專利名稱:10-對硝基苯氧基癸酸的合成方法
技術領域:
本發明涉及有機化學領域,尤其涉及一種10-對硝基苯氧基癸酸(10-pNCA)合成方法。
背景技術:
10-對硝基苯氧基癸酸(10-p-nitrophenoxydecanoic acid,簡稱10-pNCA),其分子結構式為 10-pNCA由于帶有對硝基苯氧基發色團,使其在紫外320nm有強吸收峰(DMSO作溶劑),而不帶此基團的相同長碳鏈的羧酸在紫外區基本無吸收峰,對硝基酚鹽易被反應分解下來,它在400nm有最大吸收峰,故10-pNCA可用于反應的快速檢測,節省了大量時間和昂貴的設備投入。
歐洲專利EP1196603敘述了以ω-溴代羧酸酯化成ω-溴代羧酸甲酯或乙酯,再與對硝基酚鈉反應生成pNCAester,然后在固定化脂肪酶PLC和CALB作用下水解得到pNCA.但其合成是以ω-溴代羧酸甲酯或乙酯為起始合成物質,也沒有具體地敘述10-pNCA的合成方法,各項工藝參數均未給出。
發明內容
本發明的目的是提供一種10-對硝基苯氧基癸酸(10-pNCA)合成方法。
它的步驟如下1)以10-溴代癸酸為原料,首先在混合有機溶劑中,在催化劑作用下與甲醇酯化,制得10-溴代癸酸甲酯,10-溴代癸酸/含1M催化劑的甲醇的摩爾比為1∶2~5,反應溫度為45~65℃,反應時間為10~30h;2)10-溴代癸酸甲酯在二甲基亞砜中,與對硝基酚鈉發生反應,制得10-對硝基苯氧基癸酸甲酯,10-溴代癸酸甲酯/對硝基酚鈉摩爾比為1∶1.1~1.5,控制反應溫度為110~130℃,反應時間為2~4h;3)10-pNCAMe在1∶2~2.5(v/v)的丙酮/水緩沖體系中,在固定化脂肪酶作用下水解,制得10-對硝基苯氧基癸酸,在35~50℃溫度下攪拌10~20h。
本發明的優點是
1)原料易得,價也廉;2)溶劑和固定化酶易回收重復利用;3)反應溫和,操作簡便;4)無副反應及目標產物的收率高;5)成本低,具有工業化生產的前景。
具體實施例方式
10-對硝基苯氧基癸酸的合成方法的具體步驟如下1)在反應容器中加入摩爾比為1∶2~5的10-溴代癸酸/含1M催化劑的甲醇和200mL~2000mL有機溶劑/摩爾10-溴代癸酸,所用的有機溶劑為70∶30∶1(v/v)的己烷/乙醚/醋酸混合溶劑,在45~65℃溫度下回流反應10~30h,反應完畢,冷至室溫,用1/5~1/2反應液體積的飽和碳酸氫鈉調節pH至7~8,接著用1~2.5倍反應液體積的乙醚萃取2~3次,再用1/10~1/4萃取液體積的水洗滌,萃取液用無水硫酸鈉干燥,過濾,減壓蒸餾脫除有機溶劑;2)將摩爾比為1∶1.1~1.5的10-溴代癸酸甲酯/對硝基酚鈉和3~12L二甲基亞砜加入反應瓶中,開啟攪拌器,110~130℃油浴保溫反應2~3h,反應完畢,待褐色反應液冷至室溫,逐滴30~90mL蒸餾水/毫摩爾10-溴代癸酸甲酯,使pNCAMe沉淀,再用冷的蒸餾水過濾洗滌,在二甲基亞砜中重結晶;3)將每毫摩爾10-pNCAMe懸于10~30mL pH7.5~8.0含30~50%丙酮的0.2~0.3M磷酸緩沖液中,再加入固定化脂肪酶,在35~45℃攪拌12~20h后,過濾除去固定化酶,蒸除丙酮得到10-pNCA,用冷水洗滌粗產物,在二甲基亞砜中重結晶即可。
10-對硝基苯氧基癸酸的合成路線如下 實施例11)10-溴代癸酸甲酯的合成于100mL干燥的三口燒瓶中,加入15.863g(60mmol)10-溴代癸酸、7.32mL(180mmol)含1M硫酸的無水甲醇,混合溶劑18mL(己烷/乙醚/醋酸為70∶30∶1(v/v)),在62℃回流反應12h,反應完畢,冷至室溫,用10mL飽和碳酸氫鈉調節pH至7.0,接著用25mL乙醚萃取2~3次,所得溶液再用水10mL洗滌2次,萃取液用12.7g無水硫酸鈉干燥,過濾,減壓蒸除有機溶劑得到棕紅色油狀液體15.0g,收率94.3%。折光率1.4640(20℃)。
