时;获得反应混合物。

其中,所述催化剂一为无水三氯化铝、无水四氯化钛、无水氯化锌中的任意一种;所述催化剂一的用量为反式,反式-4-R3基-4’-氯甲酰基联环己烷的1.1~2.0倍当量;

所述溶剂一为二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、氯仿中的任意一种或是多种混合物;

所述反应瓶中加入的溶剂一用量为催化剂一的4~10倍质量比;

其中,滴加反式,反式-4-R3基-4’-氯甲酰基联环己烷溶液中的溶剂一用量用于溶解反式,反式-4-R3基-4’-氯甲酰基联环己烷;所述滴加反式,反式-4-R3基-4’-氯甲酰基联环己烷溶液时的反应液温度和滴加完毕后的保温反应温度均为-10~20℃之间;所述滴加反式,反式-4-R3基-4’-氯甲酰基联环己烷溶液完毕后的保温反应时间为1~2 小时;

所述末端碳碳双键的烯类化合物为碳碳双键在末端的任意脂肪烯烃类化合物,所述脂肪烯烃类化合物包括并不限于为乙烯、丙烯、 1-丁烯,1-戊烯;所述烯类化合物的用量为反式,反式-4-R3基-4’- 氯甲酰基联环己烷的1.1~3.0倍当量;

其中,所述加入末端碳碳双键的烯类化合物的方法包括:烯类化合物为气态时,缓慢通入气体;烯类化合物为液态时,缓慢滴加;烯类化合物为固态时,利用溶剂一配制成溶液后缓慢滴加;所述加入末端碳碳双键的烯类化合物时的反应液温度和滴加完毕后的保温反应温度均为-10~20℃之间;所述加入末端碳碳双键的烯类化合物完毕后的保温反应时间为2~10小时。

进一步的,所述步骤1还包括:保持所述反应混合物的液温 -10~20℃,对所述反应混合物进行氮气保护、搅拌,并滴加三乙基硅烷,滴加完毕后,继续保温-10~20℃之间搅拌3~10小时,获得反应液一;将反应液一慢慢加入到搅拌中的0~40℃盐酸水溶液中搅拌水解1~2小时;分液并对有机层加水洗涤至中性,减压浓缩除去溶剂一和副产物三乙基硅醇、六乙基二硅醚;得反式,反式-4-R3基-4’-(3- 氯-3-R4基)丙基联环己烷的粗品。

其中,所述三乙基硅烷的用量为:反式,反式-4-R3基-4’-氯甲酰基联环己烷的2.1~3.0倍当量;所述滴加三乙基硅烷时的反应液温度和滴加完毕后的保温反应温度为:-10~20℃之间;所述滴加三乙基硅烷完毕后的保温反应时间为:3~10小时之间;所述盐酸水溶液的盐酸用量为:反式,反式-4-R3基-4’-氯甲酰基联环己烷的0.5~2.0 倍当量;使用盐酸水溶液水解时的反应液温度为:0~40℃之间,水解反应时间为:1~2小时。

进一步的,所述步骤1还包括:把反式,反式-4-R3基-4’-(3- 氯-3-R4基)丙基联环己烷的粗品溶于溶剂三后,进行结晶纯化;

其中,所述溶剂三为:甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、甲苯、石油醚、甲基环己烷、乙腈、1,2-二氯乙烷、氯仿、乙酸乙酯、乙酸异丙酯中的一种或多种混合物;

所述溶剂三的用量为:反式,反式-4-R3基-4’-(3-氯-3-R4基) 丙基联环己烷粗品的3~5倍质量比。

其中,所述步骤2还包括:将纯化的反式,反式-4-R3基-4’-(3- 氯-3-R4基)丙基联环己烷溶于溶剂二,并和催化剂二、缚酸剂一起加到高压反应釜中;依次用氮气、氢气置换后,持续通入氢气至压力 0.1~1.0MPa,保温50~150℃之间氢解反应5~15小时;获得反应液二。

