芳香羧酸化合物的制備提純及其結晶造粒的方法技術

本發明專利技術公開了芳香羧酸化合物的制備提純及其結晶造粒的方法，其特征在于：包括如下步驟：在堿性條件、銅催化劑以及配體助催化劑下，芳基鹵代物和丙二腈進行反應得到相應的芳香羧酸化合物；在反應釜中加入低級脂肪族羧酸酐，或含有上述低級脂肪族羧酸酐的混合溶劑，加熱，在攪拌下加入粗品芳香羧酸酐和吸附脫色劑，吸附作用0.1?10小時，熱過濾，濾液濃縮或不濃縮，冷卻、過濾、干燥，制得精品芳香羧酸酐粒狀結晶。本發明專利技術所述的方法有效的解決了背景技術中存在的工藝路線繁長，二噁烷溶劑毒性大，生產過程中產生工藝廢水、升華廢氣和粉塵污染，產品使用性能不佳、使用不便和產品的結晶造粒等問題。

Method for preparing and purifying aromatic carboxylic acid compound and crystallization granulation

The invention discloses a method for preparing aromatic carboxylic acid compounds and purification and crystallization granulation, which is characterized by comprising the following steps: in alkaline conditions, copper catalyst and ligand catalyst, aryl halides and propylene nitrile two of aromatic carboxylic acid compounds in the reaction; adding a lower aliphatic carboxylic acid anhydride in the reaction kettle in the mixed solvent, or containing the lower aliphatic carboxylic acid anhydride of heating, adding crude aromatic carboxylic acid anhydride and adsorbent under stirring, adsorption of 0.1 heat for 10 hours, filtering, concentrating or concentrating, cooling, filtering and drying to prepare fine granular crystalline aromatic carboxylic acid anhydride. The method of the invention can effectively solve the process existing in the background technique shigenaga, two dioxane solvent toxicity, produced in the production process of wastewater, waste gas and dust pollution problem of sublimation, product performance, inconvenient use and products of crystallization granulation.

