[发明专利]2-(2-羧基苯基)苯并咪唑钴配合物及其在苯乙酸或其衍生物合成中的应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种以2-(2-羧基苯基)苯并咪唑钴配合物为催化剂，通过羰基化法，以取代的苄基氯和一氧化碳为原料合成苯乙酸衍生物的方法，属于有机合成技术领域。

背景技术

苯乙酸类化合物是一种重要的精细化工中间体，广泛应用于医药、农药、香料等领域。在医药方面，可用于青霉素系列产品，镇静和抗颠痫药苯巴比妥和扑米酮，抗抑郁药阿米替林，心血管药乳酸心可定、地巴唑，抗胆碱药阿托品、解痉灵，抗风湿性药及食欲抑制剂等药物的合成。在农药方面，可用于制造杀虫剂、杀菌剂、除草剂和灭鼠剂等。在香料工业方面，苯乙酸及其酯类化合物主要是作为定香剂和修饰剂，应用于洗涤剂、清洁剂、肥皂、烟草、化妆品、食品等行业。另外，在高性能工程塑料、荧光增白剂、染料、液晶材料等方面苯乙酸类化合物也有广泛的应用。

苯乙酸的合成方法有很多，常见的主要有以下几种：氰化钠法、苯乙烯法、苯乙酮法、苯与醋酸酐法和苄氯羰基化法。苄氯羰基化法是以一氧化碳和取代的苄基氯为原料，经催化羰基化合成相应的苯乙酸类化合物。该方法以一氧化碳这一工业废气为反应原料，对其进行了回收再利用，生产出高附加值的化工中间体，符合绿色化学、循环经济的要求，具有很好的经济效益和环境效益，应用前景广阔。

在羰基化催化反应制取苯乙酸类化合物的反应中，催化剂是反应的核心技术，直接决定该反应的应用前景。经过多年的研究发展，目前常用的催化剂主要是铑、钯、钴等过渡金属及其配合物。其中，铑、钯金属催化剂表现出很好的催化效果，但是其价格昂贵，生产成本高，限制了该类催化剂的进一步推广应用。另外，已报道的金属钴类催化剂，虽然价格较为低廉，但催化效果较差，反应条件较为苛刻，收率较低，仍需进一步改进。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种2-(2-羧基苯基)苯并咪唑钴配合物。

本发明的另一目的是提供上述2-(2-羧基苯基)苯并咪唑钴配合物在苯乙酸及其衍生物合成中的应用。

本发明实现过程如下：

结构式（I）所示的配合物，

其属于单斜晶系，P2(1)/c空间群，晶胞参数为a = 14.9627(18)?，b =  8.1564(10) ?，c = 22.550(3) ?，α= 90 deg，β=107.834(2) deg，γ= 90 deg。

上述配合物的制备方法包括以下步骤：将摩尔比为1:1的可溶性钴盐和2-(2-羧基苯基)苯并咪唑溶于甲醇与水体积比为1:1的溶液中，加热回流，冷却即得产物。

上述配合物作为催化剂在方程式（II）所示的苯乙酸及其衍生物合成中的应用，

在上述反应过程中，以取代的苄基氯为原料，结构式（I）所示的配合物为催化剂，季铵盐为相转移催化剂，正丁醇和氢氧化钠溶液的非均相混合体系为溶剂，向其中通入一氧化碳加热反应。反应结束后，分出水相酸化即得苯乙酸或其衍生物。有机相中富含催化剂，可回收循环使用。

本发明的优点与积极效果：

1、本发明反应条件温和，且在常压下进行；采用一锅煮法无需多步反应，后处理操作简单。

2、使用本发明提出的催化剂，以不同取代基的苄基氯为原料，均较高产率的得到了目标产物，表明该催化剂具有很好普适性。

3、本发明提出的催化剂，制备简单，成本低廉，在催化羰基化反应过程中，用量少，活性高，且易于分离回收，循环使用。

附图说明

图1为本发明配合物的单晶结构图。

具体实施方式

为了更清楚的理解本发明，下面通过实施例对本发明做进一步的详细描述。

实施例1：配合物催化剂的合成

称取0.24g氯化钴和0.24g 2-(2-羧基苯基)苯并咪唑，溶于100mL甲醇与水体积比为1:1的溶液中，加热回流2h，过滤清液于锥形瓶中，冷却结晶即得产物。其单晶结构数据如下：分子式C₂₉H₂₆CoN₄O₇，其属于单斜晶系，P2(1)/c空间群，晶胞参数为a = 14.9627(18)?，b =  8.1564(10) ?，c = 22.550(3) ?，α= 90 (deg)，β=107.834(2) deg，γ= 90 deg。