2)10-pNCAMe的合成將4.5g(17mmol)10-溴代癸酸甲酯直接加入盛有100mL含2.98g(18.5mmol)對硝基酚鈉的DMSO溶液的三口燒瓶中,開啟攪拌器,120℃油浴保溫反應2h,反應完畢,待褐色反應液冷至室溫,逐滴1000mL蒸餾水,使pNCAMe沉淀,再用冷的蒸餾水過濾洗滌,在10mL二甲基亞砜溶液中重結晶得白色粉末4.18g。紫外最大吸收峰318nm;收率76.5%。1H NMR(CDCl3)δ=8.11(d,2H,NO2-phenyl-,J=9.2Hz),6.86(d,2H,phenyl-O-,J=9.3Hz),3.97(t,2H,phenyl-O-CH2-,J=6.5Hz),3.59(s,3H,-COOCH3),2.23(t,2H-CH2-COO,J=7.5Hz),1.68-1.77(m,2H,-O-CH2-CH2-),1.52-1.57(m,2H,-CH2-CH2-COO),1.22-1.45(m,10H,-O-CH2-CH2-(CH2)5-CH2)。13C NMRδ=174.2(-COO),164.2(C-4′),141.2(C-1′),125.8(C-2′),114.3(C-3′),68.8(-O-CH2-),51.3(-COOCH3),34.3(-CH2-COO-),29.2,29.1,29.1,29.0,28.9,25.8,24.8(C-3-C-9)。
3)10-pNCA的合成將1.612g(5mmol)10-pNCAMe懸于100mL丙酮/水(pH7.5,0.2M PBS,35%丙酮)中,再加入1g固定化脂肪酶,在35℃攪拌20h后,過濾除去固定化酶,蒸除丙酮得到10-pNCA,用500mL冷水洗滌粗產物,在10mLDMSO中重結晶,得到白色粉末。收率85%。1H NMR(CDCl3)δ=8.18(d,2H,NO2-phenyl-,J=9.2Hz),6.93(d,2H,phenyl-O-,J=9.3Hz),4.03(t,2H,phenyl-O-CH2-,J=6.5Hz),2.35(t,2H-CH2-COO,J=7.4Hz),1.75-1.86(m,2H,-O-CH2-CH2-),1.60-1.63(m,2H,-CH2-CH2-COO),1.32-1.45(m,10H,-O- CH2-CH2-(CH2)5-CH2)。13C NMRδ=180.4(-COOH),164.4(C-4′),141.5(C-1′),126.1(C-2′),114.6(C-3′),69.1(-O-CH2-),34.2(-CH2-COOH),29.9,29.4,29.4,29.3,29.2,26.3,26.1,24.8(C-3-C-9)。
實施例21)10-溴代癸酸甲酯的合成于250mL干燥的三口燒瓶中,加入10-溴代癸酸15.863g(60mmol)、12.20mL(300mmol)含1M硫酸的無水甲醇,己烷溶劑系統100mL(己烷∶乙醚∶醋酸70∶30∶1),在48℃回流反應30h,反應完畢,冷至室溫,用30mL飽和碳酸氫鈉調節pH至8.0,接著用100mL乙醚萃取2~3次,所得溶液再用25mL水洗滌2次,萃取液用40g無水硫酸鈉干燥,過濾,減壓蒸除有機溶劑得到棕紅色油狀液體。收率91.2%。折光率1.4640(20℃)。
2)10-pNCAMe的合成將4.5g(17mmol)10-溴代癸酸甲酯直接加入盛有100mL含2.98g(18.5mmol)對硝基酚鈉的DMSO溶液的三口燒瓶中,開啟攪拌器,110℃油浴保溫反應3h,反應完畢,待褐色反應液冷至室溫,逐滴1.5L蒸餾水,使pNCAMe沉淀,再用冷的蒸餾水過濾洗滌,在10mL二甲基亞砜溶液中重結晶得白色粉末。紫外最大吸收峰318nm;收率86.5%。1H NMR(CDCl3)δ=8.11(d,2H,NO2-phenyl-,J=9.2Hz),6.86(d,2H,phenyl-O-,J=9.3Hz),3.97(t,2H,phenyl-O-CH2-,J=6.5Hz),3.59(s,3H,-COOCH3),2.23(t,2H-CH2-COO,J=7.5Hz),1.68-1.77(m,2H,-O-CH2-CH2-),1.52-1.57(m,2H,-CH2-CH2-COO),1.22-1.45(m,10H,-O-CH2-CH2-(CH2)5-CH2)。13C NMRδ=174.2(-COO),164.2(C-4′),141.2(C-1′),125.8(C-2′),114.3(C-3′),68.8(-O-CH2-),51.3(-COOCH3),34.3(-CH2-COO-),29.2,29.1,29.1,29.0,28.9,25.8,24.8(C-3-C-9).