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及芳香羧酸類化合物的制備提純，特別是涉及芳香羧酸類化合物的結晶造粒技術。
技術介紹
芳香羧酸類化合物是重要的有機合成中間體，已被廣泛應用于農業、醫藥、工業等。醛的氧化反應是合成羧酸化合物的有效方法之一。離子液體催化的醛氧化反應，因反應條件溫和，操作簡單，催化劑性能易于調節等優點受到了越來越多的關注。然而文獻報道的催化體系通常采用毒性較大的等作為反應溶劑且反應時間長。因此，發展一種高效的在環境友好的反應介質中進行芳香羧酸類化合物的制備方法具有重要的應用前景。目前通過反應直接制得的活潑性芳香羧酸類化合物，通常多為粉狀產品且含有多種雜質，需要經過提純和結晶造粒才能滿足更高的應用要求。由于芳香羧酸類化合物化學性質活潑，容易和多種物質發生化學反應，在精制和結晶造粒過程中，常會伴有各類副反應，使產品質量降低。因此，結晶造粒和純化是制備高品質芳香羧酸類化合物的關鍵問題。
技術實現思路
本專利技術的目的在于克服上述傳統技術的不足之處，專利技術一種芳香羧酸化合物的制備提純及其結晶造粒的方法。為解決上述問題，本專利技術所采用的技術方案是：芳香羧酸化合物的制備提純及其結晶造粒的方法，其特征在于：包括如下步驟：在堿性條件、銅催化劑以及配體助催化劑下，芳基鹵代物和丙二腈進行反應得到相應的芳香羧酸化合物；所述反應的溶劑為二甲基亞砜；所述反應的溫度為120℃-180℃；在反應釜中加入低級脂肪族羧酸酐，或含有上述低級脂肪族羧酸酐的混合溶劑，加熱，在攪拌下加入粗品芳香羧酸酐和相當于上述物料份數0-50％的吸附脫色劑，吸附作用0.1-10小時，熱過濾，濾液濃縮或不濃縮，冷卻、過濾、干燥，制得精品芳香羧酸酐粒狀結晶；其中所述的低級脂肪族羧酸酐為芳香羧酸、丙酸酐、丁二酸酐中的一種或其混合物中的一種。作為上述技術方案的一種改進：所述配體助催化劑選自2-哌啶甲酸、2-吡啶甲酸、1，10-鄰二氮雜菲和L-脯氨酸中任一種；所述堿性條件是pH值為10～12；所述堿性條件是用碳酸銫、碳酸鉀或磷酸鉀進行調整的；所述銅催化劑選自下述至少一種：碘化亞銅、溴化亞銅和氯化銅；所述芳香羧酸化合物的結構通式如式(I)或式(III)所示：其中，式(I)中R表示連接在苯環上的1或2個取代基，所述R各自獨立地選自C1-C20烷基、C6-C20芳基、鹵原子、-C(＝O)OR’、-OR’的取代基；各個所述取代基R未被取代或者被取代，其中R’為H或C1-C6烷基；所述芳香羧酸化合物的結構通式如式(I)所示對應的所述芳基鹵代物的結構通式如式(II)所示：式(II)中的取代基R的定義同式(I)；X表示Cl、Br或I；所述芳香羧酸化合物的結構通式如式(III)所示對應的所述芳基鹵代物的結構通式如式(IV)所示：式(IV)中，X表示Cl、Br或I。所述取代基R中的C1-C20烷基為C1-C10烷基；所述取代基R中的C6-C20芳基為C6-C10芳基。所述取代基R中的C1-C20烷基為C1-C6烷基。所述取代基R的個數為2個，并且其中兩個取代基R連接在一起成環從而與苯環稠合。所述芳基鹵代物、丙二腈、銅催化劑和配體助催化劑的摩爾比為1∶2∶0.2∶0.2。作為上述技術方案的一種改進：所述在反應釜中加入低級脂肪族芳香羧酸，或含有前述的低級脂肪族芳香羧酸的混合溶劑，攪拌下加入粗品芳香芳香羧酸中的一種，加熱，使其部分或全部溶解，熱煮作用0.1-10小時，物料濃縮或不濃縮，冷卻、過濾、干燥，制得精品芳香芳香羧酸粒狀結晶；其中所述的低級脂肪族芳香羧酸為芳香羧酸、丙酸酐、丁二酸酐中的一種或其混合物中的一種。作為上述技術方案的一種改進：所述低級脂肪族芳香羧酸的混合溶劑中，前述的低級脂肪族芳香羧酸以外的其他成分是乙酸、丙酮、丁酮、乙酸乙酯、乙醚、苯、甲苯、四氫呋喃中的一種或其混合物中的一種；所用前述的低級脂肪族芳香羧酸或含有前述的低級脂肪族芳香羧酸的混合溶劑用量的范圍是芳香芳香羧酸：溶劑為1份：1-20份。作為上述技術方案的一種改進：所述吸附脫色劑是活性炭、中性或酸性氧化鋁、高嶺土、分子篩中的一種或其混合物中的一種；所述吸附脫色劑的用量為芳香芳香羧酸份數的1-20％。由于采用了上述技術方案，與現有技術相比，本專利技術所述的方法有效的解決了
技術介紹
中存在的工藝路線繁長，二噁烷溶劑毒性大，生產過程中產生工藝廢水、升華廢氣和粉塵污染，產品使用性能不佳、使用不便和產品的結晶造粒等問題。本專利技術的方法以芳基鹵代物和丙二腈為原料，在堿性條件、銅催化劑以及配體助催化劑的條件下，反應溫度為130～140℃，高效的合成出芳香羧酸化合物。與傳統的采用各種取代芳烴進行氧化法、格氏試劑和有機鋰試劑可以直接與二氧化碳反應法、和過渡金屬催化芳基鋅化合物以及芳基硼化合物和二氧化碳反應法相比，本專利技術的方法具有從易得的芳基鹵代物出發，采用廉價的銅鹽作為催化劑，環境污染小，產率高，具有對芳環上的多種官能團有高的容忍性，分離純化方便等明顯優勢。具體實施方式實施例1500mL四口瓶中，加入醋酸100份和芳香羧酸100份，配制成醋酸/芳香羧酸混合溶劑，攪拌下用10～30分鐘升溫至60℃，加入50份純度為98.35％的粗品均苯四甲酸二酐，攪拌下于20～30分鐘升溫至122～124℃的回流溫度，在此溫度下作用1小時，攪拌下約用1小時用水浴降溫到20℃以下，過濾，得到粒狀結晶固體，真空干燥，得白色或淡黃色均苯四甲酸二酐結晶產品45份，產品收率90％，純度99.24％。實施例2500mL四口瓶中，加入醋酸90份和芳香羧酸210份，配制成醋酸/芳香羧酸混合溶劑，攪拌下用20～30分鐘升溫至80℃，加入50份純度為98.26％的粗品均苯四甲酸二酐和3g活性炭，攪拌下升溫使其溶解完全，并于回流溫度下作用0.5小時，趁熱過濾，收集母液，攪拌下約用30分鐘用水浴降溫到20℃以下，過濾，得到粒狀結晶固體，真空干燥，得白色或淡黃色均苯四甲酸二酐結晶產品41份，產品收率82％，純度99.34％。實施例3500mL四口瓶中，加入丙酮125份和芳香羧酸125份，配制成丙酮/芳香羧酸混合溶劑，攪拌下用20～30分鐘升溫至回流溫度，加入50份純度為98.26％的粗品均苯四甲酸二酐和5份活性炭，攪拌下升溫使其溶解完全，并于回流溫度下作用0.5小時，趁熱過濾，收集母液，攪拌下先用水浴再用冰水浴降溫到15℃以下，過濾，得到粒狀結晶固體，真空干燥，得白色均苯四甲酸二酐結晶產品39份，產品收率78％，純度99.53％。實施例4500mL四口瓶中，加入醋酸100份和芳香羧酸200份，配制成醋酸/芳香羧酸混合溶劑，攪拌下升溫至80℃，加入50份純度為98.36％的粗品均苯四甲酸二酐和3份活性炭，攪拌下升溫使其溶解完全，并于回流溫度下作用0.5小時，趁熱過濾，收集母液，加熱蒸餾出溶劑200份，剩余母液攪拌下用水浴降溫到20℃以下，過濾，得到粒狀結晶固體，真空干燥，得淡黃色均苯四甲酸二酐結晶產品47份，產品收率94％，純度99.15％。實施例5500mL四口瓶中，加入醋酸270份和芳香羧酸30份，配制成醋酸/芳香羧酸混合溶劑，攪拌下用10～30分鐘升溫至60℃，加入50份純度為98.35％的粗品均苯四甲酸二酐，攪拌下用20～30分鐘，升溫至122～124℃的回流溫度，并在此溫度下作用本文檔來自技高網...

