專(zhuān)利名稱(chēng)：碘化合物的制備方法
碘化合物的制備方法
本申請(qǐng)是中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?00480003902. 5、申請(qǐng)?jiān)?004年2月 10日、發(fā)明名稱(chēng)為"碘化合物的制備方法以及高純度5-碘-2-甲基苯 甲酸的制備工藝"的分案申請(qǐng)。
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及使用碘直接及選擇性地制備硤化合物的方法，以及高 純度5-碘-2-甲基苯甲酸的制備工藝。碘化合物是重要的化合物，它 們廣泛地用作藥物如用于甲狀腺疾病的造影劑和治療劑、用于抗真菌 和抗霉菌目的的衛(wèi)生材料、電子材料、光學(xué)功能材料、蝕刻劑、用于 生命科學(xué)、電-,信息-通訊、環(huán)境和能量領(lǐng)域的化學(xué)反應(yīng)的催化劑和 材料。并且除了用作藥物和農(nóng)業(yè)化學(xué)品之外，高純度5-碘-2-甲基苯 甲酸是用于各種性能化學(xué)品的有用的原料。
相關(guān)纟支術(shù)
含有氟或捵原子的化合物具有在其他含鹵化合物中觀察不到的特 征。例如，氟原子尺寸小且電負(fù)性大，因此，鍵的穩(wěn)定性和由其引起 的生理活性表現(xiàn)使得它們可用于各種不同的領(lǐng)域，包括醫(yī)學(xué)和電子材 料。相反，碘原子的尺寸大并且是兩性元素，且被認(rèn)為具有多種氧化 態(tài)。與氟、氟和溴相比，其氧化潛能低，因此，可以預(yù)期各種反應(yīng)活 性與功能的相關(guān)性。除此之外，碘具有較低的毒性，因此，廣泛用于 許多與醫(yī)藥、電子通訊、環(huán)境和能源相關(guān)的領(lǐng)域。
眾所周知的碘化方法包括，例如，用碘或單氯化碘進(jìn)行直接碘化， 汽相氧碘化和用碘化物如HI、KI或堿金屬祺化物對(duì)具有卣素原子的化 合物進(jìn)行卣-碘交換的方法(K. Matsuoka， Elements of Iodine, 增 補(bǔ)修訂第二版，1992年，Kasumigaseki Shuppan Co. Ltd.出版)。
在上述Elements of Iodine中描述的直接碘化法是，例如，將底
物(substrate)溶于硫酸，并向其中加入碘的方法；將底物溶于石危酸， 并向其中加入堿金屬碘化物和堿金屬硤酸鹽的方法；和使用碘化硫和 硝酸來(lái)碘化芳環(huán)的方法。然而，在上述方法中，反應(yīng)的選擇性和收率 都不是令人滿(mǎn)意的，并且在Elements of Iod ine中也沒(méi)有描述可以適 用于各種底物并有效的碘化方法。
作為芳族羧酸被碘化的實(shí)例，其包括，用單氯化碘和硫酸銀在硫 酸中對(duì)苯甲酸進(jìn)行直接碘化的方法(Synthesis, No. 5， p. 748， 1999); 以相同的方法使用硫酸和單氯化碘對(duì)苯曱酸進(jìn)行直接碘化的方法 (Russian Journal of Org. Chem. ， 34(7)， 1988);和使用二氧化錳、 高錳酸鉀或硝酸作為氧化劑與殃一起在乙酸中(進(jìn)行碘化)的方法(使 用Mn02和KMn04的方法Bull. Chem. Soc. Japan, vol. 72， p. 115， 1999,使用HN03的方法Zh. Obsch. Khim. Obshchest， vol. 17， p. 464， 1972和<吏用H2S04的方法J. Am. Chem. Soc. ， vol. 90， p. 6187， 1968)。
但是，在上述使用硫酸的方法中，用單氯化碘和硫酸銀進(jìn)行苯甲 酸直接碘化的方法在實(shí)際使用時(shí)有諸多問(wèn)題，以致于甚至反應(yīng)在臨近 (TC的低溫下進(jìn)行時(shí)選擇性都很低，收率只有57%，并且除此之外，不 得不使用昂貴的硫酸銀。
在使用硫酸和單氯化碘的直接碘化方法中使用價(jià)格相對(duì)低廉的單 氯化碘，但是反應(yīng)收率僅為約43%。除此之外，在許多情況下，除了 碘之外還會(huì)產(chǎn)生氯，難以選擇性地進(jìn)行碘化反應(yīng)。
另外，在使用二氧化錳、高錳酸鉀或硝酸作為氧化劑與碘一起在 乙酸中進(jìn)行碘化的方法中，在乙酸溶劑中不使用昂貴的硫酸銀，并且 該反應(yīng)可以相對(duì)容易地進(jìn)行，但是反應(yīng)的選擇性和收率都可能不會(huì)令 人滿(mǎn)意。
為了使鹵化，特別是芳族化合物的卣化反應(yīng)不限于選擇性地進(jìn)行 碘化反應(yīng)，有人提議使用沸石。提議的是，例如，在用氯氣對(duì)苯和單 氯化苯進(jìn)行氯化以生成對(duì)二氯苯時(shí)使用沸石的方法(日本專(zhuān)利公開(kāi) No. 213815/2001)，用沸石Y和L來(lái)通過(guò)甲烷的汽相氧氯化生成氯甲烷 的方法(日本專(zhuān)利公開(kāi)No. 227850/1992),和用L型沸石在分子氧的共
存下氯化苯生成對(duì)二氯苯的方法(日本專(zhuān)利7>開(kāi)No. 253929/1992)。
在上述方法中觀察到，通過(guò)使用沸石，選擇性會(huì)有改進(jìn)，但是， 還沒(méi)有到令人滿(mǎn)意的程度。除此之外，當(dāng)囟原子由氯變?yōu)殇鍟r(shí)，幾乎 不能預(yù)期有相同的選擇性。目前所存在的不能提供具有高度通用性的 選擇性面化技術(shù)的情況仍然存在。此外，還有人提出在碘化反應(yīng)中通 過(guò)使用沸石來(lái)提高選擇性的方法。可以獲得的是，例如，使甲苯與單 氯化碘在沸石的存在下進(jìn)行反應(yīng)的方法(Catalysis Letters, vol. 40， p. 257， 1996)，其中對(duì)萘進(jìn)行汽相氧碘化生成碘化萘的方法(Journal of Catalysis, vol. 147， p. 186， 1994),和由苯或碘化苯生成對(duì)二 碘苯的方法(日本專(zhuān)利公開(kāi)No. 219241/1984)。
但是，在上述使甲苯與單氯化碘在沸石存在下進(jìn)行反應(yīng)的方法中， 因?yàn)閱温然庥糜诜磻?yīng)中，因此，反應(yīng)產(chǎn)物是氯化物與碘化物的混合 物，選擇性不高。將萘進(jìn)行汽相氧碘化生成碘化萘的方法和由苯或碘 化苯生成對(duì)二碘苯的方法與汽相氧碘化有關(guān)，轉(zhuǎn)化率達(dá)不到50%。
另外，還有人提議使用沸石X、 Y和L進(jìn)行芳族碘化合物異構(gòu)化的 方法(日本專(zhuān)利2559483和2559484)。上述方法可獲得目標(biāo)產(chǎn)物，但 是，與目標(biāo)產(chǎn)物不同的異構(gòu)體無(wú)論在種類(lèi)還是數(shù)量上都相當(dāng)豐富，并 且其停留在選擇性不很優(yōu)良的水平上。
因此，眾所周知，在通用的方法中，如果在液相直接坱化、汽相 氧碘化和芳族碘化物的異構(gòu)化中使用沸石的話，選擇性得到相對(duì)的改 進(jìn)，但是卻幾乎不能預(yù)期有效的用于引入殃的方法，并且現(xiàn)有的狀況 是，未能觀察到可以適用于具有官能團(tuán)的芳族化合物的特定的高選擇 性碘化方法。
本發(fā)明的第一目的是提供一種碘化方法，其允許所需的碘化反應(yīng) 高選擇性地且有效地進(jìn)行，并且通用性強(qiáng)，可以在工業(yè)上進(jìn)行。
接下來(lái)，公知的5-碘-2-曱基苯甲酸的合成方法是，使碘與2-甲 基苯曱酸在亞硝酸鈉與發(fā)煙石充酸的共存下反應(yīng)的方法(Journal of the Indian Chemical Society, p. 503-504, 1930)，和使碘化鉀與2-甲 基苯甲酸在三氟乙酸鉈(III)的共存下反應(yīng)的方法(Journal of the
Chemical Society, Perkin Transactions I. ， p. 2405-2409， 1974)。 但是，在前一方法中收率低至18%，而后一方法的問(wèn)題在于收率低至 33%且除此之外，使用具有很強(qiáng)毒性的鉈鹽。這兩種方法都不適合于 5-碘-2-甲基苯甲酸的工業(yè)方法。
被認(rèn)為適合作為5-碘-2-甲基苯甲酸的制備工藝，除了上述方法 之外，還有通常被公認(rèn)為芳族化合物碘化方法和使芳族胺進(jìn)行脫重氮 化的所謂的Sandmeyer反應(yīng)(Organic Syntheses, Collective Volume II, p. 351 , 1943)，在進(jìn)行氯化或溴化之后進(jìn)行碘交換反應(yīng)的方法 (Organic Syntheses, Collective Volume V， p. 478 ， 1973)，和使 單氯化硤進(jìn)行反應(yīng)的方法(Russian Journal of Organic Chemistry, 34(7)， p. 997-999， 1998)。在這些方法當(dāng)中，Sandmeyer和卣交換方 法需要多個(gè)步驟，因此，過(guò)程復(fù)雜，導(dǎo)致它們作為工業(yè)方式時(shí)有很多 問(wèn)題。使用單氯化石輿的工藝預(yù)計(jì)能作為 一 種簡(jiǎn)單的方法 一 步進(jìn)行反應(yīng)， 但是在其與具有吸電子基團(tuán)，如苯甲酸的芳族化合物的反應(yīng)中，反應(yīng) 活性^f艮低，且預(yù)計(jì)不會(huì)有高的性能。例如，在上述Russian Journal of Organic Chemistry中，進(jìn)行苯曱酸的碘化反應(yīng)，3-碘-苯甲酸的收率 保持為約43%，這樣的話，如果將其適用于2-甲基苯甲酸的話，預(yù)計(jì)
不能獲得高的收率。
在5-碘-2-甲基苯甲酸的制備過(guò)程中，生成副產(chǎn)物3-碘-2_甲基苯 甲酸， 一種異構(gòu)體，5-碘-2-甲基苯甲酸難以與它分離并得到純化。因 此，其中涉及到的問(wèn)題是，產(chǎn)物純度與分離收率遭到破壞，然而，在 以上所示的任何通用的方法中都沒(méi)有示出降低區(qū)域異構(gòu)體副產(chǎn)物量的 方法。公知的作為區(qū)域選擇性地分離芳族化合物的方法是，使單氯化 石輿在沸石的共存下反應(yīng)的方法(Catalysis Letters, vol. 40， p. 257，
1996)，在沸石的共存下進(jìn)行氧碘化的方法(日本專(zhuān)利公開(kāi) No. 219241/1984和日本專(zhuān)利公開(kāi)(通過(guò)PCT) No. 502819/1989),但是， 它們當(dāng)中的任一個(gè)都不能將反應(yīng)的選擇性保持在令人滿(mǎn)意的水平，且 幾乎不曾已知有含吸電基的化合物如2-甲基苯曱酸的反應(yīng)實(shí)施例。 本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供一種工業(yè)制備方法，通過(guò)這種方法，
通過(guò)進(jìn)行2-甲基苯曱酸的選擇性碘化以生成高純度的5-碘-2-甲基苯 甲酸，可以很容易地得到高純度的產(chǎn)物，并且這一方法包括的過(guò)程簡(jiǎn)單。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問(wèn)題，發(fā)明人進(jìn)行了廣泛深入的研究，發(fā)現(xiàn)，適當(dāng) 使用特定的含氧酸如碘酸和高碘酸作為氧化劑，與具有規(guī)則孔結(jié)構(gòu)的 多孔材料，如微孔材料比如P型沸石等共存，可以選擇性地不僅硪化 芳烴，而且碘化各種底物，如卣化物和羧酸，該反應(yīng)通過(guò)使用2-甲基 苯甲酸作為底物，在微孔材料如P型沸石、殃和碘酸和/或高碘酸的共 存下而選擇性地進(jìn)行，并且通過(guò)結(jié)合簡(jiǎn)單的純化步驟如通過(guò)加入水或 冷卻進(jìn)行的結(jié)晶可以很容易地得到高純度的5-碘-2-甲基苯甲酸。因 此，發(fā)明人已經(jīng)完成了本發(fā)明。
即，本發(fā)明涉及一種碟化合物的制備方法和高純度5-碘-2-甲基 苯甲酸的制備工藝。
(1) 一種碟化合物的制備方法，其中碘與底物在孔徑為500nm或 以下的多孔材料的存在下，或在上述多孔材料和氧化劑的存在下反應(yīng)。
(2) 如上述(1)項(xiàng)所述的碘化合物的制備方法，其中所述多孔材料 是孔徑為0. 5-2nm的孩i孔材料。
(3) 如上述(1)項(xiàng)所述的碘化合物的制備方法，其中所述多孔材料 是P型沸石或可以包含不同于組成骨架的Si、Al和0的元素的P型沸 石。
(4) 如上述(1)項(xiàng)所述的碘化合物的制備方法，其中所述多孔材料 是孔徑超過(guò)2nm的中孔材料。
(5) 如上述(1)項(xiàng)所述的碘化合物的制備方法，其中所述氧化劑是 至少一種選自由碘酸、高殃酸、過(guò)硫酸、過(guò)石充酸鹽、硝酸和分子氧組 成的含氧酸的化合物。
(6) 如上述(1)項(xiàng)所述的碘化合物的制備方法，其中所述底物由至 少一種選自芳烴、稠合多環(huán)芳烴、多環(huán)芳烴、含有由下式(l)表示的雜
環(huán)的烴或其衍生物的化合物組成 R-Ar-X (1)
(其中，R表示氫原子，卣原子，可以帶有取代基的烷基，環(huán)烷基 或芳基；Ar表示芳族單環(huán)，多環(huán)或稠合環(huán)，或者是具有多環(huán)結(jié)構(gòu)或雜 環(huán)基團(tuán)的芳族基團(tuán)；X表示氫原子，鹵原子或選自羧基、甲?；⒘u 基、硝基、羥甲基、氰基、氨基、烷氧基、烷氧基羰基、?；?、酰氧 基、烷基磺?；屯榛酋Ｑ趸墓倌軋F(tuán)；R和X可以相同或者可以 存在多個(gè))。
(7) 如上述(6)項(xiàng)所述的碘化合物的制備方法，其中所述底物由至
少一種選自以下所述的化合物組成苯，氟苯，氯苯，溴苯，芐腈， 鄰苯二甲腈，間苯二曱腈，甲苯，二甲苯，異丙苯，聯(lián)苯，萘，蒽，
甲基萘，二甲基萘，曱基苯甲酸，二甲基苯曱酸，聯(lián)苯甲酸，聯(lián)苯二 曱酸，萘?xí)跛?，和萘二甲酸?br> (8) 如上述(2)項(xiàng)所述的碘化合物的制備方法，其中碘與2-曱基 苯甲酸在孔徑為0. 5-2nm的微孔材料及碘酸和/或高碘酸的存在下反應(yīng)。
(9) 高純度5-碘-2-甲基苯甲酸的制備工藝，其特征在于包括，
通過(guò)上述(8)項(xiàng)所述的方法進(jìn)行碘化反應(yīng)的步驟，其中通過(guò)加入水或進(jìn) 行冷卻和接著分離使產(chǎn)物沉淀出來(lái)的晶體沉淀和分離步驟，以及其中
用有機(jī)溶劑對(duì)分離出的晶體進(jìn)行重結(jié)晶的純化步驟。
(10) 如上述(9)項(xiàng)所述的高純度5-碘-2-甲基苯甲酸的制備工 藝，其中用于重結(jié)晶的溶劑選自乙酸、乙酸-水混合溶劑、2-丙醇和 2-丙醇-水混合溶劑中的任一種。
(11) 通過(guò)如上述(9)項(xiàng)所述的工藝制備的高純度5-碘-2-曱基苯 甲酸，其中所述純度為99%或更高，以雜質(zhì)形式包含在內(nèi)的碘、碘化 合物、無(wú)機(jī)鹽以及過(guò)渡金屬化合物的總量為500ppm或更低。
本發(fā)明的最佳實(shí)施方式
首先，本發(fā)明碘化合物的制備方法，其特征在于使碘與底物在孔
徑為500nm或以下的多孔材料的存在下，或在上述多孔材料和氧化劑 的存在下反應(yīng)。
芳烴、稠合多環(huán)芳烴、多環(huán)芳烴、含有由下式(l)表示的雜環(huán)的烴 或其衍生物適合用作本發(fā)明碘化合物制備方法中的底物 R-Ar-X (1)
式(l)中，R表示氫原子，卣原子，可以帶有取代基的烷基，環(huán)烷 基或芳基。上述烷基、環(huán)烷基或芳基是含有l(wèi)-32個(gè)碳原子的飽和、不 飽和、脂肪族或脂環(huán)族烷基，如曱基、乙基、正丙基、異丙基、丁基、 戊基、己基、庚基、辛基、2-乙基己基、癸基、環(huán)己基、雙環(huán)己基、 降水片基和decalyl。它們可以帶有官能團(tuán)如卣素，羥基，硝基，氨 基和磺?；Ｋ鲐账卦邮欠?、氯、溴或碘。
式(1)中，X表示氫原子，囟原子，羧基、羥基、硝基、羥甲基、 氰基、氨基、烷氧基、烷氧基羰基、?；?、酰氧基、烷基磺?；蛲?基磺酰氧基；R和X可以相同或者可以存在多個(gè)。
Ar表示芳族單環(huán)，多環(huán)或稠合環(huán)，或者是具有多環(huán)結(jié)構(gòu)或雜環(huán)基 團(tuán)的芳族基團(tuán)。
即，可以具有取代基的芳族化合物或具有雜環(huán)的烴，囟代烴，羧 酸，腈和醇相當(dāng)于式(l)所表示的底物。更具體地說(shuō)，它們包括苯，氟 苯，氯苯，溴苯，千腈，鄰苯二甲腈，間苯二曱腈，甲苯，二甲苯， 異丙苯，聯(lián)苯，萘，蒽，甲基萘，二曱基萘，甲基苯甲酸，二甲基苯 甲酸，聯(lián)苯甲酸，聯(lián)苯二甲酸，萘甲酸，和萘二甲酸。
在底物的一部分分子結(jié)構(gòu)中可以包含不飽和雙鍵，如環(huán)己烯與噻 吩中那樣，并且其中可以包含不飽和三鍵。當(dāng)然，本發(fā)明將不限于上 述特定的實(shí)例。
在本發(fā)明碘化合物的制備方法中，將孔徑為500nm或更小的多孔 材料與底物一起使用。這種多孔材料是在微孔材料、中孔材料以及各 自具有所謂規(guī)則孔結(jié)構(gòu)的微孔材料中具有納米級(jí)孔徑的化合物。
這種結(jié)構(gòu)材料包括沸石，其為迄今為止已經(jīng)公知的微孔材料。其 特定的實(shí)例包括，用IUPAC碼表示，各自具有八元環(huán)結(jié)構(gòu)的ABW， AEI，
AFX， APC， ATN， ATT, ATV， AWW， CHA， DDR, EAB， ERI， GIS, JBW， KFI, LEV, LTA, MER, M0N， PAU, PHI,畫(huà)，RTE， RTH和VNI,各白 具有九元環(huán)結(jié)構(gòu)的CHI， LOV， RSN和VSV,各自具有十元環(huán)結(jié)構(gòu)的DAC， EPI， FER， LAU， MEL， MFI， MFS， MTT， NES, TON和WEI,各自具有 十二元環(huán)結(jié)構(gòu)的AFS， AFY， ATO， CAN, GME， MAZ, MEI， MTW, OFF， RON和VET。更具體而言，它們包括Chabazite，沸石A, X， Y和L， 絲光沸石，和P型沸石。優(yōu)選孔徑為0. 5-2nm的化合物，特別優(yōu)選P 型沸石。
優(yōu)選的是其中組成骨架的Si原子與Al原子的比為5或更大的P 型沸石，特別優(yōu)選其中所述比例為10-30的P型沸石。其中Si原子與 Al原子的比超過(guò)30的P型沸石也可以使用，而不會(huì)產(chǎn)生任何問(wèn)題。 還適合使用的是其中骨架原子被其他原子取代的化合物，或者是通過(guò) 如離子交換和浸漬的方式在其中引入了不同于骨架原子的其他原子， 如Na、 K、 Cs、 Ca、 Mg、 Ti、 Sn、 Fe、 Ni、 Zn、 Pd、 Ag等的化合物。
根據(jù)底物的大小，優(yōu)選使用孔徑超過(guò)2nm的具有大孔徑的中孔材 料。其實(shí)例是，例如中孔二氧化硅如，F(xiàn)SM-16、 KSW-1和KSM-2、MCM-41、 MCM-48和通常^L稱(chēng)為MS41S的MCM-50,中孔氧化鋁、中孔二氧化鈥和 中孔有才幾二氧化硅混合物。
在本發(fā)明碘化合物的制備方法中，為了提高碘的反應(yīng)活性使用氧 化劑。優(yōu)選用作氧化劑的是碘酸，高碘酸，硝酸，過(guò)硫酸，過(guò)硫酸鹽 如過(guò)硫酸鈉、過(guò)硫酸鉀和過(guò)硫酸銨，含有過(guò)氧化氫和分子氧的含氧酸 鹽，特別優(yōu)選碘酸和高碘酸。所述底物優(yōu)選用含有P型沸石和從上述 化合物中選出的碘酸或高碘酸的體系、以及含有它們并且，如果需要 的話，還含有無(wú)機(jī)酸如硫酸或硝酸的體系碘化。
可以通過(guò)間歇體系、半間歇體系或連續(xù)體系進(jìn)行碘化反應(yīng)，并且 該反應(yīng)可以在液相或氣相體系中進(jìn)行。但是，考慮到反應(yīng)器的有效使 用，不同的氧碘化的碘化通常優(yōu)選在液相中進(jìn)行。
用于碘化反應(yīng)的碘量?jī)?yōu)選為每摩爾目標(biāo)底物0. 5摩爾或以上碘， 但是，它可以以化學(xué)計(jì)量過(guò)量或少于化學(xué)計(jì)量的狀態(tài)使用。
具有規(guī)則孔結(jié)構(gòu)的多孔材料--微孔材料和中孔材料，如沸石的量
優(yōu)選在每1重量份底物0. 05-0. 5重量份范圍內(nèi)。但是，如果使用0. 5 重量份或以上的量，也將不會(huì)產(chǎn)生特定的麻煩，除了成本有效性之外。
氧化劑的用量?jī)?yōu)選為以底物為基礎(chǔ)計(jì)0.01-1摩爾，特別優(yōu)選 0.1-0.5摩爾。為了提高底物的轉(zhuǎn)化率，無(wú)機(jī)酸可以與優(yōu)選作為氧化 劑的碘酸或高碘酸結(jié)合使用。如果無(wú)機(jī)酸的用量增加，則反應(yīng)的選擇 性降低，因此，不優(yōu)選將其過(guò)量使用。當(dāng)無(wú)機(jī)酸如硫酸或硝酸與碘酸 或高碘酸結(jié)合使用時(shí)，其用量?jī)?yōu)選為以底物為基礎(chǔ)計(jì)10重量％或更低， 特別優(yōu)選1-2重量％。
為了加速碘化反應(yīng)，不一定必須使用溶劑，但是，為了提高反應(yīng) 效率和攪拌效果并抑制溫度的升高，優(yōu)選使用溶劑。優(yōu)選的溶劑是脂 肪烴，芳烴，卣代經(jīng)，芳族卣代烴，腈，醚，羧酸和水，并且可以適 當(dāng)?shù)貜闹羞x擇并使用。當(dāng)?shù)馑峄蚋叩馑嵊米餮趸瘎r(shí)，特別優(yōu)選的溶 劑是乙酸。通常，所述溶劑的使用量為底物的2-10倍，但是溶劑的使 用量可以落在該范圍之外。
在本發(fā)明碘化合物的制備方法中，原料如底物、碘和氧化劑以及 為規(guī)則多孔材料的沸石催化劑可以 一次加入以進(jìn)行反應(yīng)。所述原料如 底物、碘和氧化劑可以分別或連續(xù)加入。通常，反應(yīng)溫度優(yōu)選為250 。C或更低，在液相反應(yīng)的情況下特別優(yōu)選80-200"C。在氣相反應(yīng)的情 況下優(yōu)選200-400X:。不輿化反應(yīng)完成后，可以進(jìn)行常用的分離和純化 步驟如過(guò)濾、溶劑脫除和結(jié)晶，以獲得預(yù)期的純產(chǎn)物。
在本發(fā)明中，當(dāng)把2-曱基苯甲酸作為底物來(lái)制備用于藥物、電子 材料、官能材料等的高純度5-碘-2-甲基苯甲酸時(shí)，通過(guò)將所述殃化 反應(yīng)步驟與通過(guò)加入水或進(jìn)行冷卻來(lái)沉淀產(chǎn)物的步驟、以及通過(guò)用水 和有機(jī)溶劑如2-丙醇進(jìn)行重結(jié)晶的純化步驟結(jié)合起來(lái)，可以有效地實(shí) 現(xiàn)上述目的。
對(duì)于用作制備5-碘-2-甲基苯甲酸的原料底物2-甲基苯甲酸 將沒(méi)有特別的限定，只要它是工業(yè)上可得到的即可，并且，為了提高 最終產(chǎn)物的純度，該化合物的純度優(yōu)選為98%或更高。
上述碘化合物的制備方法用作制備高純度5-碘-2-甲基苯甲酸的 的殃化反應(yīng)步驟，上述微孔材料，特別是P型沸石，優(yōu)選作為所述多 孔材料。
在進(jìn)行2-甲基苯甲酸的碘化反應(yīng)中，除了在微孔材料存在下碘化 之后，還要在碘酸和/或高碘酸的共存下進(jìn)行反應(yīng)。所述碘化反應(yīng)只用 碘進(jìn)行，但是由于具有吸電子基團(tuán)的化合物，如2-甲基苯甲酸的反應(yīng) 活性較低，因此，不得不通過(guò)碘酸和/或高碘酸的共存來(lái)提高反應(yīng)活性。 另外，反應(yīng)活性可以進(jìn)一步通過(guò)適當(dāng)加入無(wú)機(jī)酸如硫酸或硝酸得以提 高。
在上述碘化反應(yīng)步驟中，碘、碘酸和高碘酸的任一種在室溫下是 固體，它們可以以固體的形式原樣用于反應(yīng)中，或者可以將它們?nèi)芙?或懸浮在適當(dāng)?shù)娜軇┲?，然后使用?br> 在進(jìn)行碘化反應(yīng)時(shí)，可以使用各種體系，如間歇體系、半間歇體 系、完全混合流動(dòng)體系和固定床流動(dòng)體系。反應(yīng)體系可以根據(jù)生產(chǎn)規(guī) 模來(lái)選擇。在小規(guī)模生產(chǎn)情況下，間歇體系適合，當(dāng)進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn) 時(shí)，用完全混合流動(dòng)體系灌固定床流動(dòng)體系連續(xù)進(jìn)行反應(yīng)是更有效的 制備方法。
2-甲基苯曱酸的碘化反應(yīng)的反應(yīng)溫度在50-200。C范圍內(nèi)，優(yōu)選 70-150。C。另外，當(dāng)溫度低于上述范圍時(shí)，反應(yīng)進(jìn)行，但是不能獲得 滿(mǎn)意的反應(yīng)速率。當(dāng)溫度高于上述范圍時(shí)，副反應(yīng)如高沸點(diǎn)組分的生 成增加，因此，不優(yōu)選如此。反應(yīng)壓力(以絕對(duì)壓力計(jì))在0. 05-20atm 范圍內(nèi)，優(yōu)選0. l-10atm。
2-甲基苯甲酸的熔點(diǎn)為105°C,當(dāng)反應(yīng)在高于該熔點(diǎn)的溫度下進(jìn) 行時(shí)，不必需要反應(yīng)溶劑。通常，優(yōu)選使用對(duì)于碘化來(lái)說(shuō)為惰性的有 機(jī)溶劑，(可以)使用的是乙酸、三氟乙酸、二氯甲烷、四氯化碳、二 氯苯和氯苯。溶劑的用量?jī)?yōu)選為每一重量份2-曱基苯甲酸0. 5-100重 量份，更優(yōu)選1-5Q重量份。
2-甲基苯甲酸的碘化反應(yīng)中碘的用量將沒(méi)有特別的限定，為了增 加2-甲基苯甲酸的轉(zhuǎn)化率，其為每摩爾2-甲基苯甲酸0. 5摩爾或更多，
優(yōu)選1摩爾或更多。碘酸和/或高碘酸的用量?jī)?yōu)選為每摩爾碘0. 01-1 摩爾，更優(yōu)選0. 05-0. 5摩爾。
微孔材料的用量為每1重量份作為底物的2-甲基苯甲酸0. 05重 量份或更多，優(yōu)選0.1重量份或更多。如果^UL材料的用量低于上述 范圍，則得不到令人滿(mǎn)意的反應(yīng)活性，同時(shí)不能選擇性地獲得5-碘-2-曱基苯甲酸。當(dāng)微孔材料被懸浮以進(jìn)行所述反應(yīng)時(shí)，反應(yīng)后得到的反 應(yīng)混合物可以很容易通過(guò)通用的方法如沉降、離心分離、過(guò)濾等與微 孔材料分離開(kāi)來(lái)。分離出來(lái)的微孔材料可以循環(huán)到反應(yīng)體系中，在這 種情況下，它可以在進(jìn)行必要的處理，如通過(guò)用適當(dāng)?shù)娜軇┫礈斐?br> 附著的有機(jī)物質(zhì)或在空氣中焙燒后循環(huán)。
在2-曱基苯甲酸的碘化反應(yīng)后，向上述反應(yīng)體系中加入無(wú)機(jī)酸如
硫酸等可以進(jìn)一步加速反應(yīng)速率。在這種情況下，無(wú)機(jī)酸的加入量適 當(dāng)?shù)貫椋?重量份2-甲基苯甲酸0. 005-0. 05重量份。如果無(wú)機(jī)酸 的加入量小于上述范圍，則不太能獲得反應(yīng)速率的加速效果。當(dāng)大于 上述范圍時(shí)，副產(chǎn)物很容易造成對(duì)預(yù)期的5-碘-2-甲基苯甲酸選擇性 的不利影響，因此是不優(yōu)選的。
在進(jìn)行2-甲基苯甲酸的碘化反應(yīng)中，采用諸如間歇體系、半間歇 體系和完全混合流動(dòng)體系的反應(yīng)體系，在間歇體系和半間歇體系中通 常釆用的反應(yīng)時(shí)間為1-20小時(shí)，這也是在完全混合流動(dòng)體系中采用的 停留時(shí)間，通常采用0. 05-1小時(shí)_1的LHSV(液體空速)。
本發(fā)明高純度5-碘-2-甲基苯甲酸的制備工藝包括上述碘化反應(yīng) 步驟，其中通過(guò)加入水或進(jìn)行冷卻使產(chǎn)物沉淀出來(lái)的晶體沉淀和分離 步驟，以及隨后的其中用有機(jī)溶劑對(duì)分離出的晶體進(jìn)行重結(jié)晶的分離 和純化步驟。即，5-碘-2-曱基苯曱酸可以通過(guò)如下步驟分離出來(lái)在 用所述方法進(jìn)行反應(yīng)后向反應(yīng)混合物中加入水或?qū)⒎磻?yīng)混合物冷卻， 并通過(guò)對(duì)分離出的晶體進(jìn)行重結(jié)晶而進(jìn)一步進(jìn)行純化操作，從而可以 得到高純度的5-碘-2-甲基苯甲酸。
在晶體回收步驟中，通過(guò)相對(duì)于每重量份反應(yīng)混合物加入1-10 重量份的水沉淀出5-碘-2-甲基苯曱酸，并通過(guò)過(guò)濾將其回收。當(dāng)加
入水時(shí)，碘沉淀出來(lái)，并且在某些情況下與5-碘-2-甲基苯甲酸混合 在一起，此時(shí)可以通過(guò)提前在反應(yīng)混合物中加入亞硫酸鈉或硫代硫酸 鈉而防止碘沉淀出來(lái)。亞石克酸鈉或硫代石危酸鈉的加入量為每1重量份 用于該反應(yīng)的碘O. 05份或更少足矣。除了加入水的方法之外，所述晶 體的回收可以通過(guò)將反應(yīng)混合物冷卻到90"C或更低的溫度下實(shí)現(xiàn)。當(dāng) 冷卻到90n或更低的溫度下后，通過(guò)過(guò)濾回收沉淀出來(lái)的晶體。
回收的晶體通過(guò)用有機(jī)溶劑重結(jié)晶而得到純化。用于重結(jié)晶的有 機(jī)溶劑可以是任何溶劑，只要它能溶解5-碘-2-甲基苯甲酸即可。適 合使用的是乙酸、乙酸-水混合溶劑、2-丙醇和2-丙醇-水混合溶劑。 溶劑的用量適當(dāng)?shù)氖牵?重量份回收的晶體1-30重量份，優(yōu)選5-20 重量份。結(jié)晶操作的進(jìn)行是通過(guò)在40C或更高的溫度下加熱所述回收 的晶體與溶劑，并將其混合直到其完全溶解，之后將溶液冷卻以沉淀 出晶體。冷卻溫度設(shè)定在比晶體在加熱和混合時(shí)完全溶解的溫度低20 。C或更多的溫度下。沉淀出來(lái)的晶體通過(guò)過(guò)濾回收并干燥，然后得到 產(chǎn)物。
通過(guò)上述工藝得到的5-碘-2-甲基苯甲酸可以具有非常高的純 度，即純度為99°/?；蚋?，且以雜質(zhì)形式包含在內(nèi)的碘、碘化合物、 無(wú)機(jī)鹽以及過(guò)渡金屬化合物的總量為500ppm或更低。
在本發(fā)明碘化合物的制備方法中，碘可以高選擇性地引入到各種 底物中，并且在不同于2-甲基苯甲酸的其他底物的情況下，可以通過(guò)
幾乎相同的操作得到含較少雜質(zhì)的碘化合物。
接下來(lái)，將通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的闡述。但是，下述 實(shí)施例將不以任何方式限定本發(fā)明。
A.芳族羧酸的碘化 實(shí)施例1: 2-甲基苯甲酸
在裝有回流冷凝管和攪拌器的200毫升三頸瓶中加入乙酸(IOO 克)，H-P沸石(4.6克)，碘(20. 2克，0. 16摩爾)，2-甲基苯甲酸(20 克，0.15摩爾)，高碘酸二水合物(7. 3克，0. 03摩爾)和硫酸(O. 24 克)，將它們充分混合并在室溫下攪拌。在加熱套中將混合物溫度升高
到ll(TC,之后反應(yīng)進(jìn)行1小時(shí)。然后，在乙酸的回流溫度(約118匸) 下將反應(yīng)進(jìn)行5小時(shí)。
反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)混合物過(guò)濾，回收H-P沸石，向?yàn)V液中加入 10重量％的亞硫酸鈉水溶液(100毫升)以處理剩余的碘。接著，向其中 加入水(800克)以沉淀出晶體，然后將其過(guò)濾并回收。
通過(guò)HPLC (高壓液相色鐠)分析這樣得到的晶體和濾液，以研究性 能的改進(jìn)，發(fā)現(xiàn)，2-甲基苯甲酸的轉(zhuǎn)化率為88%，對(duì)于5-碘-2-甲基苯 甲酸的產(chǎn)物收率為72%,對(duì)于3-碘-2-甲基苯甲酸的產(chǎn)物收率為6%; (5-碘/3-碘)區(qū)域異構(gòu)體的比例為12。
對(duì)比例1: 2-甲基苯甲酸不使用H-P沸石的情況
實(shí)施與實(shí)施例l相同的方法，不同之處是在其中不使用H-P沸石。
2- 甲基苯甲酸的轉(zhuǎn)化率為98%，對(duì)于5-碘-2-甲基苯甲酸的產(chǎn)物收率為 66%,對(duì)于3-碘-2-甲基苯甲酸的產(chǎn)物收率為25%; (5-碘/3-碘)區(qū)域異 構(gòu)體的比例為2. 6。
實(shí)施例2: 3-甲基苯曱酸
實(shí)施與實(shí)施例l相同的方法，不同之處是在其中使用3-甲基苯甲 酸(20克，0. 15摩爾)作為反應(yīng)物。3-甲基苯甲酸的轉(zhuǎn)化率為50°/。，對(duì) 于6-碘-3-甲基苯曱酸l)的收率為40%，對(duì)于其他碘化物區(qū)域異構(gòu)體 2)的收率為8%; 1)/2)的比例為5。
對(duì)比例2: 3-甲基苯甲酸不使用H-p沸石的情況 實(shí)施與實(shí)施例2相同的方法，不同之處是在其中不使用H-P沸石。
3- 甲基苯甲酸的轉(zhuǎn)化率為56%，對(duì)于6-碘-3-甲基苯甲酸l)的收率為 33%，對(duì)于其他碘化物區(qū)域異構(gòu)體2)的收率為16%;1)/2)的比例為2. 1。
實(shí)施例3: 2，4-二甲基苯甲酸
實(shí)施與實(shí)施例l相同的方法，不同之處是在其中使用2，4-二曱基 苯曱酸(22.5克，0. 15摩爾)作為反應(yīng)物。2，4-二曱基苯甲酸的轉(zhuǎn)化率 為98%,對(duì)于5-碘-2，4-二甲基苯甲酸l)的收率為88%,對(duì)于其他碘化 物區(qū)域異構(gòu)體2)的收率為7%。 1)/2)的比例為12. 6。
對(duì)比例3: 2，4-二曱基苯甲酸不使用H-p沸石的情況
實(shí)施與實(shí)施例3相同的方法，不同之處是在其中不使用H-P沸石。 2，4-二曱基苯曱酸的轉(zhuǎn)化率為96°/。，對(duì)于5-碘-2，4-二甲基苯甲酸1) 的收率為81%，對(duì)于其他碘化物區(qū)域異構(gòu)體2)的收率為8%; 1)/2)的 比例為10。
B.芳烴的碘化
實(shí)施例4:甲苯
實(shí)施與實(shí)施例1相同的方法，不同之處是在其中使用甲苯(13. 8 克，0. 15摩爾)作為反應(yīng)物。甲苯的轉(zhuǎn)化率為98%，對(duì)于4-碘-甲苯l) 的收率為82%,對(duì)于其他碘化物區(qū)域異構(gòu)體2)的收率為9%; 1)/2)的 比例為9. 1。
對(duì)比例4:甲苯不使用H-p沸石的情況
實(shí)施與實(shí)施例4相同的方法，不同之處是在其中不使用H- P沸石。 甲苯的轉(zhuǎn)化率為100%，對(duì)于4-碘-甲苯l)的收率為56%，對(duì)于其他碘 化物區(qū)域異構(gòu)體2)的收率為39%; 1)/2)的比例為1. 4。
實(shí)施例5:鄰二甲苯
實(shí)施與實(shí)施例1相同的方法，不同之處是在其中使用鄰二甲苯 (15. 9克，0. 15摩爾)作為反應(yīng)物。鄰二甲苯的轉(zhuǎn)化率為99%，對(duì)于4-碘-l，2-二甲基苯l)的收率為92%，對(duì)于其他碘化物區(qū)域異構(gòu)體2)的 收率為6%; 1)/2)的比例為15。
對(duì)比例5:鄰二甲苯不使用H-p沸石的情況
實(shí)施與實(shí)施例5相同的方法，不同之處是在其中不使用沸石。 鄰二甲苯的轉(zhuǎn)化率為100%,對(duì)于4-碘-l， 2-二甲基苯l)的收率為78°/。， 對(duì)于其他碘化物區(qū)域異構(gòu)體2)的收率為16%; 1)/2)的比例為4.9。
實(shí)施例6:聯(lián)苯
實(shí)施與實(shí)施例1相同的方法，不同之處是在其中使用聯(lián)苯(23. 1 克，0. 15摩爾)作為反應(yīng)物。聯(lián)苯的轉(zhuǎn)化率為99%，對(duì)于4-殃-聯(lián)苯1) 的收率為92%,對(duì)于其他碘化物區(qū)域異構(gòu)體2)的收率為5%; 1)/2)的 比例為18. 4。c.卣代芳族烴的碘化 實(shí)施例7:氟苯
實(shí)施與實(shí)施例1相同的方法，不同之處是在其中使用氟苯(14. 4 克，0. 15摩爾)作為反應(yīng)物。氟苯的轉(zhuǎn)化率為65%,對(duì)于4-碘-氟苯l) 的收率為5"/n，對(duì)于其他碘化物區(qū)域異構(gòu)體2)的收率為3%; 1)/2)的 比例為17. 3。
對(duì)比例6:氟苯不使用H-p沸石的情況
實(shí)施與實(shí)施例7相同的方法，不同之處是在其中不使用H-P沸石。 氟苯的轉(zhuǎn)化率為63%，對(duì)于4-碘-氟苯l)的收率為42%,對(duì)于其他碘化 物區(qū)域異構(gòu)體2)的收率為6%; 1)/2)的比例為7。
D. 腈的碘化
實(shí)施例8: 2-甲基氰化苯
實(shí)施與實(shí)施例l相同的方法，不同之處是在其中使用2-甲基氰化 苯(15.5克，0. 15摩爾)作為反應(yīng)物。2-甲基氰化苯的轉(zhuǎn)化率為82%, 對(duì)于5-碘-2-曱基氰化苯l)的收率為69%，對(duì)于其他碘化物區(qū)域異構(gòu) 體2)的收率為6%; 1)/2)的比例為11. 5。
對(duì)比例7: 2-甲基氰化苯不使用H-p沸石的情況 實(shí)施與實(shí)施例8相同的方法，不同之處是在其中不使用H- p沸石。 2-甲基氰化苯的轉(zhuǎn)化率為92%,對(duì)于5-碘-2-甲基氰化苯l)的收率為 61%，對(duì)于其他碘化物區(qū)域異構(gòu)體2)的收率為24%; 1) /2)的比例為2. 5。
E. 在使用不同于高碘酸的氧化劑情況下的碘化 實(shí)施例9:用碘酸氧化
實(shí)施與實(shí)施例l相同的方法，不同之處是在其中使用碘酸(5. 3克， 0. 03摩爾)取代高碘酸作為氧化劑。2-甲基苯甲酸的轉(zhuǎn)化率為78%，對(duì) 于5-硤-2-甲基苯甲酸l)的收率為69%,對(duì)于其他碘化物區(qū)域異構(gòu)體 2)的收率為3%; 1)/2)的比例為23。
對(duì)比例8:用碘酸氧化不使用H-P沸石的情況 實(shí)施與實(shí)施例9相同的方法，不同之處是在其中不使用H- P沸石。 2-曱基苯甲酸的轉(zhuǎn)化率為79%,對(duì)于5-碘-2-甲基苯甲酸l)的收率為53%，對(duì)于其他碘化物區(qū)域異構(gòu)體2)的收率為23%; 1)/2)的比例為2. 3。 實(shí)施例10:用過(guò)硫酸鈉氧化
使用與實(shí)施例l相同的設(shè)備，并加入乙酸(90克)，水(10克)，H-0沸石(2. 3克)，碘(10. 3克,0. 08摩爾)，2-甲基苯甲酸(10克,0. 074 摩爾)，過(guò)硫酸鈉(11.8克，0. 05摩爾)和硫酸(0. 12克)。在它們充分 混合并在室溫下攪拌之后，將混合物溫度升高到90t:,然后將反應(yīng)進(jìn) 行5小時(shí)。另外，將反應(yīng)在IIOC下進(jìn)一步進(jìn)行8小時(shí)，之后反應(yīng)結(jié) 束。通過(guò)過(guò)濾分離出H-P沸石，剩余的碘用10重量％的亞硫酸鈉水溶 液處理。接著，向其中加入800毫升水，并過(guò)濾沉淀出的晶體。
