[发明专利]一种促进氰基快速水解制备羧酸类化合物的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种促进氰基快速水解制备羧酸类化合物的方法，属于有机合成方法及化学工艺技术领域。

背景技术

氰基(-CN)化合物(有机物称为腈)中的氰基为强极性基团，π键容易极化，大多数腈类化合物都是化学合成而来，也有一些是由广泛存在于自然界的生物合成得到(Acta Pharmaceutica Sinica，2001，28(6)：76-81)。在许多具有工业价值的化学品中常包含氰基，而且腈通常被用作合成一系列胺、酸和聚合物的起始原料，其水解反应被广泛应用于氨基酸、酞胺、羧酸及其衍生物的合成，在有机合成中占有极其重要的地位。

这类化合物在常温常压下的酸碱催化水解已经有较多的研究，在高温液态水中脂肪族腈类的水解反应也有报道(J.Am.Chem.Soc.，1939，61：560-563；Aust.J.Chem.1966，19：1013；Can.J.Res.，1942，20：121；J.Supercritical Fluids，1997，10：191-200.)，其水解产物主要是酰胺或羧酸。但是，在酸或碱作用下完全转化为羧酸比较困难，需要高浓度试剂和较长时间或需要较高温度。

芳香腈受吸收电子芳基的影响，使水解反应较脂肪腈容易一些。在金属离子和酸、碱条件下，可以制备酰胺衍生物，但是水解制备羧酸时，使用低浓度碱或酸以及添加金属离子的方法则不再适用，反应条件更加苛刻，往往反应不彻底得到酰胺和羧酸的混合物(J.Mol.Catal.A：Chem.2000，160：249；Bioorganic&Medicinal Chemistry，2001，9：2993-2998)。中国发明专利92104616.2介绍了一种用60-98％浓硫酸在100-160℃水解羟基腈的方法，用酸量大，时间较长。

由此可见，虽然腈水解为羧酸的反应早已为人们所用，但是仍需改善这种苛刻的反应条件。

发明内容

本发明的目的是针对上述存在问题，提供了一种促进氰基快速水解制备羧酸类化合物的方法，

本发明的技术方案：

一种促进氰基快速水解制备羧酸类化合物的方法，在碱性条件下，以含碘离子的化合物催化氰基的水解反应生成羧酸类化合物，具体步骤如下：

1)将碱性化合物或碳酸盐溶于水中制得碱溶液，碱溶液的质量百分比浓度为1％～饱和状态；

2)在碱溶液中加入碘化物并搅拌溶解，然后加入氰基化合物，在0～120℃的反应温度下搅拌回流0.5-5小时进行水解反应，得到反应液，其中碘化物与碱溶液中碱性化合物或碳酸盐的摩尔比为1∶0.1～1000，氰基化合物与碱溶液中碱性化合物或碳酸盐的摩尔比为1∶0.1～100；

3)将反应液静置冷却至室温，搅拌条件下加入浓度为10％的硫酸并使pH值为7，待晶体完全析出后，过滤得到固体；

4)将该固体溶于去离子水中，加入质量浓度为20％的盐酸至pH为5，然后用无水乙醚萃取；

5)将萃取液干燥后，蒸除乙醚，即可制得羧酸类化合物。

所述碱性化合物为氢氧化钠、氢氧化钾或氢氧化钙；所述碳酸盐为碳酸钠或碳酸钾。

所述碘化物为碘化钠、碘化钾或碘化亚铜。

所述氰基化合物为乙腈、丙腈、丁腈或苯甲腈。

本发明的优点是：工艺简单，反应温度低，在常规加热装置中即可进行反应，易于实施；反应所需时间短，产率即可达到60-99％，可大大提高生产效率。

具体实施方式

实施例1

将2g氢氧化钠加入到10mL水中，配制成浓度为16.7％的碱液；加入碘化钠0.4g，搅拌溶解后，加入1.2g丁腈，搅拌下升温到回流状态，水解1h后，将反应液静置冷却至室温，搅拌下逐渐加入浓度为10％的硫酸，当pH值接近7时，晶体大量析出，停止中和，待晶体析出完全后，过滤，得到丁酸钠固体，将该固体溶于去离子水中，用质量浓度为20％的盐酸中和至pH＝5，用无水乙醚萃取、干燥、蒸除乙醚，得到丁酸。产率：87％。沸点：164℃，；红外光谱数据(cm^-1)：2980，1720，1468，1420，1288。

实施例2：

将4g氢氧化钾加入到10mL水中，配制成浓度为28.7％的碱液；加入碘化钠1g，搅拌溶解后，加入1.2g邻氨基苯腈，搅拌下升温到回流状态，水解1h后，将反应液静置冷却至室温，搅拌下逐渐加入浓度为10％的硫酸，当pH值接近4时，析出固体，停止中和，待晶体析出完全后，过滤，得到邻氨基苯甲酸粗品，用去离子水重结晶，得到纯净的邻氨基苯甲酸。产率：90％。熔点：147-148℃；红外光谱数据(cm^-1)：3390，3325，2580，1690，1614，1586，1378，1247。