【技術保護點】
芳香羧酸化合物的制備提純及其結晶造粒的方法，其特征在于：包括如下步驟：在堿性條件、銅催化劑以及配體助催化劑下，芳基鹵代物和丙二腈進行反應得到相應的芳香羧酸化合物；所述反應的溶劑為二甲基亞砜；所述反應的溫度為120℃?180℃；在反應釜中加入低級脂肪族芳香羧酸，或含有上述低級脂肪族芳香羧酸的混合溶劑，加熱，在攪拌下加入粗品芳香芳香羧酸和相當于上述物料份數0?50％的吸附脫色劑，吸附作用0.1?10小時，熱過濾，濾液濃縮或不濃縮，冷卻、過濾、干燥，制得精品芳香芳香羧酸粒狀結晶；其中所述的低級脂肪族芳香羧酸為醋酸酐、丙酸酐、丁二酸酐中的一種或其混合物中的一種。

【技術特征摘要】
1.芳香羧酸化合物的制備提純及其結晶造粒的方法，其特征在于：包括如下步驟：在堿性條件、銅催化劑以及配體助催化劑下，芳基鹵代物和丙二腈進行反應得到相應的芳香羧酸化合物；所述反應的溶劑為二甲基亞砜；所述反應的溫度為120℃-180℃；在反應釜中加入低級脂肪族芳香羧酸，或含有上述低級脂肪族芳香羧酸的混合溶劑，加熱，在攪拌下加入粗品芳香芳香羧酸和相當于上述物料份數0-50％的吸附脫色劑，吸附作用0.1-10小時，熱過濾，濾液濃縮或不濃縮，冷卻、過濾、干燥，制得精品芳香芳香羧酸粒狀結晶；其中所述的低級脂肪族芳香羧酸為醋酸酐、丙酸酐、丁二酸酐中的一種或其混合物中的一種。2.根據權利要求1所述的芳香羧酸化合物的制備提純及其結晶造粒的方法，其特征在于：所述配體助催化劑選自2-哌啶甲酸、2-吡啶甲酸、1，10-鄰二氮雜菲和L-脯氨酸中任一種；所述堿性條件是pH值為10～12；所述堿性條件是用碳酸銫、碳酸鉀或磷酸鉀進行調整的；所述銅催化劑選自下述至少一種：碘化亞銅、溴化亞銅和氯化銅；所述芳香羧酸化合物的結構通式如式(I)或式(III)所示：其中，式(I)中R表示連接在苯環上的1或2個取代基，所述R各自獨立地選自C1-C20烷基、C6-C20芳基、鹵原子、-C(＝O)OR’、-OR’的取代基；各個所述取代基R未被取代或者被取代，其中R’為H或C1-C6烷基；所述芳香羧酸化合物的結構通式如式(I)所示對應的所述芳基鹵代物的結構通式如式(II)所示：式(II)中的取代基R的定義同式(I)；X表示Cl、Br或I；所述芳香羧酸化合物的結構通式如式(III)所示對應的...

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳博，鄭陶，
申請(專利權)人：陳博，
類型：發明
國別省市：山東;37