本發明屬于化工(gong)領(ling)域(yu)，涉及一種(zhong)金剛(gang)烷(wan)酸衍生物(wu)，具體(ti)來說是一種(zhong)1，3-金剛(gang)烷(wan)二乙醇(chun)的制備方法。
背景技術：
1，3-金(jin)(jin)剛(gang)烷(wan)二(er)乙醇(chun)(chun)(chun)是一種金(jin)(jin)剛(gang)烷(wan)酸(suan)衍(yan)生物(wu)，用于合(he)成含金(jin)(jin)剛(gang)烷(wan)二(er)醇(chun)(chun)(chun)的不飽和(he)酯，可(ke)做耐(nai)熱性交(jiao)聯聚合(he)物(wu)。1，3-金(jin)(jin)剛(gang)烷(wan)二(er)乙醇(chun)(chun)(chun)可(ke)以用于合(he)成金(jin)(jin)剛(gang)烷(wan)衍(yan)生物(wu)，用于牙科，醫療和(he)不干(gan)膠材(cai)料。也(ye)可(ke)以用于合(he)成冠醚類化合(he)物(wu)、大環化合(he)物(wu)，做粘合(he)劑、牙科材(cai)料設備、萃(cui)取劑、玻璃替代品。應用領域為驅蟲(chong)劑、帕金(jin)(jin)森病、外科等。
現有(you)技(ji)術中(zhong)合成1，3-金剛烷二乙醇(chun)的(de)工藝復雜、得(de)率低，容(rong)易對環境(jing)造成污染，不適于工業化生產。
技術實現要素：
針(zhen)對現(xian)有技術(shu)中的(de)上述技術(shu)問(wen)題(ti)，本發明提供了一種(zhong)1，3-金(jin)剛烷(wan)二(er)乙醇(chun)的(de)制備(bei)方法(fa)，所述的(de)這種(zhong)1，3-金(jin)剛烷(wan)二(er)乙醇(chun)的(de)制備(bei)方法(fa)要(yao)解決現(xian)有技術(shu)中的(de)制備(bei)1，3-金(jin)剛烷(wan)二(er)乙醇(chun)的(de)工(gong)藝復雜、得率低(di)、容(rong)易對環境(jing)造成污染，不(bu)適于工(gong)業化生產的(de)技術(shu)問(wen)題(ti)。
本發明提(ti)供了(le)一種1，3-金剛(gang)烷二乙醇的制備方法，包(bao)括如下(xia)步驟(zou)：
1)一(yi)個(ge)制備1，3-金(jin)剛(gang)烷(wan)二(er)乙酸(suan)(suan)的(de)(de)(de)步驟(zou)，在一(yi)個(ge)反(fan)應(ying)(ying)容器中加(jia)入1，3-金(jin)剛(gang)烷(wan)二(er)醇(chun)，然后(hou)再(zai)加(jia)入偏氯乙烯，所述的(de)(de)(de)1，3-金(jin)剛(gang)烷(wan)二(er)醇(chun)和偏氯乙烯的(de)(de)(de)重(zhong)量比為(wei)(wei)1:3.5～4.5，上述的(de)(de)(de)反(fan)應(ying)(ying)均在冰(bing)水(shui)浴(yu)中進行，反(fan)應(ying)(ying)體(ti)(ti)(ti)系的(de)(de)(de)溫(wen)度(du)為(wei)(wei)0～10℃，再(zai)加(jia)入質量百分比濃(nong)度(du)為(wei)(wei)90～95％的(de)(de)(de)濃(nong)硫(liu)酸(suan)(suan)，直至通過GC檢查(cha)無(wu)原(yuan)料后(hou)停止加(jia)入濃(nong)硫(liu)酸(suan)(suan)，然后(hou)將上述反(fan)應(ying)(ying)物料加(jia)入到冰(bing)水(shui)中，攪拌(ban)，抽濾，濾液采用(yong)(yong)第(di)一(yi)有(you)機溶(rong)(rong)劑(ji)萃取，舍棄水(shui)相(xiang)(xiang)(xiang)，將固體(ti)(ti)(ti)與有(you)機相(xiang)(xiang)(xiang)合并，用(yong)(yong)堿液調pH為(wei)(wei)9.8～10.2，攪拌(ban)后(hou)，靜止分層，水(shui)相(xiang)(xiang)(xiang)再(zai)用(yong)(yong)第(di)一(yi)有(you)機溶(rong)(rong)劑(ji)萃取一(yi)次(ci)，合并有(you)機相(xiang)(xiang)(xiang)，再(zai)用(yong)(yong)水(shui)反(fan)萃有(you)機相(xiang)(xiang)(xiang)， 