一種快速合成3,9-二(4-羧基苯基)-2，4，8，10-四氧雜螺[5．5]十一烷的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明具體涉及一種快速合成3，9-二(4-羧基苯基)-2，4，8，10-四氧雜螺[5.5]十一烷的方法，屬于化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]3，9-二(4-羧基苯基)-2，4，8，10-四氧雜螺[5.5] ^^一烷是一種重要的有機(jī)合成中間體，是許多有機(jī)合成的原料，尤其適用于配位化合物的研發(fā)，其羧基可以和不同的金屬離子發(fā)生配位，從而形成不同結(jié)構(gòu)的配位化合物，對(duì)于功能性配位化合物的開(kāi)發(fā)具有重要的意義。同時(shí)，其螺環(huán)C原子具有手性，為手性藥物和手性配合物的研發(fā)提供了可能。
[0003]當(dāng)前3，9-二(4-羧基苯基)-2，4，8，10-四氧雜螺[5.5] ^烷的文獻(xiàn)報(bào)道很少，天津理工大學(xué)的魏榮寶教授課題組采用溶劑合成法[I]，在N，N- 二甲基甲酰胺溶液中，利用ZrCl4催化劑合成了 3，9-二(4-羧基苯基)-2，4，8，10-四氧雜螺[5.5] ^^一烷，具體如下:稱取1.5g對(duì)羧基苯甲醛與0.68g季戊四醇放入圓底燒瓶中，依次加入溶劑N, N- 二甲基甲酰胺30mL，催化劑Lewis酸ZrCl4,0.2g,加熱、回流。
[0004]現(xiàn)象:開(kāi)始反應(yīng)后，溶液為淺黃色。反應(yīng)中進(jìn)行薄層色譜分析(二氯甲烷一管:甲醇3滴，再加兩滴冰乙酸)，由于反應(yīng)物有酸性，所以反應(yīng)不容易進(jìn)行，反應(yīng)4h后利用蒸干法，將溶劑蒸發(fā)至5mL，溶液變?yōu)樯钭厣?br>[0005]處理:將溶液靜置至室溫，加入水lOOmL，立刻有黃色沉淀析出，靜置、抽濾。用冷水、熱水反復(fù)洗滌固體，干燥。用乙醇/水重結(jié)晶，得到黃色晶體。脫色、干燥。白色晶體
2.2g，產(chǎn)率 55%，熔點(diǎn):295-298°Co
[0006]上述方法存在溶劑N，N.二甲基甲酰胺沸點(diǎn)高，去除困難，催化劑價(jià)格貴，反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)(反應(yīng)物有酸性)，產(chǎn)率不高等缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明公開(kāi)了一種快速合成3，9-二(4-羧基苯基)-2，4，8，10-四氧雜螺[5.5]
i^一烷的方法。
[0008]—種快速合成3，9- 二(4-羧基苯基)-2，4，8，10-四氧雜螺[5.5] ^^一烷的方法，其包括以下步驟:
[0009]I)將季戊四醇和對(duì)甲?；郊姿峒柞コ浞盅心?；
[0010]2)將研磨好的季戊四醇和對(duì)甲?；郊姿峒柞ゼ訜嶂寥廴?，加入對(duì)甲苯磺酸催化劑，瞬間生成3，9-二(4-甲酸甲酯基苯基)-2，4，8，10_四氧雜螺[5.5]十一烷；
[0011]3)將上述粗產(chǎn)物3，9-二(4-甲酸甲酯基苯基)-2，4，8，10-四氧雜螺[5.5] ^烷用乙醇洗滌純化，得純品，產(chǎn)品收率大于80% ;
[0012]4)回流條件下，將3，9-二(4-甲酸甲酯基苯基)-2，4，8，10_四氧雜螺[5.5]十一烷溶于濃NaOH溶液中至澄清；
[0013]5)反應(yīng)液冷卻、靜置，析出固體，抽濾，得3，9-二(4-羧基苯基)-2，4，8，10-四氧雜螺[5.5] i^一烷的鈉鹽，可酸析得3，9-二(4-羧基苯基)-2，4，8，10-四氧雜螺[5.5]i 燒；
[0014]6)濾液用濃鹽酸酸析，得剩余3，9- 二(4-羧基苯基)-2，4，8，10-四氧雜螺[5.5]i^一烷，與5)合并，產(chǎn)率>95%，綜合產(chǎn)率>76%。
[0015]優(yōu)選的，季戊四醇和對(duì)溴苯甲醛的摩爾比為1:2.2。
[0016]優(yōu)選的，所用的對(duì)甲苯磺酸催化劑可以被質(zhì)子酸代替；且所用的對(duì)甲苯磺酸催化劑為季戊四醇和對(duì)溴苯甲醛質(zhì)量的1%。