3)10-pNCA的合成將1.612g(5mmol)10-pNCAMe懸于100mL丙酮/水(pH8.0,0.2M PBS,50%丙酮)中,再加入1g固定化脂肪酶,在40℃攪拌12h后,過濾除去固定化酶,蒸除丙酮得到10-pNCA,用冷水洗滌粗產物,在DMSO中重結晶得白色粉末。紫外最大吸收峰318nm;收率76.8%。1H NMR(CDCl3)δ=8.18(d,2H,NO2-phenyl-,J=9.2Hz),6.93(d,2H,phenyl-O-,J=9.3Hz),4.03(t,2H,phenyl-O-CH2-,J=6.5Hz),2.35(t,2H-CH2-COO,J=7.4Hz),1.75-1.86(m,2H,-O-CH2-CH2-),1.60-1.63(m,2H,-CH2-CH2-COO),1.32-1.45(m,10H,-O-CH2-CH2-(CH2)5-CH2)。13C NMRδ=180.4(-COOH),164.4(C-4′),141.5(C-1′),126.1(C-2′),114.6(C-3′),69.1(-O-CH2-),34.2(-CH2-COOH),29.9,29.4,29.4,29.3,29.2,26.3,26.1,24.8(C-3-C-9).
實施例31)10-溴代癸酸甲酯的合成于100mL干燥的三口燒瓶中,加入15.863g(60mmol)10-溴代癸酸、7.32mL(180mmol)含1M鹽酸的無水甲醇,混合溶劑18mL(己烷/乙醚/醋酸為70∶30∶1(v/v)),在62℃回流反應16h,反應完畢,冷至室溫,用8mL飽和碳酸氫鈉調節pH至7.8,接著用30mL乙醚萃取2~3次,所得溶液再用水10mL洗滌2次,萃取液用12.7g無水硫酸鈉干燥,過濾,減壓蒸除有機溶劑得到棕紅色油狀液體。收率93.3%。折光率1.4640(20℃)。
2)10-pNCAMe的合成將2.50g(11.2mmol)10-溴代癸酸甲酯直接加入盛有100mL含2.10g(13mmol)對硝基酚鈉的DMSO溶液的三口燒瓶中,開啟攪拌器,120℃油浴保溫反應3h,反應完畢,待褐色反應液冷至室溫,逐滴1000mL蒸餾水,使pNCAMe沉淀,再用冷的蒸餾水過濾洗滌,在10mL二甲基亞砜溶液中重結晶得白色粉末。紫外最大吸收峰318nm;收率68.5%。1H NMR(CDCl3)δ=8.11(d,2H,NO2-phenyl-,J=9.2Hz),6.86(d,2H,phenyl-O-,J=9.3Hz),3.97(t,2H,phenyl-O-CH2-,J=6.5Hz),3.59(s,3H,-COOCH3),2.23(t,2H-CH2-COO,J=7.5Hz),1.68-1.77(m,2H,-O-CH2-CH2-),1.52-1.57(m,2H,-CH2-CH2-COO),1.22-1.45(m,10H,-O-CH2-CH2-(CH2)5-CH2)。13C NMRδ=174.2(-COO),164.2(C-4′),141.2(C-1′),125.8(C-2′),114.3(C-3′),68.8(-O-CH2-),51.3(-COOCH3),34.3(-CH2-COO-),29.2,29.1,29.1,29.0,28.9,25.8,24.8(C-3-C-9).
