2,5-二羟基连苯二甲酸

2022/5/25 15:18:21

概述

2,5-二羟基连苯二甲酸中文同义词:4,4'-二羟基-3,3'-联苯二甲酸,英文名称:4,4'-Dihydroxy-[1,1'-biphenyl]-3,3'-dicarboxylic acid,分子式:C14H10O6,分子量:274.23,化学结构式如下图所示:

 

 

合成路线[1]

设计了一条合理的合成路线用于目标配体(3,3′-二羟基-4,4′-联苯二甲酸)的制备,即以4-氨基水杨酸为原料,经过Sandmeyer反应、甲基化反应、Ullmann偶联反应和水解反应共4步反应。

 

实验方法

1.碘水杨酸(Ⅰ)的合成

分别称取17.95g(0.072)CuSO4·5H2O、5.50g(0.086mol)Cu粉、55.00g(0.332mol)KI放入烧瓶,加入110mL去离子水、100mL硫酸(质量分数为20%),搅拌反应1h,冰水浴冷却至5℃以下,即得淡黄色乳状物(碘化亚铜)以备后用.称取11.00g(0.072mol)4-氨基水杨酸放入500mL单口烧瓶中,加入200mL硫酸(质量分数为50%),搅拌至白色浆状后冷却至0℃,缓慢滴加配 制好的亚硝酸钠溶液[5.5g(0.080mol)亚硝酸钠溶于36mL蒸馏水].温度控制在0~5℃,在10min内滴加完毕(白色浆状变为棕色溶液),即得4-氨基水杨酸的重氮盐.将重氮盐通过长颈漏斗缓慢加入到装有新制碘化亚铜的烧瓶中,进行Sandmeyer反应(以Ar为保护气体,温度控制在5℃以下反应1h(反应有棕黄色泡沫状物质产生)).将Sandmeyer反应产物抽滤得到淡黄色固体,干燥后分批加入 乙醇加热萃取,并用乙醇-水溶液重结晶,得黄色固体(Ⅰ)10.467g(0.040mol),产率为55.6%(文献产率为79%).熔点:235~238℃(文献值为225~230℃);1HNMR(CDCL3):δ10.47(s,1H,O-H),7.59(d,1H,Ph-H),7.46 (s,1H,Ph-H),7.32(d,1H,Ph-H);FT-IR(υ):3088cm-1,宽的O-H伸缩振动峰;1672cm-1,羰基C=O伸缩振动;1560、1473cm-1,芳环上C=C伸缩振动.

2.4-碘-2-甲氧基苯甲酸甲酯(Ⅱ)的合成

分别称取7.70g(0.029mol)4-碘基水杨酸(Ⅰ)、8.54g(0.062mol)碳酸钾加入50mL丙酮中,加入9mL(0.096mol)硫酸二甲酯,搅拌加热回流8h.用丙 酮萃取该反应物,即得到目标产物,进一步提纯后得到白色固体(Ⅱ)5.96g(0.021mol),产率为72.4%熔点:51~54℃;1HNMR(CDCL3):δ7.42(d,1H,Ph-H),7.30~7.27(d,2H,Ph-H),3.90 (s,3H,CH3),3.83(s,3H,CH3 );FT-IR(ν):2949 cm-1,甲基C-H伸缩振动峰;1682cm-1,羰基C=O伸缩振动峰;1200、1094cm-1,分别为C-O-C的不对称和对称伸缩振动峰;870、766、724cm-1,苯环上C-H面外弯曲振动.

3.3,3′-二甲氧基-4,4′-联苯二甲酸甲酯(Ⅲ)的合成

分别称取3.01g(0.010mol)4-碘-3-甲氧基苯甲酸甲酯(Ⅱ)和9.07g(0.143mol)铜粉,充分研磨,混合后加入三口烧瓶内进行Ullmann反应.以Ar为保护气体,反应温度控制在210~220 ℃,加热3h.冷却后用乙酸乙酯萃取,萃取液蒸干得淡黄色固体,重结晶得白色固体(Ⅲ)0.9713g(0.003mol),产率为60%.熔点:163~165℃ (文献值为170~171℃);1HNMR(CDCL3):δ7.93~7.86(m,2H,Ph-H),7.23~7.17(d,2H,Ph-H),6.68~6.61 (d,2H,Ph-H),4.01(s,3H,CH3),3.94(s,3H,CH3),3.89(s,3H,CH3),3.87 (s,3H,CH3);FT-IR(v):2950cm-1,甲基C-H伸缩振动;1701cm-1,羰基C=O伸缩振动.

4.3,3′-二羟基-4,4′-联苯二甲酸(Ⅳ合)的成

分别称取2.04g(0.018mol)新制备的吡啶盐酸盐和0.33g(1mmol)3,3′-二甲氧基-4,4′-联苯二甲酸甲酯(Ⅲ)加入三口烧瓶中,在Ar保护下加热搅拌3h,温度控制在210~220℃.反应结束后,待温度降低到100℃,往三口烧瓶内加入6mL质量分数为20%的稀盐酸.待温度降到室温后,抽滤,干燥后得产物(Ⅳ)0.06g(21.89 mmol),产率为21.89%.熔点:344℃(分解);1HNMR(CD3OD):δ7.80(br,2H,Ph-H),7.22(br,4H,Ph-H);FT-IR(v):3220cm-1,O-H伸缩振动;2960cm-1,甲基C-H伸缩振动;1733cm-1,羰基C=O伸缩振动;1236、1011cm-1,Ar-O-C伸缩振动.C14106计算值:w(C)=61.31%,w(H)=3.68%;实测值:w(C)=61.12%,w(H)=3.76%.

应用前景[2]

1.3,3'-二羟基-4,4'-联苯二甲酸(H2L)为配体,通过溶剂热法与金属离子反应和单晶-单晶转变得到以一种新型的多孔纳米材料——金属有机骨架(Metal-Organic Frameworks,MOFs)。

参考文献

[1]周俊,徐仁晖,杨捷,沈旋,张鉴均,朱敦如.3,3′-二羟基-4,4′-联苯二甲酸的合成和表征[J].南京工业大学学报(自然科学版),2007(01):16-18+35.

[2]刘晓岚. 3,3'-二羟基-4,4'-联苯二甲酸的MOFs合成及性质研究[D]. 江苏:南京工业大学,2015.

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