其中,所述溶剂二为:水、甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、甲苯、石油醚、环己烷、甲基环己烷、乙酸乙酯、乙酸异丙酯中的一种或多种混合物;

所述溶剂二的用量为:反式,反式-4-R3基-4’-(3-氯-3-R4基) 丙基联环己烷的3~10倍质量比;

所述催化剂二为:钯碳、钯/氧化铝、钯/硫酸钡、兰尼镍等;所述催化剂二的用量为:反式,反式-4-R3基-4’-(3-氯-3-R4基)丙基联环己烷的0.1%~20%倍质量比;

所述的缚酸剂,可以是三乙胺、吡啶,乙酸钠(钾)、氢氧化钠 (钾);所述缚酸剂的用量为:反式,反式-4-R3基-4’-(3-氯-3-R4 基)丙基联环己烷的1.1~2.0倍当量;

所述氢解反应时的温度为:50~100℃之间,所述氢解反应时的氢气压力为:0.1~1.0MPa之间;所述氢解反应时的时间为:5~15小时之间。

进一步的,所述步骤2还包括:

把高压釜降温至接近室温、氮气置换后,取出所述反应液二,过滤除去催化剂二;滤液再水洗、分液除去缚酸剂的盐酸盐及水溶性缚酸剂;

之后浓缩除去溶剂二及过量的三乙胺、吡啶类缚酸剂,即得反式,反式-4-R3基-4’-(3-R4基)丙基联环己烷。

本发明的具体制备方法如下:

步骤1,使用一锅法;先用反式,反式-4-R3基-4’-氯甲酰基联环己烷与烯烃类化合物反应,再加入三乙基硅烷等还原、水解,制得反式,反式-4-R3基-4’-(3-氯-3-R4基)丙基联环己烷的粗品;副产物为三乙基硅醇和六乙基二硅醚,随溶剂三浓缩除去。再经结晶纯化,即可得到高纯度的反式,反式-4-R3基-4’-(3-氯-3-R4基)丙基联环己烷;化学式(4)如下:

其中,R3可以是各种脂肪基、或芳香基、或脂肪基与芳香基的组合基团;R4可以是氢原子、各种脂肪基、或芳香基、或脂肪基与芳香基的组合基团。

其中,所述步骤1的具体操作如下:

1.1、向反应瓶中加入催化剂一和溶剂一;然后在氮气保护下降温至-10~20℃,并保温-10~20℃搅拌、滴加反式,反式-4-R3基-4’- 氯甲酰基联环己烷溶于溶剂一。滴加完毕后,继续保温-10~20℃之间搅拌1~2小时。然后继续保温-10~20℃之间,搅拌下慢慢加入末端碳碳双键的烯类化合物;加完后仍然保持液温-10~20℃之间搅拌2~10 小时。

所述催化剂一可以是无水三氯化铝、无水四氯化钛、无水氯化锌中的一种;

所述催化剂一的用量,可以是反式,反式-4-R3基-4’-氯甲酰基联环己烷的1.1~2.0倍当量;

所述溶剂一可以是二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、氯仿中的一种,或是它们的混合物;

所述跟催化剂一一起加入的溶剂一用量,可以是催化剂一的4~10 倍质量比;

所述的滴加反式,反式-4-R3基-4’-氯甲酰基联环己烷溶液中的溶剂用量,以可以溶解反式,反式-4-R3基-4’-氯甲酰基联环己烷为准;

所述滴加反式,反式-4-R3基-4’-氯甲酰基联环己烷溶液时的反应液温度,和滴加完毕后的保温反应温度,都是-10~20℃之间;

所述滴加反式,反式-4-R3基-4’-氯甲酰基联环己烷溶液完毕后的保温反应时间,为1~2小时;

所述加入的末端碳碳双键的烯类化合物,可以是碳碳双键在末端的任意脂肪烯烃类化合物,如乙烯、丙烯、1-丁烯,1-戊烯,等等;

所述加入末端碳碳双键的烯类化合物的用量,可以是反式,反式 -4-R3基-4’-氯甲酰基联环己烷的1.1~3.0倍当量;