3)10-pNCA的合成將1.612g(5mmol)10-pNCAMe懸于200mL丙酮/水(pH7.8,0.3M PBS,40%丙酮)中,再加入1g固定化脂肪酶,在45℃攪拌16h后,過濾除去固定化酶,蒸除丙酮得到10-pNCA,用冷水洗滌粗產物,在DMSO中重結晶得白色粉末。紫外最大吸收峰318nm;收率83.2%。1H NMR(CDCl3)δ=8.18(d,2H,NO2-phenyl-,J=9.2Hz),6.93(d,2H,phenyl-O-,J=9.3Hz),4.03(t,2H,phenyl-O-CH2-,J=6.5Hz),2.35(t,2H-CH2-COO,J=7.4Hz),1.75-1.86(m,2H,-O-CH2-CH2-),1.60-1.63(m,2H,-CH2-CH2-COO),1.32-1.45(m,10H,-O-CH2-CH2-(CH2)5-CH2)。13C NMRδ=180.4(-COOH),164.4(C-4′),141.5(C-1′),126.1(C-2′),114.6(C-3′),69.1(-O-CH2-),34.2(-CH2-COOH),29.9,29.4,29.4,29.3,29.2,26.3,26.1,24.8(C-3-C-9).
實施例41)10-溴代癸酸甲酯的合成于100mL干燥的三口燒瓶中,加入15.863g(60mmol)10-溴代癸酸、7.32mL(180mmol)含1M硫酸的無水甲醇,混合溶劑12mL(己烷/乙醚/醋酸為70∶30∶1(v/v)),在65℃回流反應10h,反應完畢,冷至室溫,用10mL飽和碳酸氫鈉調節pH至7.5,接著用50mL乙醚萃取2~3次,所得溶液再用水10mL洗滌2次,萃取液用10g無水硫酸鈉干燥,過濾,減壓蒸除有機溶劑得到棕紅色油狀液體。收率86.6%。折光率1.4640(20℃)。
2)10-pNCAMe的合成將4.5g(17mmol)10-溴代癸酸甲酯直接加入盛有100mL含4.11g(25.5mmol)對硝基酚鈉的DMSO溶液的三口燒瓶中,開啟攪拌器,110℃油浴保溫反應3h,反應完畢,待褐色反應液冷至室溫,逐滴1.5L蒸餾水,使pNCAMe沉淀,再用冷的蒸餾水過濾洗滌,在10mL二甲基亞砜溶液中重結晶得白色粉末。紫外最大吸收峰318nm;收率80.3%。1H NMR(CDCl3)δ=8.11(d,2H,NO2-phenyl-,J=9.2Hz),6.86(d,2H,phenyl-O-,J=9.3Hz),3.97(t,2H,phenyl-O-CH2-,J=6.5Hz),3.59(s,3H,-COOCH3),2.23(t,2H-CH2-COO,J=7.5Hz),1.68-1.77(m,2H,-O-CH2-CH2-),1.52-1.57(m,2H,-CH2-CH2-COO),1.22-1.45(m,10H,-O-CH2-CH2-(CH2)5-CH2)。13C NMRδ=174.2(-COO),164.2(C-4′),141.2(C-1′),125.8(C-2′),114.3(C-3′),68.8(-O-CH2-),51.3(-COOCH3),34.3(-CH2-COO-),29.2,29.1,29.1,29.0,28.9,25.8,24.8(C-3-C-9).