合并水(shui)相(xiang)(xiang)(xiang)，舍棄有(you)機相(xiang)(xiang)(xiang)，水(shui)相(xiang)(xiang)(xiang)用(yong)(yong)質量百分比濃(nong)度(du)為(wei)(wei)30～50％的(de)(de)(de)濃(nong)鹽酸(suan)(suan)調pH為(wei)(wei)1.8～2.2，固體(ti)(ti)(ti)析出后(hou)，攪拌(ban)，過濾，60～85℃烘干得到1，3-金(jin)剛(gang)烷(wan)二(er)乙酸(suan)(suan)；
2)一個制備1，3-金剛烷二乙醇的步驟，在另外一個反應容器中，在N2保護下加入四氫呋喃，NaBH4，然后分2～5批加入ZnCl2，所述的四氫呋喃、NaBH4和ZnCl2的物料比為2500～3000ml:200～250g：250～300g；室溫攪拌1～3小時，然后分2～5批加入1，3-金剛烷二乙酸，所述的1，3-金剛烷二乙酸和ZnCl2的物料比為250～300g：250～300g，攪拌，緩慢升溫到內溫68～70℃，回流1～3小時，然后蒸餾，蒸出35～45％的四氫呋喃，加入蒸出的四氫呋喃的體積1.4～2倍的甲苯繼續回流，再蒸出20～35％的混合餾分，內溫上升到90～95℃，回流，補加蒸出的混合餾分的體積1～2倍的甲苯，回流保持8～10小時，氣相檢測原料反應完全后降至室溫，緩慢加入1～5mol/L的鹽酸，所述的鹽酸的物料比為上述反應容器中的物料體積的25～50％，攪拌后，過濾不容物，加入有第二機溶劑萃取，飽和Na2CO3洗滌，濃縮，結(jie)晶得到1，3-金(jin)剛(gang)烷二乙(yi)醇。
進一步的(de)(de)，所(suo)述(shu)的(de)(de)堿液為質量(liang)百分比濃度為10～20％的(de)(de)NaOH溶液。
進(jin)一步(bu)的，步(bu)驟1)中，反應物料和冰水的質量比為1:1.5～3。
進一步的(de)，步驟1)中的(de)第一有機溶劑(ji)為甲(jia)基叔(shu)丁基醚(mi)、或者乙(yi)二醇二甲(jia)醚(mi)、或者二乙(yi)二醇二甲(jia)醚(mi)。
進一步(bu)的，步(bu)驟2)中(zhong)的第(di)二(er)(er)(er)有機(ji)溶劑為甲(jia)基叔丁基醚(mi)、或(huo)者乙(yi)二(er)(er)(er)醇(chun)二(er)(er)(er)甲(jia)醚(mi)、或(huo)者二(er)(er)(er)乙(yi)二(er)(er)(er)醇(chun)二(er)(er)(er)甲(jia)醚(mi)。
本發明的制備方法(fa)的反應方程式如下(xia)：
本發明的原理是：本發明通過1，3-金剛烷二醇和偏氯乙烯在冰水浴的條件下，通過濃硫酸氧化得到1，3-金剛烷二乙酸；然后在NaBH4和ZnCl2存在(zai)的條(tiao)件下，還原得(de)到1，3-金剛烷二(er)乙(yi)醇(chun)。
本(ben)發明和已(yi)有技術(shu)(shu)相比，其(qi)技術(shu)(shu)進步是顯著的(de)。本(ben)發明的(de)工(gong)藝流(liu)程簡單，原料容易(yi)獲(huo)得，而且(qie)價格便宜，同時，產(chan)率高(gao)，獲(huo)得的(de)產(chan)品(pin)純度高(gao)，適用(yong)于工(gong)業(ye)化生產(chan)。
具體實施方式
下述(shu)反(fan)應采用的物質的性(xing)質如下表：
實施例1
物料配比如下：
操作步驟：
