5-氨基間苯二甲酸的合成研究

韋復(fù)華，李琳，張聲俊

（1. 安順學(xué)院 化學(xué)化工學(xué)院， 貴州 安順 561000； 2. 功能材料與資源化學(xué)實(shí)驗(yàn)室， 貴州 安順 561000）

5-氨基間苯二甲酸的合成研究

韋復(fù)華1，2，李琳1，2，張聲俊1，2

（1. 安順學(xué)院 化學(xué)化工學(xué)院， 貴州 安順 561000； 2. 功能材料與資源化學(xué)實(shí)驗(yàn)室， 貴州 安順 561000）

5-氨基間苯二甲酸是有機(jī)合成的重要中間體。以5-硝基間苯二甲酸為原料，首先用烯丙基溴對(duì)羧基進(jìn)行保護(hù)，然后將硝基進(jìn)行還原，最后去掉保護(hù)基團(tuán)。通過此方法很容易合成目標(biāo)化合物，相對(duì)步驟較多，很容易分離提純，但是對(duì)最終的產(chǎn)率影響不大。

5-氨基間苯二甲酸； 有機(jī)合成；5-硝基間苯二甲酸

5-氨基間苯二甲酸是一種重要的有機(jī)合成中間體，在化學(xué)試劑、色素、染料、非離子X-CT造影劑等化工產(chǎn)品上都有廣泛的應(yīng)用，如合成碘海醇、碘帕醇、碘佛醇等都需要5-氨基間苯二甲酸。它能夠與金屬形成配合物用做發(fā)光材料，比如鋱與 5-氨基間苯二甲酸配合，制備發(fā)光性能的材料［1］，銪與 5-氨基間苯二甲酸配合物的合成及發(fā)光性能等［2-4］。有些大分子化合物的合成也需要它作為連接中間體。因此，5-氨基間苯二甲酸做為化工中間體的原料，其合成方法備受關(guān)注。

本實(shí)驗(yàn)先將5-硝基間苯二甲酸的羧基保護(hù)后，用鐵粉進(jìn)行還原，最后再去掉保護(hù)基團(tuán)，方法簡(jiǎn)單，容易操作，更容易分離提純，產(chǎn)率較高。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)試劑

四(三苯基磷)鈀（阿拉丁試劑），無(wú)水碳酸鉀（國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司（A.R.）），N-甲基苯胺（NMA）（上海金山亭新化工試劑廠（C.P.））, 無(wú)水硫酸鎂（天津市大港一中化工廠（A. R.））, 烯丙基溴（國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司（C.P.））, 碳酸銫（Acros公司）, 無(wú)水甲醇（北京化工廠（A.R.）），5-硝基間苯二甲酸（Alfa Aesar），鐵粉（沈陽(yáng)市新化試劑廠）。

1. 2 實(shí)驗(yàn)儀器

核磁共振儀（AV-300）（瑞士布魯克生產(chǎn)）。

1. 3 實(shí)驗(yàn)步驟

1.3.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)路線(圖1)

圖1 合成路線Fig.1 The route of synthesis

1.3.2 實(shí)驗(yàn)過程

（1）化合物1的合成

取5-硝基間苯二甲酸(105 mg，0.497 mmol) 溶解于MeOH中，用20% Cs2CO3調(diào)節(jié)pH為7，將混合物減壓蒸干并用DMF溶解，滴入烯丙基溴（0.095 mL, 1.09 mmol）室溫下攪拌24 h。反應(yīng)結(jié)束，在反應(yīng)混合物中加入水，用EA萃取3次，合并萃取液，用無(wú)水MgSO4進(jìn)行干燥，濃縮得產(chǎn)物1（136.8 mg，94.5%）1H NMR（CDCl3, 300 MHz）δppm 9.0（s，2H），8.97（s，1H），5.98（m，2H），5.41（d，J=17.4Hz，2H），5.32（d，J=10.5Hz，2H），4.88（d，J=5.7Hz，4H）。

取5-硝基間苯二甲酸(100 mg，0.47 mmol) 溶解于DMF中，在攪拌條件下加入K2CO3（519.33 mg，3.76 mmol），烯丙基溴（0.09 mL，1.04 mmol）后在60 ℃的條件下反應(yīng)。反應(yīng)結(jié)束，在反應(yīng)混合物中加入水，用EA萃取3次，合并萃取液，用無(wú)水MgSO4進(jìn)行干燥，濃縮得產(chǎn)物1（102.6 mg，70.9%）。

（2）化合物2的合成

取化合物1（1 800 mg，6.18 mmol)溶于THF中，加入醋酸(10 μL/mmol)，鐵粉（1 384.3 mg，24.7 mmol）和水（0.2 mL/mmol）煮沸以后，在小火條件下反應(yīng)5 h。反應(yīng)結(jié)束后，用硅藻土過濾以后，旋出后溶劑，加入水，用EA萃取3次，用無(wú)水MgSO4進(jìn)行干燥，濃縮得產(chǎn)物2（1 250 mg, 74.6%）1H NMR（CDCl3, 300 MHz）δppm 8.1（s，1H）,7.54（s，2H），5.97（m，2H），5.38（d，J=17.2Hz，2H），5.28（d，J=10.3Hz，2H），4.81（d，J=5.6Hz，4H），3.96（s，2H）。