3)10-pNCA的合成將1.612g(5mmol)10-pNCAMe懸于50mL丙酮/水(pH7.5,0.25M PBS,35%丙酮)中,再加入1g固定化脂肪酶,在45℃攪拌12h后,過濾除去固定化酶,蒸除丙酮得到10-pNCA,用冷水洗滌粗產物,在DMSO中重結晶得白色粉末。紫外最大吸收峰318nm;收率87.3%。1H NMR(CDCl3)δ=8.18(d,2H,NO2-phenyl-,J=9.2Hz),6.93(d,2H,phenyl-O-,J=9.3Hz),4.03(t,2H,phenyl-O-CH2-,J=6.5Hz),2.35(t,2H-CH2-COO,J=7.4Hz),1.75-1.86(m,2H,-O-CH2-CH2-),1.60-1.63(m,2H,-CH2-CH2-COO),1.32-1.45(m,10H,-O-CH2-CH2-(CH2)5-CH2)。13C NMRδ=180.4(-COOH),164.4(C-4′),141.5(C-1′),126.1(C-2′),114.6(C-3′),69.1(-O-CH2-),34.2(-CH2-COOH),29.9,29.4,29.4,29.3,29.2,26.3,26.1,24.8(C-3-C-9).
實施例51)10-溴代癸酸甲酯的合成于250mL干燥的三口燒瓶中,加入10-溴代癸酸15.863g(60mmol)、4.88mL(120mmol)含1M硫酸的無水甲醇,己烷溶劑系統120mL(己烷∶乙醚∶醋酸70∶30∶1),在45℃回流反應12h,反應完畢,冷至室溫,用20mL飽和碳酸氫鈉調節pH至7.3,接著用100mL乙醚萃取2~3次,所得溶液再用20mL水洗滌2次,萃取液用40g無水硫酸鈉干燥,過濾,減壓蒸除有機溶劑得到棕紅色油狀液體。收率84.3%。折光率1.4640(20℃)。
2)10-pNCAMe的合成將4.5g(17mmol)10-溴代癸酸甲酯直接加入盛有100mL含3.22g(20mmol)對硝基酚鈉的DMSO溶液的三口燒瓶中,開啟攪拌器,120℃油浴保溫反應3h,反應完畢,待褐色反應液冷至室溫,逐滴1.5L蒸餾水,使pNCAMe沉淀,再用冷的蒸餾水過濾洗滌,在10mL二甲基亞砜溶液中重結晶得白色粉末。紫外最大吸收峰318nm;收率86.5%。1H NMR(CDCl3)δ=8.11(d,2H,NO2-phenyl-,J=9.2Hz),6.86(d,2H,phenyl-O-,J=9.3Hz),3.97(t,2H,phenyl-O-CH2-,J=6.5Hz),3.59(s,3H,-COOCH3),2.23(t,2H-CH2-COO,J=7.5Hz),1.68-1.77(m,2H,-O-CH2-CH2-),1.52-1.57(m,2H,-CH2-CH2-COO),1.22-1.45(m,10H,-O-CH2-CH2-(CH2)5-CH2)。13C NMRδ=174.2(-COO),164.2(C-4′),141.2(C-1′),125.8(C-2′),114.3(C-3′),68.8(-O-CH2-),51.3(-COOCH3),34.3(-CH2-COO-),29.2,29.1,29.1,29.0,28.9,25.8,24.8(C-3-C-9).
3)10-pNCA的合成將1.612g(5mmol)10-pNCAMe懸于75mL丙酮/水(pH8.0,0.3M PBS,35%丙酮)中,再加入1g固定化脂肪酶,在45℃攪拌16h后,過濾除去固定化酶,蒸除丙酮得到10-pNCA,用冷水洗滌粗產物,在DMSO中重結晶得白色粉末。紫外最大吸收峰318nm;收率87.8%。1H NMR(CDCl3)δ=8.18(d,2H,NO2-phenyl-,J=9.2Hz),6.93(d,2H,phenyl-O-,J=9.3Hz),4.03(t,2H,phenyl-O-CH2-,J=6.5Hz),2.35(t,2H-CH2-COO,J=7.4Hz),1.75-1.86(m,2H,-O-CH2-CH2-),1.60-1.63(m,2H,-CH2-CH2-COO),1.32-1.45(m,10H,-O-CH2-CH2-(CH2)5-CH2)。13C NMRδ=180.4(-COOH),164.4(C-4′),141.5(C-1′),126.1(C-2′),114.6(C-3′),69.1(-O-CH2-),34.2(-CH2-COOH),29.9,29.4,29.4,29.3,29.2,26.3,26.1,24.8(C-3-C-9).