所述加入末端碳碳双键的烯类化合物的方法,可以是慢慢通入气体(烯类化合物为气态时)、或滴加(烯类化合物为液态时),或用前述的相同溶剂配制成溶液后滴加(烯类化合物为固态时);

所述加入末端碳碳双键的烯类化合物时的反应液温度,和滴加完毕后的保温反应温度,都是-10~20℃之间;

所述加入末端碳碳双键的烯类化合物完毕后的保温反应时间,为 2~10小时。

1.2、保持1.1步骤中所得反应混合物的液温-10~20℃,以及氮气保护、搅拌,向其中滴加三乙基硅烷。滴加完毕后,继续保温-10~20℃之间搅拌3~10小时。然后把反应液慢慢加入到搅拌中的0~40℃盐酸水溶液中搅拌水解1~2小时。分液,有机层加水洗涤至中性后,减压浓缩除去溶剂和副产物三乙基硅醇、六乙基二硅醚,得反式,反式 -4-R3基-4’-(3-氯-3-R4基)丙基联环己烷的粗品。

所述三乙基硅烷的用量,可以是反式,反式-4-R3基-4’-氯甲酰基联环己烷的2.1~3.0倍当量;

所述滴加三乙基硅烷时的反应液温度,和滴加完毕后的保温反应温度,都是-10~20℃之间;

所述滴加三乙基硅烷完毕后的保温反应时间,在3~10小时之间;

所述盐酸水溶液的浓度无严格要求;盐酸用量可以是反式,反式 -4-R3基-4’-氯甲酰基联环己烷的0.5~2.0倍当量;

所述使用盐酸水溶液水解时的反应液温度为0~40℃之间,水解反应时间为1~2小时;

所述水洗时水的用量、温度、洗涤次数无严格要求,以洗涤到水层的PH值为中性为准。

1.3、把反式,反式-4-R3基-4’-(3-氯-3-R4基)丙基联环己烷的粗品溶于溶剂三后,进行结晶纯化。

所述溶剂三可以是甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、甲苯、石油醚、甲基环己烷、乙腈、1,2-二氯乙烷、氯仿、乙酸乙酯、乙酸异丙酯等,或是它们的混合物;

所述溶剂三的用量,可以是反式,反式-4-R3基-4’-(3-氯-3-R4 基)丙基联环己烷粗品的3~5倍质量比;

所述结晶时的温度、结晶次数等无严格要求,以能把反式,反式 -4-R3基-4’-(3-氯-3-R4基)丙基联环己烷纯化到满意的纯度为准。

步骤2,把反式,反式-4-R3基-4’-(3-氯-3-R4基)丙基联环己烷进行氢解反应除去氯原子,得到反式,反式-4,4’-二取代联环己烷类化合物;化学式(5)如下:

所述步骤2的具体操作如下:

2.1、把所述反式,反式-4-R3基-4’-(3-氯-3-R4基)丙基联环己烷溶于溶剂二后,和催化剂二、缚酸剂一起加到高压反应釜中;依次用氮气、氢气置换后,持续通入氢气至压力0.1~1.0MPa,保温50~150℃之间氢解反应5~15小时。

所述溶剂二可以是水、甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、甲苯、石油醚、环己烷、甲基环己烷、乙酸乙酯、乙酸异丙酯等,或是它们的混合物;

所述溶剂二的用量,可以是反式,反式-4-R3基-4’-(3-氯-3-R4 基)丙基联环己烷的3~10倍质量比;

所述催化剂二可以是钯碳、钯/氧化铝、钯/硫酸钡、兰尼镍等;

所述催化剂二的用量,可以是反式,反式-4-R3基-4’-(3-氯-3-R4 基)丙基联环己烷的0.1%~20%倍质量比;

所述的缚酸剂,可以是三乙胺、吡啶,乙酸钠(钾)、氢氧化钠 (钾)等;

所述缚酸剂的用量,可以是反式,反式-4-R3基-4’-(3-氯-3-R4 基)丙基联环己烷的1.1~2.0倍当量;