于5000ml反應瓶中加(jia)入500g 1，3-金剛(gang)烷二(er)醇，冷卻(que)到10℃以下(xia)(xia)，加(jia)入2017g偏(pian)氯乙(yi)烯(xi)，冰(bing)浴(yu)冷卻(que)到5℃，緩慢滴(di)入預先(xian)配置的(de)質量(liang)(liang)百分(fen)(fen)比濃(nong)度為93％的(de)濃(nong)硫(liu)酸(suan)，滴(di)加(jia)過(guo)程控制(zhi)在(zai)0～10℃。滴(di)加(jia)完畢后繼續控溫10℃以下(xia)(xia)持續6～8小時(shi)，GC檢查無原料(中控一)，產物(wu)含量(liang)(liang)90％左(zuo)右(中控二(er))。然后加(jia)入到6000g冰(bing)水(shui)中，攪拌(ban)30分(fen)(fen)鐘，抽(chou)濾，濾液用(yong)1000g甲(jia)(jia)基叔丁(ding)(ding)基醚(mi)萃取，舍棄水(shui)相，將固體(ti)與(yu)甲(jia)(jia)基叔丁(ding)(ding)基醚(mi)相合(he)并，用(yong)15％NaOH溶(rong)液調pH≈10，攪拌(ban)30分(fen)(fen)鐘，靜止分(fen)(fen)層，水(shui)相再(zai)(zai)用(yong)500ML甲(jia)(jia)基叔丁(ding)(ding)基醚(mi)萃取一次，合(he)并有機(ji)相，再(zai)(zai)用(yong)500ML水(shui)反萃甲(jia)(jia)基叔丁(ding)(ding)基醚(mi)相，合(he)并水(shui)相，舍棄有機(ji)相。水(shui)相用(yong)濃(nong)鹽酸(suan)調pH≈2，有大量(liang)(liang)固體(ti)析(xi)出(chu)，攪拌(ban)30分(fen)(fen)鐘。過(guo)濾，80℃烘(hong)干得到約360g固體(ti)，收率：48％，GC：90％。
反應方程式：
實驗結果：
關鍵控制點：
1)此反應有(you)大(da)量氯化氫產生，體積會膨脹一(yi)倍左右，且要有(you)尾氣吸收(shou)。
2)中(zhong)控檢測：取(qu)少量，加冰水(shui)淬滅，甲(jia)基(ji)(ji)叔丁基(ji)(ji)醚萃取(qu)，GC檢測，首先確(que)定(ding)原料(liao)1，3-二羥(qian)基(ji)(ji)金剛(gang)烷反(fan)應完畢，再者確(que)定(ding)產(chan)品含(han)量90％左右，中(zhong)間體可(ke)能有1-羥(qian)基(ji)(ji)-3-乙酸出現。
反應中控：
核磁：1H NMR(400MHz，DMSO-d6):δ1.43-1.54(12H，m)，1.97-1.98(6H，t)， 11.88(2H，bs,OH)
實施例2
物料配比：
3、操作步驟：
于5000ml反應瓶中，N2保護下加入2500mlTHF，216gNaBH4，然后分批加入272g ZnCl2，室溫攪拌2小時。然后分批加入260g(GC：90％)1，3-金剛烷二乙酸(加入1，3-金剛烷二乙酸時有大量氣體產生)，攪拌30分鐘，緩慢升溫到內溫68～70℃，回流2小時，改裝置為蒸餾，蒸出約1000ML四氫呋喃，加入1.5L甲苯繼續回流，蒸出約1L混合餾分，內溫上升到93℃，回流，補加1.5L甲苯，回流保持8～10小時，氣相檢測原料反應完全(中控一)，且產物含量在95％左右(中控二)。降至室溫，緩慢加入1500ml 3M稀鹽酸中，攪拌30分鐘，過濾不容物，加入500mlX4甲基叔丁基醚萃取，飽和Na2CO3洗(xi)滌，濃(nong)縮，結晶得到135g產品，GC：97.3％，收率：65％。
反應方程式：
實驗結果：
關鍵控制點：
1.此(ci)反應有(you)大(da)量(liang)氯化氫產生，體積(ji)會膨脹(zhang)一(yi)倍左右，且要(yao)有(you)尾氣吸收(shou)。
2.中控檢測：取少量，加冰水淬滅，MTBE萃取，GC檢測，首先確(que)定(ding)原(yuan)料(liao)1，3-二羥基(ji)金剛烷反應完(wan)畢，再者(zhe)確(que)定(ding)產品含量90％左右(you)，中間體可能有1-羥基(ji)-3-乙酸(suan)出現。
反應中控：
核磁：1H NMR(400MHz，CDCl3):δ1.25(2H，bs)，1.35–1.48(12H，m)，1.56(2H，bs)，2.98(2H，m)，3.67(4H，t，J＝7.6Hz)。