權利要求
1.一種10-對硝基苯氧基癸酸的合成方法,其特征在于方法的步驟如下1)以10-溴代癸酸為原料,首先在混合有機溶劑中,在催化劑作用下與甲醇酯化,制得10-溴代癸酸甲酯,10-溴代癸酸/含1M催化劑的甲醇摩爾比為1∶2~5,反應溫度為45~65℃,反應時間為10~30h;2)10-溴代癸酸甲酯在二甲基亞砜中,與對硝基酚鈉發生反應,制得10-對硝基苯氧基癸酸甲酯,10-溴代癸酸甲酯/對硝基酚鈉摩爾比為1∶1.1~1.5,控制反應溫度為110~130℃,反應時間為2~4h;3)10-pNCAMe在1∶2~2.5(v/v)的丙酮/水緩沖體系中,在固定化脂肪酶作用下水解,制得10-對硝基苯氧基癸酸,在35~50℃溫度下反應10~20h。
2.根據權利要求1所述的一種10-對硝基苯氧基癸酸的合成方法,其特征在于,方法的具體步驟如下1)在反應容器中加入摩爾比為1∶2~5的10-溴代癸酸/含1M催化劑的甲醇和200mL~2000mL有機溶劑/摩爾10-溴代癸酸,所用的有機溶劑為70∶30∶1(v/v)的己烷/乙醚/醋酸混合溶劑,在45~65℃溫度下回流反應10~30h,反應完畢,冷至室溫,用1/5~1/2反應液體積的飽和碳酸氫鈉調節pH至7~8,接著用1~2.5倍反應液體積的乙醚萃取2~3次,再用1/10~1/4萃取液體積的水洗滌,萃取液用無水硫酸鈉干燥,過濾,減壓蒸餾脫除有機溶劑;2)將摩爾比為1∶1.1~1.5的10-溴代癸酸甲酯/對硝基酚鈉和3~12L二甲基亞砜/毫摩爾10-溴代癸酸甲酯加入反應瓶中,開啟攪拌器,120℃油浴保溫反應2~3h,反應完畢,待褐色反應液冷至室溫,逐滴30~90mL蒸餾水/毫摩爾10-溴代癸酸甲酯,使pNCAMe沉淀,再用冷的蒸餾水過濾洗滌,在二甲基亞砜中重結晶;3)將每毫摩爾10-pNCAMe懸于10~30mL pH75~8.0含25~50%丙酮的0.2~0.3M磷酸緩沖液中,再加入固定化脂肪酶,在35~45℃攪拌12~20h后,過濾除去固定化酶,蒸除丙酮得到10-pNCA,用冷水洗滌粗產物,在二甲基亞砜中重結晶即可。
3.根據權利要求1所述的一種10-對硝基苯氧基癸酸的合成方法,其特征在于所用的催化劑為濃硫酸或鹽酸。
全文摘要
本發明公開了一種10-對硝基苯氧基癸酸的合成方法。它的步驟1)以10-溴代癸酸為原料,首先在混合有機溶劑中,在催化劑作用下與甲醇酯化,制得10-溴代癸酸甲酯,10-溴代癸酸/含1M催化劑的甲醇的摩爾比為1∶2~5,反應溫度為45~65℃,反應時間為10-30h;2)10-溴代癸酸甲酯在二甲基亞砜中,與對硝基酚鈉發生反應,制得10-對硝基苯氧基癸酸甲酯,10-溴代癸酸甲酯/對硝基酚鈉摩爾比為1∶1.1~1.5,反應溫度為110~130℃,反應時間為2~4h;3)10-pNCAMe在丙酮/水緩沖體系中,在固定化脂肪酶作用下水解,制得10-對硝基苯氧基癸酸,在35~50℃溫度下反應10~20h。本發明的優點是原料價廉易得;固定化酶易回收再利用;反應溫和,操作簡便;無副反應及目標產物的收率高。
文檔編號C07C201/00GK1580036SQ20041001852
公開日2005年2月16日 申請日期2004年5月18日 優先權日2004年5月18日
發明者梅樂和, 楊建麗, 陸燕, 姚善涇 申請人:浙江大學