[0017]有益效果:采用無(wú)溶劑法先合成中間體3，9_ 二(4-甲酸甲酯基苯基)-2，4，8，10-四氧雜螺[5.5]十一烷，解決溶劑N，N-二甲基甲酰胺沸點(diǎn)高，去除困難的問(wèn)題；催化劑采用常規(guī)質(zhì)子酸，如對(duì)甲苯磺酸，鹽酸等，價(jià)格便宜，解決ZrCl^化劑價(jià)格貴的問(wèn)題；采用非酸性反應(yīng)物對(duì)甲酰基苯甲酸甲酯代替對(duì)甲?；郊姿幔磻?yīng)瞬間進(jìn)行完畢，解決反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)問(wèn)題；本發(fā)明分兩步進(jìn)行，第一步產(chǎn)率>80%，第二步堿性水解、酸析產(chǎn)率>95%，綜合產(chǎn)率>76%，相對(duì)文獻(xiàn)方法，產(chǎn)率提高近21 %，解決了產(chǎn)率不高的問(wèn)題。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述:
[0019]實(shí)施例1
[0020]—種快速合成3，9- 二(4-羧基苯基)-2，4，8，10-四氧雜螺[5.5] ^^一烷的方法，其包括以下步驟:
[0021]I)將季戊四醇與對(duì)甲?；郊姿峒柞コ浞盅心?，季戊四醇和對(duì)甲?；郊姿峒柞サ哪柋葹?:2.2 ；
[0022]2)控溫熔融后，加入I %反應(yīng)物質(zhì)量的對(duì)甲苯磺酸催化劑，瞬間合成3，9-二(4-甲酸甲酯基苯基)-2，4，8，10_四氧雜螺[5.5]十一烷；
[0023]3)將上述粗產(chǎn)物用乙醇浸泡、抽濾提純，收率85% ;
[0024]4)回流條件下，將3，9-二(4-甲酸甲酯基苯基)-2，4，8，10-四氧雜螺[5.5] ^
烷溶于濃NaOH溶液中至澄清；
[0025]5)反應(yīng)液冷卻、靜置，析出固體，抽濾，得3，9-二(4-羧基苯基)-2，4，8，10-四氧雜螺[5.5] i^一烷的鈉鹽，可酸析得3，9-二(4-羧基苯基)-2，4，8，10-四氧雜螺[5.5]i 燒；
[0026]6)濾液用濃鹽酸酸析，得剩余3，9- 二(4-羧基苯基)_2，4，8，10-四氧雜螺[5.5]i^一烷，與5)合并，產(chǎn)率96%，綜合產(chǎn)率81%。
[0027]實(shí)施例2
[0028]—種快速合成3，9- 二(4-羧基苯基)-2，4，8，10-四氧雜螺[5.5] ^^一烷的方法，其包括以下步驟:
[0029]I)將季戊四醇與對(duì)甲酰基苯甲酸甲酯充分研磨，季戊四醇和對(duì)甲酰基苯甲酸甲酯的摩爾比為1:2.3 ；
[0030]2)控溫熔融后，加入I %反應(yīng)物質(zhì)量的對(duì)甲苯磺酸催化劑，瞬間合成3，9-二(4-甲酸甲酯基苯基)-2，4，8，10_四氧雜螺[5.5]十一烷；
[0031]3)將上述粗產(chǎn)物用乙醇浸泡、抽濾提純，收率80% ;
[0032]4)回流條件下，將3，9-二(4-甲酸甲酯基苯基)-2，4，8，10_四氧雜螺[5.5]十一烷溶于濃NaOH溶液中至澄清；
[0033]5)反應(yīng)液冷卻、靜置，析出固體，抽濾，得3，9_ 二(4-竣基苯基)_2，4，8，10-四氧雜螺[5.5] i^一烷的鈉鹽，可酸析得3，9-二(4-羧基苯基)-2，4，8，10-四氧雜螺[5.5]i 燒；
[0034]6)濾液用濃鹽酸酸析，得剩余3，9- 二(4-羧基苯基)_2，4，8，10-四氧雜螺[5.5]i^一烷，與5)合并，產(chǎn)率96%，綜合產(chǎn)率77%。
[0035]實(shí)施例3
[0036]—種快速合成3，9- 二(4-羧基苯基)-2，4，8，10-四氧雜螺[5.5] ^^一烷的方法，其包括以下步驟:
[0037]I)將季戊四醇與對(duì)甲?；郊姿峒柞コ浞盅心?，季戊四醇和對(duì)甲?；郊姿峒柞サ哪柋葹?:2.5 ；
[0038]2)控溫熔融后，加入I %反應(yīng)物質(zhì)量的對(duì)甲苯磺酸催化劑，瞬間合成3，9-二(4-甲酸甲酯基苯基)-2，4，8，10_四氧雜螺[5.5]十一烷；
[0039]3)將上述粗產(chǎn)物用乙醇浸泡、抽濾提純，收率76% ;
[0040]4)回流條件下，將3，9-二 (4-甲酸甲酯基苯基)-2，4，8，10-四氧雜螺[5.5] ^
烷溶于濃NaOH溶液中至澄清；
[0041]5)反應(yīng)液冷卻、靜置，析出固體，抽濾，得3，9-二(4-羧基苯基)-2，4，8，10-四氧雜螺[5.5] i^一烷的鈉鹽，可酸析得3，9-二(4-羧基苯基)-2，4，8，10-四氧雜螺[5.5]i 燒；
[0042]6)濾液用濃鹽酸酸析，得剩余3，9- 二(4-羧基苯基)_2，4，8，10-四氧雜螺[5.5]i^一烷，與5)合并，產(chǎn)率96%，綜合產(chǎn)率73%。
[0043]實(shí)施例4
[0044]—種快速合成3，9- 二(4-羧基苯基)-2，4，8，10-四氧雜螺[5.5] ^^一烷的方法，其包括以下步驟: