本發(fā)明涉及有機(jī)溴化物，特別是含有溴基的多羧酸芳烴的一種化學(xué)合成技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

有機(jī)溴化物是重要的有機(jī)合成和藥物、農(nóng)藥合成的中間體，其在工業(yè)（含鉛汽油添加劑）以及藥物化學(xué)領(lǐng)域有重要的應(yīng)用。芳烴的溴化是有機(jī)合成中一類重要的有機(jī)反應(yīng)，生成的溴代芳烴化合物用途廣泛。不僅可以進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為有機(jī)金屬化合物與其它各類化合物發(fā)生反應(yīng)，還可以與烯烴、末端炔烴、胺、鹵代芳烴和有機(jī)金屬化合物等發(fā)生一系列偶聯(lián)反應(yīng)。有機(jī)溴化物的制備方法有多種，如碳碳不飽和鍵與溴分子的加成反應(yīng)，由溴負(fù)離子的原位氧化成溴上溴，但這些方法一般需要較苛刻的反應(yīng)條件且操作繁瑣。

5-溴-1,2,3-苯三甲酸是一種含有溴基的多羧酸芳烴，其中三個(gè)羧基具有一定的位阻，具有不同的構(gòu)象，配位模式豐富。使其在配位聚合物的合成、功能材料及藥物與生物技術(shù)方面具有潛在的應(yīng)用。然而，目前有關(guān)5-溴-1,2,3-苯三甲酸的制備方法雖已見(jiàn)報(bào)道，但制備方法較為復(fù)雜，且反應(yīng)時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，其通過(guò)使用萘酐與濃硫酸在催化劑硫酸銀的條件下反應(yīng)，再通過(guò)與酸性高錳酸鉀反應(yīng)得到目標(biāo)產(chǎn)物。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出一種更加簡(jiǎn)便且產(chǎn)率較高的5-溴-1,2,3-苯三甲酸的制備方法。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：將1,2,3-苯三甲酸與濃硫酸、N-溴代丁二酰亞胺（NBS）混合攪拌進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束處加冰冷卻，經(jīng)過(guò)濾，取固相以去離子水洗滌、真空干燥、重結(jié)晶，取得5-溴-1,2,3-苯三甲酸。

本發(fā)明中1,2,3-苯三甲酸與N-溴代丁二酰亞胺（NBS）在濃硫酸作為溶劑的條件下發(fā)生了苯環(huán)上的親電取代反應(yīng)，生成產(chǎn)物5-溴-1,2,3-苯三甲酸。工藝過(guò)程中加冰只是為了使混合液冷卻，降低其溶解度，并未參與反應(yīng)。

本發(fā)明能夠成功制備出5-溴-1,2,3-苯三甲酸，本工藝反應(yīng)條件簡(jiǎn)單、溫和，無(wú)需大型輔助設(shè)備，且操作簡(jiǎn)便，反應(yīng)的產(chǎn)率也比較好，總產(chǎn)率達(dá)70～80%。

另外，本發(fā)明的方法具有原材料價(jià)格適中、低毒、易得，適合工業(yè)化生產(chǎn)，并具有良好的市場(chǎng)前景和不錯(cuò)的經(jīng)濟(jì)效益，5-溴-1,2,3-苯三甲酸可作為有機(jī)合成和藥物合成的中間體，在醫(yī)藥、農(nóng)藥、生物、有機(jī)功能材料等方面具有潛在的應(yīng)用。

進(jìn)一步地，本發(fā)明先將濃硫酸與1,2,3-苯三甲酸混合加熱到60℃攪拌溶解成無(wú)色溶液后，再將N-溴代丁二酰亞胺（NBS）加入到無(wú)色溶液中，在混合體系的溫度為60℃的條件下進(jìn)行反應(yīng)，再通過(guò)加冰使溶液冷卻，生成沉淀。先將濃硫酸與1,2,3-苯三甲酸混合加熱攪拌目的是使其充分溶解，再與N-溴代丁二酰亞胺（NBS）完全反應(yīng)，反應(yīng)在60℃的條件下進(jìn)行可使反應(yīng)物安全反應(yīng)，得到最佳產(chǎn)率的目標(biāo)產(chǎn)物5-溴-1,2,3-苯三甲酸。