所述氢解反应时的温度,在50~100℃之间,

所述氢解反应时的氢气压力,在0.1~1.0MPa之间;

所述氢解反应时的时间,在5~15小时之间。

2.2、把高压釜降温至接近室温、氮气置换后,取出2.2.1所得反应液,过滤除去催化剂二;滤液再水洗、分液除去缚酸剂的盐酸盐(及水溶性缚酸剂);之后浓缩除去溶剂(及过量的三乙胺、吡啶类缚酸剂),即得反式,反式-4-R3基-4’-(3-R4基)丙基联环己烷。

本发明中,使用反式,反式-4-R3基-4’-氯甲酰基联环己烷与烯烃类化合物反应时,采用的催化剂如无水三氯化铝、无水四氯化钛、无水氯化锌等等,既是第一步反应(氯甲酰基与烯烃双键加成)的催化剂;又是第二步反应(三乙基硅烷还原)的催化剂。两步反应采用同一种催化剂,而且使用一锅法连续进行。不但减少了催化剂成本;而且此类反应或工艺过程并未有相关记载公开,因此本发明提供的反式,反式-4,4’-二取代联环己烷类化合物的合成方法能够实现大规模批量生产,从而实现制备时低成本高效率的效果。

本发明采用的方法,避开了危险性较大、原材料成本较高的格式反应,或是风险高、时间长的高压加氢反应;而且工艺路线短(第1、 2步反应可采用一锅法完成)、不会产生有顺式环己基的同分异构体副产物,结晶纯化时的收率高。因此,虽然本发明的起始原材料(反式,反式-4-R3基-4’-氯甲酰基联环己烷)的成本高于现有的方法一、方法二的起始原材料(反式-4-烷基取代环己基-4’-环己酮,和反式-4- 烷基取代环己基苯);但总体成本与方法一、方法二相近,而且工艺的安全性更高。

实验例1

根据化学反应式(3)制备反式,反式-4-乙基-4’-丙基联环己烷。

1.1、向500ml反应瓶中,加入267g的氯仿,和26.7g(0.2mol)的无水三氯化铝。氮气保护下,搅拌并降温至-10~0℃。然后维持氮气保护、搅拌和液温-10~0℃,滴加25.8g(0.1mol)的反式,反式-4-乙基 -4‘-氯甲酰基联环己烷溶于103g氯仿的溶液;滴加完毕后继续保温 -10~0℃搅拌2小时。

1.2、维持1.1所得反应液的氮气保护、搅拌和液温-10~0℃,向其中通入总计8.4g(0.3mol)的乙烯。通完后继续保温-10~0℃,保持密闭搅拌10小时。

1.3、维持1.2所得反应液的氮气保护、搅拌和液温-10~0℃,再向其中慢慢滴加总计24.4g(0.21mol)的三乙基硅烷。滴加完毕后,继续保温-10~0℃之间搅拌10小时。然后把反应液慢慢加入到搅拌中的30~40℃的、含有1.8g(0.05mol)盐酸的10%稀盐酸中,加完后保温 30~40℃搅拌水解1小时。分液,有机层加水洗涤至中性后,减压浓缩除去氯仿和三乙基硅醇、六乙基二硅醚,得反式,反式-4-乙基-4’ -(3-氯)丙基联环己烷的粗品约30.2g。用0.2倍质量甲苯、2.8倍质量乙醇的混合溶剂结晶3遍后,真空烘干,得到约29.3g(湿品重)的反式,反式-4-乙基-4’-(3-氯)丙基联环己烷,气相色谱纯度≥99.8%。

1.4、把1.3所得反式,反式-4-乙基-4’-(3-氯)丙基联环己烷和 87.9g的乙酸异丙酯、0.024g的5%钯碳、20.2g(0.2mol)的三乙胺一起加到高压反应釜中;依次用氮气、氢气置换后,持续通入氢气至压力0.1~0.2MPa,保温90~100℃之间氢解反应5小时。