（3）目標(biāo)化合物的合成

取化合物2（60 mg，0.065 mmol），Pd(PPh3)4（7.6 mg，0.0065 mmol），K2CO3（108 mg，0.78 mmol)加入反應(yīng)瓶中，抽真空后，加入精制的MeOH, 在N2保護(hù)，60 ℃的油浴條件下回流12 h反應(yīng)結(jié)束后旋出溶劑，加入水，用EA萃取萃取3次，水層用HCl中和為酸性，DCM萃取3次，有機(jī)層用無(wú)水MgSO4進(jìn)行干燥，減壓蒸除溶劑后即可得到目標(biāo)化合物12（85%）1H NMR（CDCl3, 300 MHz）δppm 8.4（s，1H）, 7.7（s，2H）。

2 結(jié)果與討論

2.1 反應(yīng)試劑對(duì)產(chǎn)物的影響

在化合物1的合成中，分別使用Cs2CO3、K2CO3和EDC、DMAP在精制的試劑中進(jìn)行反應(yīng)，最終還是使用Cs2CO3的的產(chǎn)率較高。因Cs2CO3價(jià)格較貴，產(chǎn)率較高；而K2CO3做出來(lái)的產(chǎn)率偏低，但是價(jià)格相對(duì)便宜。從元素分析，從上到下金屬元素的堿性增強(qiáng)，與羧基反應(yīng)很容易成鹽，成鹽后也很容易與鹵代烴發(fā)生反應(yīng)，所以使用Cs2CO3產(chǎn)率較高。其核磁氫譜圖如圖2。

圖2 化合物1的1H NMRFig.21H NMR of compound 1

2.2 反應(yīng)時(shí)間的影響

化合物1的時(shí)間都需要求過夜，反應(yīng)才徹底，用K2CO3所需的時(shí)間將較多一些；化合物2用鐵粉做還原劑，時(shí)間不同，所得到的產(chǎn)率是不一樣的，在反應(yīng)時(shí)經(jīng)過點(diǎn)板確定，當(dāng)反應(yīng)2 h點(diǎn)板就能夠看出是已經(jīng)反應(yīng)完全了，但是得出的產(chǎn)率是不一樣的(表1)。

表1 時(shí)間對(duì)化合物2的影響Table 1 Effect of reaction time on compound 2

其核磁氫譜圖如圖3：

圖3 化合物2的1H NMR圖Fig.31H NMR of compound 2

3 結(jié) 論

通過以上實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在這個(gè)反應(yīng)體系中，試劑和反應(yīng)時(shí)間的控制是非常關(guān)鍵的，Cs2CO3和 K2CO3的選擇在該反應(yīng)中起到關(guān)鍵作用，合成原材料的產(chǎn)率低了，最終得到產(chǎn)物的產(chǎn)率就低。

綜上所述，通過對(duì)基團(tuán)進(jìn)行先保護(hù)，后去掉的方法對(duì)合成一些不容易分離和不容易提取的化合物是一種較好的方法。在此合成中，最后產(chǎn)率能夠達(dá)到62%，為工業(yè)生產(chǎn)提供了一種新的制備方法。

［1］李維芬, 等. 鋱與 5-氨基間苯二甲酸配合物的合成及發(fā)光性能［J］. 材料科學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2009，27（1）: 40-42.

［2］李維芬, 等. 銪與 5-氨基間苯二甲酸配合物的合成及發(fā)光性能［J］. 稀有金屬材料與工程, 2010，39（6）: 1002-1004.

［3］Seiichi Sato , Hiroshi Yao , Keisaku Kimura. Equilibrium growth of three-dimensional gold nanoparticle superlattices [J]. Physica, 2003 , 17 : 521-522.

［4］ N. Petkov. Fe-containing mesoporous film hosts for carbon nanotubes［J］. Materials Science and Engineering, 2003, C23: 145-149.

Study on Synthesis of 5-Aminoisophthalic Acid

WEI Fu-hua1,2，LI Lin1,2，ZHANG Sheng-jun1,2
（1. College of Chemistry and Chemical Engineering, Anshun University,Guizhou Anshun 561000，China；2. Key Laboratory of Functional Materials and Resource Chemistry, Anshun University, Guizhou Anshun 561000，China)

5-Aminoisophthalic acid is an important intermediate of organic synthesis. In this paper, taking 5-nitroisophthalic acid as raw material, allyl bromide was used to protect carboxyl, 5-aminoisophthalic acid was synthesized, and then the protective group was removed. This method that can easy synthesize the target compound, relative steps are more, the product is easy separated and purified.

5- aminoisophthalic acid；Organic synthesis；5-nitroisophthalic acid

TQ 062

A

1671-0460（2015）08-1798-03

2015-03-08

韋復(fù)華（1981-），男，貴州遵義人，講師，碩士，2010年畢業(yè)于延邊大學(xué)有機(jī)化學(xué)專業(yè)，研究方向：從事有機(jī)合成和化學(xué)教學(xué)。E-mail：wfh.1981@163.com。