所述1,2,3-苯三甲酸、濃硫酸、N N-溴代丁二酰亞胺（NBS）和冰的混合質(zhì)量比為1∶14～15∶1～1.1∶7～8。使用該用料比可得到最佳產(chǎn)率的目標(biāo)產(chǎn)物5-溴-1,2,3-苯三甲酸，其中1,2,3-苯三甲酸、濃硫酸、N N-溴代丁二酰亞胺（NBS）的用料比較為關(guān)鍵，冰的用量并不是固定的，主要是使得混合液冷卻，降低其溶解度，生成沉淀，。

所述重結(jié)晶時(shí)以乙酸乙酯為溶劑。因原料和產(chǎn)物在乙酸乙酯中的溶解度差別大，在較高溫度時(shí)，產(chǎn)物5-溴-1,2,3-苯三甲酸溶解度較大，而在室溫時(shí)，其溶解度較小，易于析出提純目標(biāo)產(chǎn)物。

附圖說(shuō)明

圖1為采用本方法制成的5-溴-1,2,3-苯三甲酸的紅外光譜圖。

圖2為采用本方法制成的5-溴-1,2,3-苯三甲酸的分子結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方案

一、制備工藝：

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，需要說(shuō)明的是，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅限于下述實(shí)施例。

說(shuō)明：所涉及原料1,2,3-苯三甲酸、濃硫酸、NBS(N-溴代丁二酰亞胺)等均為市售、冰為自制。

將濃硫酸加入到1,2,3-苯三甲酸（A）中，加熱到60℃攪拌，溶解成無(wú)色溶液，攪拌30～60分鐘，然后緩慢加入N-溴代丁二酰亞胺（NBS），攪拌反應(yīng)90～120分鐘。接著將混合液加入到冰中進(jìn)行第二次反應(yīng)，直至有沉淀生成，經(jīng)過(guò)濾，取固相以去離子水洗滌、真空干燥，最后用乙酸乙酯重結(jié)晶、過(guò)濾、干燥，得到目標(biāo)產(chǎn)物5-溴-1,2,3-苯三甲酸（B），分子式為C₉H₅O₆Br·H₂O。

實(shí)施例1：

合成產(chǎn)物5-溴-1,2,3-苯三甲酸所用原料有1,2,3-苯三甲酸、濃硫酸、NBS(N-溴代丁二酰亞胺)、冰的質(zhì)量分別為1.26g、18.4g、1.28g、10g。

實(shí)施例2：

合成產(chǎn)物5-溴-1,2,3-苯三甲酸所用原料有1,2,3-苯三甲酸、濃硫酸、NBS(N-溴代丁二酰亞胺)、冰的質(zhì)量分別為12.6g、184g、12.8g、100g。

實(shí)施例3：

合成產(chǎn)物5-溴-1,2,3-苯三甲酸所用原料有1,2,3-苯三甲酸、濃硫酸、NBS(N-溴代丁二酰亞胺)、冰的質(zhì)量分別為25.2g、368g、25.6g、200g。

以上工藝的反應(yīng)式如下：

二、產(chǎn)物驗(yàn)證

圖1是化合物的紅外光譜圖，樣品采用KBr壓片，測(cè)量波數(shù)范圍4000～400cm^-1。1201cm^-1處為C-O鍵的伸縮振動(dòng)，1492cm^-1 、1579cm^-1 處為苯環(huán)骨架振動(dòng)吸收峰，1729cm^-1處尖峰為羧羰基的伸縮振動(dòng)峰，3093cm^-1處為羧基上-OH的伸縮振動(dòng)峰, 3323cm^-1處為水分子上-OH的伸縮振動(dòng)峰。

化合物晶體結(jié)構(gòu)用單晶X射線衍射儀測(cè)定。采用SHELXTL程序進(jìn)行晶體結(jié)構(gòu)解析，碳、氧原子上的氫原子采用理論加氫，部分溶劑上的氫原子采用Fourier加氫法。對(duì)于所有非氫原子都進(jìn)行各向異性精修。由解析結(jié)果作出化合物的晶體結(jié)構(gòu)圖（見(jiàn)圖2 ），并列出晶體學(xué)數(shù)據(jù)表（見(jiàn)表1），計(jì)算出化合物的鍵長(zhǎng)和鍵角（見(jiàn)表2）。

表1 5-溴-1,2,3-苯三甲酸的晶體學(xué)數(shù)據(jù)

表2 5-溴-1,2,3-苯三甲酸的鍵長(zhǎng)[?]和鍵角[°]