1.5、把高压釜降温至接近室温、氮气置换后,取出1.4所得反应液,过滤除去催化剂;滤液水洗、分液,除去三乙胺的盐酸盐;之后浓缩除去乙酸异丙酯及过量的三乙胺,得剩余物约20.4g,即为反式,反式-4-乙基-4’-丙基联环己烷,收率86.5%,气相色谱纯度≥99.8%。

实验例2

根据化学反应式(3)制备反式,反式-4-丙基-4’-己基联环己烷。

2.1、向500ml反应瓶中,加入83g的1,2-二氯乙烷,和 20.8g(0.11mol)的无水四氯化钛。氮气保护下,搅拌并降温至10~20℃。然后维持氮气保护、搅拌和液温10~20℃,滴加27.2g(0.1mol)的反式,反式-4-丙基-4‘-氯甲酰基联环己烷溶于163g的1,2-二氯乙烷的溶液;滴加完毕后继续保温10~20℃搅拌1小时。

2.2、维持2.1所得反应液的氮气保护、搅拌和液温10~20℃,向其中滴加总计7.5g(0.11mol)的1-戊烯。滴加完后继续保温10~20℃搅拌2小时。

2.3、维持2.2所得反应液的氮气保护、搅拌和液温10~20℃,再向其中慢慢滴加总计34.8g(0.3mol)的三乙基硅烷。滴加完毕后,继续保温10~20℃之间搅拌3小时。然后把反应液慢慢加入到搅拌中的0~10℃的、含有7.3g(0.2mol)盐酸的15%稀盐酸中,加完后保温0~10℃搅拌水解2小时。分液,有机层加水洗涤至中性后,减压浓缩除去氯仿和三乙基硅醇、六乙基二硅醚,得反式,反式-4-丙基-4’-(3-氯) 己基联环己烷的粗品约42.9g。用5倍质量乙酸乙酯结晶3遍后,真空烘干,得37.2g(湿品重)的反式,反式-4-丙基-4’-(3-氯)己基联环己烷。

2.4、把2.3所得反式,反式-4-丙基-4’-(3-氯)己基联环己烷与 223g的甲苯,37.2g乙醇、和111.6g去离子水一起加入到高压釜中;再加入4.4g(0.11mol)的氢氧化钠、和7.44g的兰尼镍。氮气、氢气置换后,持续通入氢气至压力0.9~1.0MPa,保温50~60℃之间氢解反应15小时。

2.5、把高压釜降温至接近室温、氮气置换后,取出2.4所得反应液,过滤除去催化剂;滤液水洗、分液,除去氯化钠和过量的氢氧化钠;之后浓缩除去甲苯和乙醇,得剩余物约24.3g,即为反式,反式 -4-丙基-4’-己基联环己烷,收率83.2%,气相色谱纯度≥99.8%。

结论:通过实验例1和实验例2可以明显看出,反式,反式-4,4’ -二取代联环己烷的收率至少大于等于83.2%;气相色谱纯度至少大于等于99.8%。

本发明中,使用反式,反式-4-R3基-4’-氯甲酰基联环己烷与烯烃类化合物反应时,采用的催化剂如无水三氯化铝、无水四氯化钛、无水氯化锌等等,既是第一步反应(氯甲酰基与烯烃双键加成)的催化剂;又是第二步反应(三乙基硅烷还原)的催化剂。两步反应采用同一种催化剂,而且使用一锅法连续进行。不但减少了催化剂成本;而且此类反应或工艺过程并未有相关记载公开,因此本发明提供的反式,反式-4,4’-二取代联环己烷类化合物的合成方法能够实现大规模批量生产,从而实现制备时低成本高效率的效果。

同时,本发明采用的方法,避开了危险性较大、原材料成本较高的格式反应,或是风险高、时间长的高压加氢反应;而且工艺路线短、不会产生有顺式环己基的同分异构体副产物,结晶纯化时的收率高。总体成本与现有的、其他反式,反式-4,4’-二取代联环己烷类化合物的工业化制备方法相近,但工艺安全性更高。

显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

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