2-甲基苯甲酸的轉(zhuǎn)化率為86%,對(duì)于5-碘-2-曱基苯甲酸l)的收 率為64%，對(duì)于3-碘-2-甲基苯甲酸2)的收率為12%; 1)/2)的比例為 5. 3。
F. 在使用不同于H-P沸石的沸石時(shí)的碘化 實(shí)施例11-14
實(shí)施與實(shí)施例1相同的方法，不同之處是在其中使用為多孔材料 的絲光沸石、Y、 L和ZSM-5代替H-P沸石。當(dāng)4吏用相應(yīng)的沸石時(shí)，(5-碘/3-碘)區(qū)域異構(gòu)體的比例如下所示。
絲光沸石(實(shí)施例ll) 5.0
沸石Y(實(shí)施例12) 4.8
沸石L(實(shí)施例13) 5.2
ZSM-5(實(shí)施例14) 4.0
在H-P沸石的情況下(實(shí)施例1) ， (5-碘/3-碘)區(qū)域異構(gòu)體的比例 是12，當(dāng)不使用沸石時(shí)(對(duì)比例1)，所述比例為2.6。發(fā)現(xiàn)，在使用 不同于H-p沸石的情況下，選擇性也很高。
G. 高純度的5-碘-2-甲基苯曱酸的制備 實(shí)施例15
實(shí)施與實(shí)施例1相同的方法，不同之處是在其中不使用硫酸；用 8. 8克的碘酸代替高碘酸；且反應(yīng)在乙酸的回流溫度(115X:)下進(jìn)行3 小時(shí)，結(jié)果如下所示
2- 甲基苯曱酸的轉(zhuǎn)化率 70% 5-碘-2-甲基苯甲酸的收率 65%
3- 碘-2-曱基苯甲酸的收率 2% (5-碘/3-碘)區(qū)域異構(gòu)體的比例 33 5-碘-2-甲基苯甲酸晶體的純度 97%
通過(guò)將上述純度為97%的5-碘-2-甲基苯甲酸晶體用水2-丙醇 -l:l(重量比)的溶劑重結(jié)晶，得到純度為99%或更高的5-殃-2-甲基苯 甲酸。
上述重結(jié)晶后的5-碘-2-甲基苯曱酸產(chǎn)物包含4ppm的游離碘。對(duì) 這一晶體進(jìn)行ICP全元素分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，檢測(cè)不到Li、 Na、 K、 Mg、 Ca、 Sr、 Ba、 Sc、 Y、 Ti、 Zr、 V、 Nb、 Cr、 Mo、 W、 Mn、 Fe、 Ru、 Co、 Rh、 Ni、 Pd、 Pt、 Cu、 Ag、 Au、 Zn、 Cd、 Al、 In、 Si、 Sn、 Pb、 P、 Sb和S，且所有周期表第l族和第2族元素的含量都為lppm或以下。
實(shí)施例16
在裝有回流冷凝管的100毫升三頸瓶中加入乙酸50克，2-甲基苯 甲酸10克，碘10. 4克，高碘酸3. 7克，H- P沸石2. 2克，和疏酸0. 12 克，并使它們?cè)谝宜岬幕亓鳒囟?115t:)下反應(yīng)6小時(shí)。反應(yīng)結(jié)束后， 通過(guò)過(guò)濾分離出H- P沸石，向?yàn)V液中加入20克10重量°/。的亞硫酸鈉 水溶液和250毫升水并冷卻到室溫。通過(guò)過(guò)濾回收沉淀出的晶體，得 到15克(干燥后的重量)產(chǎn)物。通過(guò)HPLC(高壓液相色譜)分析回收的 晶體和母液以進(jìn)行評(píng)價(jià)，結(jié)果如下
2-甲基苯甲酸的轉(zhuǎn)化率 85%
5-捵-2-甲基苯甲酸的收率 70% 3_碘—2一甲基苯甲酸的收率 7%
(5-碘/3-碘)區(qū)域異構(gòu)體的比例 10 5-碘-2-甲基苯甲酸晶體的純度 95% 實(shí)施例17
用與實(shí)施例16相同的方法得到回收的產(chǎn)物13克，不同之處是用 4. 3克碟酸代替高碘酸。作為分析結(jié)果，得到如下的數(shù)據(jù)
2- 甲基苯甲酸的轉(zhuǎn)化率 80% 5一碘一2_曱基苯曱酸的收率 72%
3- 碘-2-曱基苯甲酸的收率 3% (5-碘/3-碘)區(qū)域異構(gòu)體的比例 24 5-碘-2-甲基苯甲酸晶體的純度 95% 實(shí)施例18:冷卻結(jié)晶
在與實(shí)施例16相同的條件下進(jìn)行反應(yīng)，不同之處是加入的乙酸量 為40克，并在分離掉沸石后將濾液冷卻到室溫。通過(guò)過(guò)濾回收 沉淀出的晶體，得到10克產(chǎn)物。作為分析結(jié)果，得到如下的數(shù)據(jù)
2-甲基苯甲酸的轉(zhuǎn)化率 88%
5-碘-2-甲基苯曱酸的收率 72% 3一碘一2-甲基苯甲酸的收率 8%
(5-碘/3-硪)區(qū)域異構(gòu)體的比例 9 5-碘-2-甲基苯甲酸晶體的純度 95% 對(duì)比例9:單氯化碘(IC1法)
在100毫升裝有回流冷凝管的三頸瓶中懸浮有25毫升30重量°/。 的硫酸和1. 36克(IO毫摩爾)2-甲基苯甲酸，在40分鐘內(nèi)向其中滴加 2. 4克(15毫摩爾)溶于5克乙酸中的單氯化碘。反應(yīng)在90C進(jìn)行5小 時(shí)，并將反應(yīng)混合物傾入90毫升水中。過(guò)濾沉淀，用亞硫酸鈉水溶液 洗滌，得到結(jié)晶固體產(chǎn)物(產(chǎn)量1.6克)。對(duì)該固體進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn) 該產(chǎn)物具有如下分布
2- 甲基苯曱酸 33% 5-氯-2-甲基苯甲酸 13%
3- 氯-2-甲基苯甲酸 9% 5-碘-2-甲基苯曱酸 38°/。 3-碘-2-甲基苯甲酸 5% 其他 2%
將上述混合物用乙酸或異丙醇重結(jié)晶純化，試圖分離出5-碘-2-甲基苯曱酸。但是，混合物的純度幾乎沒(méi)有改進(jìn)，并且難以獲得5-碘
-2-甲基苯甲酸。
對(duì)比例10(Nal-Nal04/硫酸法)
使用與實(shí)施例16相同的設(shè)備將1. 36克2-甲基苯甲酸溶解在9毫 升乙酸中?；旌衔餃囟缺３衷?5t:，在25分鐘內(nèi)向其中滴加11毫升 濃硫酸。另外，向其中加入O. 6克高碘酸鈉，然后在10分鐘內(nèi)向其中 滴加通過(guò)把1. 1克碘化鈉溶解在5毫升乙酸中而得到的溶液。之后， 反應(yīng)進(jìn)行2小時(shí)，冷卻后，將反應(yīng)混合物傾入90毫升水中，將得到的 渾濁混合物過(guò)濾。向其中加入1克亞石危酸鈉以除去未反應(yīng)的碘。千燥 后，對(duì)以上得到的產(chǎn)物進(jìn)行分析，得到以下數(shù)據(jù)
2- 甲基苯甲酸 35% 5-碘-2-曱基苯甲酸 37%
3- 多典-2-甲基苯甲酸 18% 其他 5%
試圖象實(shí)施例11中那樣從上述混合物中得到5-碘-2-甲基苯甲 酸，但是純度幾乎沒(méi)有改進(jìn)，并驃以獲得5-碘-2-曱基苯曱酸。 對(duì)比例ll(沒(méi)有沸石)
用與實(shí)施例16相同的方法進(jìn)行反應(yīng)來(lái)獲得15克產(chǎn)物，不同之處 是不使用H-p沸石。分析結(jié)果是，得到以下數(shù)據(jù)
2- 甲基苯曱酸的轉(zhuǎn)化率 85% 5-硪-2-甲基苯甲酸的收率 56%
3- 磺-2-甲基苯甲酸的收率 20%
(5-碘/3-碘)區(qū)域異構(gòu)體的比例 2. 8 5一碘一2一甲基苯甲酸晶體的純度 80%
對(duì)比例12(沒(méi)有氧化劑)
用與實(shí)施例16相同的方法進(jìn)行反應(yīng)來(lái)獲得0. 8克產(chǎn)物，不同之處 是不使用高碘酸。分析結(jié)果是，得到以下數(shù)據(jù)
2- 曱基苯甲酸的轉(zhuǎn)化率 5% 5-碘-2-甲基苯甲酸的收率 3%
3- 硤-2-曱基苯甲酸的收率 0. 9%
(5-碘/3-碘)區(qū)域異構(gòu)體的比例 3. 3 5-碘-2-甲基苯甲酸晶體的純度 75% 實(shí)施例19:晶體純化/水-IPA
將實(shí)施例16得到的純度為95%的15克5-碘-2-甲基苯甲酸晶體在 70匸下溶于210克水2-丙醇=1: 1 (重量比)的溶劑中，將溶液在室溫保 持一夜。通過(guò)過(guò)濾回收到IO克沉淀出的晶體，并用HPLC進(jìn)行分析， 發(fā)現(xiàn)，5-碘-2-甲基苯甲酸的純度為99%。
將以上得到的純度為99%的1克晶體溶于25毫升甲醇中，向其中 加入25毫升4°/。的KI水溶液和5毫升17%的石充酸。然后，用O. 02M的 硫代硫酸鈉水溶液對(duì)所述溶液進(jìn)行滴定，發(fā)現(xiàn)，其中含有5ppm的游離 碘。根據(jù)ICP全元素分析，沒(méi)有檢測(cè)到Li、 Na、 K、 Mg、 Ca、 Sr、 Ba、 Sc、 Y、 Ti、 Zr、 V、 Nb、 Cr、 Mo、 W、 Mn、 Fe、 Ru、 Co、 Rh、 Ni、 Pd、 Pt、 Cu、 Ag、 Au、 Zn、 Cd、 Al、 In、 Si、 Sn、 Pb、 P、 Sb和S，且所有 周期表第1族和第2族元素的含量都為lppm或以下。
實(shí)施例20:晶體純化/乙酸
將實(shí)施例18得到的純度為95%的10克5-碘-2-甲基苯甲酸晶體在 70。C下溶于210克乙酸中，將溶液在室溫保持一夜。通過(guò)過(guò)濾回收到 6克沉淀出的晶體，并用HPLC進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)，5-碘-2-甲基苯甲酸 的純度為99%。
對(duì)以上得到的純度為99°/ 的l克晶體，用與實(shí)施例19相同的方法 進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)，其中含有10ppm的游離碟。根據(jù)ICP全元素分析， 沒(méi)有檢測(cè)到Li、 Na、 K、 Mg、 Ca、 Sr、 Ba、 Sc、 Y、 Ti、 Zr、 V、 Nb、 Cr、 Mo、 W、 Mn、 Fe、 Ru、 Co、 Rh、 Ni、 Pd、 Pt、 Cu、 Ag、 Au、 Zn、 Cd、 Al、 In、 Si、 Sn、 Pb、 P、 Sb和S，且所有周期表第1族和第2 族元素的含量都為lppm或以下。
工業(yè)實(shí)用性
根據(jù)本發(fā)明碘化合物的制備方法，碘可以高選擇性地《I入到各種 底物中。因?yàn)椴槐厥褂觅F金屬和特殊的試劑，因此，可以很容易地在
工業(yè)規(guī)模上進(jìn)行該反應(yīng)，并且可以得到高純產(chǎn)物。
此外，本發(fā)明包括坱化反應(yīng)、分離和純化步驟的工藝使得可以很
容易地以高產(chǎn)率獲得高純度的5-碘-2-甲基苯曱酸，其可用于功能化 學(xué)產(chǎn)品如藥物。包括碘化反應(yīng)、分離和純化的步驟的特征在于，它們 過(guò)程簡(jiǎn)單，純化負(fù)載較小，并且非常有利于在工業(yè)上實(shí)施。
權(quán)利要求
1.一種碘化合物的制備方法，其中碘與底物在孔徑為O.5～2nm的多孔材料的存在下，或在上述多孔材料和氧化劑的存在下反應(yīng)，其中上述多孔材料為選自H-β型沸石，所述氧化劑是至少一種選自由碘酸、高碘酸、過(guò)硫酸、過(guò)硫酸鹽和硝酸組成的含氧酸的化合物，其中所述底物由至少一種選自由下式(1)表示的芳烴組成R-Ar-X(1)其中，R表示氫原子，鹵原子，或烷基；Ar表示芳族單環(huán)；X表示鹵原子或羧基；R和X可以相同或者可以存在多個(gè)。
2. 如權(quán)利要求1所述的缺化合物的制備方法，其中，R是氟原子。
3. 如權(quán)利要求1所述的碘化合物的制備方法，其中，X是氟原子。
全文摘要
提供了一種碘化合物的制備方法，其中碘與底物在孔徑為500nm或以下的多孔材料的存在下，或在上述多孔材料和氧化劑的存在下反應(yīng)，以及高純度5-碘-2-甲基苯甲酸的制備工藝，其包括通過(guò)上述方法進(jìn)行的碘化反應(yīng)步驟，其中通過(guò)加入水或進(jìn)行冷卻和接著分離使產(chǎn)物沉淀出來(lái)的晶體沉淀和分離步驟，和其中用有機(jī)溶劑對(duì)分離出的晶體進(jìn)行重結(jié)晶的純化步驟。根據(jù)上述碘化合物的制備方法，碘可以高選擇性地引入到各種底物中。因?yàn)椴槐厥褂觅F金屬和特殊的試劑，因此，可以很容易地在工業(yè)規(guī)模上進(jìn)行該反應(yīng)，并且可以得到高純產(chǎn)物。此外，本發(fā)明包括碘化反應(yīng)、分離和純化步驟的工藝使得可以很容易地以高產(chǎn)率獲得高純度的5-碘-2-甲基苯甲酸，其可用于功能化學(xué)產(chǎn)品如藥物。包括碘化反應(yīng)、分離和純化的步驟的特征在于，它們過(guò)程簡(jiǎn)單，純化負(fù)載較小，并且非常有利于在工業(yè)上實(shí)施。
文檔編號(hào)C07C211/00GK101362681SQ200810130489
公開(kāi)日2009年2月11日 申請(qǐng)日期2004年2月10日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月10日
發(fā)明者伏見(jiàn)則夫, 佐藤良文, 吉村貴史, 日高敏雄, 銅谷正晴 申請(qǐng)人:三菱瓦斯化學(xué)株式會(huì)社