СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 2,3,-ДИКАРБОКСИ-9,10-АНТРАХИНОНА Российский патент 2004 года по МПК C07C66/02 C07C51/83 C07C51/00 

Описание патента на изобретение RU2228924C1

Введение

Изобретение относится к получению 2,3-дикарбокси-9,10-антрахинона, являющегося исходным продуктом для синтеза металлокомплексов тетра-9,10-антрахинон-2,3-порфиразина, которые могут быть использованы в качестве катализаторов электрохимических реакций.

Уровень техники

Известен единственный способ получения 2,3-дикарбокси-9,10-антрахинона [K.Sakamoto, E.Ohno Synthesis of Cobalt Phthalocyanine Derivatives and their Cyclic Voltammograms //Dyes and Pigments. 1997. Vol. 35. N 4. P. 375-386]. Он заключается в ацилировании соединения бензольного ряда ангидридом о-дикарбоновой кислоты в присутствии безводного хлористого алюминия с последующей обработкой полученного промежуточного продукта концентрированной серной кислотой и окислением полученного продукта.

Способ реализуется в несколько стадий:

1. Ацилированием соединения бензольного ряда ангидридом о-дикарбоновой кислоты в присутствии безводного хлористого алюминия. При этом в качестве соединения бензольного ряда используют о-ксилол, а в качестве ангидрида о-дикарбоновой кислоты - ангидрид фталевой кислоты.

Реакцию ведут в хлороформе при температуре кипения реакционной смеси в течение 60 минут. Продукт ацилирования выделяют выливанием на смесь льда и соляной кислоты и перекристаллизацией полученного осадка из диэтилового эфира. Выход: 81%.

2. Обработка полученного на первой стадии промежуточного продукта (о-ксилол-о-бензойной кислоты) концентрированной серной кислотой при 150°С.

Полученное в результате такой внутримолекулярной циклизации соединение перекристаллизовывают из бензола. Выход: 35%.

3. Окисление полученного по второй стадии 2,3-диметил-9,10-антрахинона перманганатом калия в сернокислом растворе при 90-95°С в течение 10 минут.

4. Выделение целевого продукта растворением в разбавленном водном растворе гидроксида аммония и высаждением 2,3-дикарбокси-9,10-антрахинона из раствора при его подкислении соляной кислотой. Выход: 66%.

Выход 2.3-дикарбокси-9,10-антрахинона, учитывая все стадии процесса, в пересчете на исходный фталевый ангидрид не превышает 19%. Недостатками этого способа являются:

- низкий выход целевого продукта;

- достаточная сложность процесса из-за необходимости применения стадии окисления 2,3-диметил-9,10-антрахинона;

- большой расход дорогостоящего перманганата калия.

Сущность изобретения

Изобретательская задача состояла в поиске способа получения 2,3-дикарбокси-9,10-антрахинона ацилированием соединения бензольного ряда ангидридом о-дикарбоновой кислоты в присутствии безводного хлористого алюминия, последующей обработкой полученного промежуточного продукта концентрированной серной кислотой и выделением целевого продукта, который позволил бы повысить выход целевого продукта, был бы более простым и экономичным.

Поставленная цель достигается способом получения 2,3-дикарбокси-9,10-антрахинона ацилированием соединения бензольного ряда ангидридом о-дикарбоновой кислоты в присутствии безводного хлористого алюминия, последующей обработкой полученного промежуточного продукта концентрированной серной кислотой и выделением целевого продукта, в котором в качестве соединения бензольного ряда используют бензол, а в качестве ангидрида о-дикарбоновой кислоты - диангидрид пиромеллитовой кислоты, с получением в качестве промежуточного продукта 5-бензоилтримеллитовой кислоты, которую обрабатывают концентрированной серной кислотой для получения целевого продукта.

Изобретение позволяет:

1. Повысить выход целевого продукта до 61%, т.е. более чем в 3 раза.

2. Упростить способ за счет исключения стадии окисления.

3. Повысить экономичность за счет исключения дорогостоящего перманганата калия.

Сведения, подтверждающие возможность воспроизведения изобретения

Для реализации способа используют следующие вещества:

бензол - ГОСТ 5955-75;

диангидрид пиромеллитовой кислоты - ТУ 6-14-786-72;

безводный хлористый алюминий - ОСТ 6-01-300-74;

концентрированная серная кислота - ГОСТ 4204-77;

Способ реализуется в три стадии:

Пример

1. Ацилирование соединения бензольного ряда ангидридом о-дикарбоновой кислоты в присутствии безводного хлористого алюминия. При этом в качестве соединения бензольного ряда используют бензол, а в качестве ангидрида о-дикарбоновой кислоты - диангидрид пиромеллитовой кислоты.

В колбу, снабженную мешалкой, термометром и обратным холодильником, помещают 10.0 г (0.046 моль) диангидрида пиромеллитовой кислоты, 20 мл бензола и при интенсивном перемешивании прибавляют 18.4 г (0.138 моль) безводного хлористого алюминия. Медленно нагревают реакционную смесь до 75-80°С и выдерживают при этой температуре 8 часов. После охлаждения к реакционной массе добавляют 50 мл воды и после выдержки в течение 30 минут добавляют горячий раствор соды и отделяют выпавший в осадок гидроксид алюминия. К водному слою фильтрата добавляют соляную кислоту до рН 3-4 и отфильтровывают осадок промежуточного продукта (5-бензоилтримеллитовой кислоты), который промывают водой до нейтральной среды и сушат при температуре 75-80°С.

Выход: 10.4 г (72%).

Найдено, %: С 60.31; Н 3.29.

С16Н10О7.

Вычислено, %: С 60.15; Н 3.21.

2. Обработка промежуточного продукта (5-бензоилтримеллитовой кислоты) концентрированной серной кислотой

В колбу, снабженную мешалкой и термометром, помещают 15 мл концентрированной серной кислоты и нагревают до 130°С. Затем при интенсивном перемешивании добавляют 10.0 г (0.032 моль) 5-бензоилтри-меллитовой кислоты, поднимают температуру реакционной смеси до 150°С и выдерживают в течение 5 часов.

3. Выделение целевого продукта.

Массу после охлаждения при перемешивании выливают в 200 мл воды со льдом, фильтруют, промывают водой до нейтральной среды, сушат при температуре 90-95°С.

Полученное вещество желтоватого цвета растворяется в водных растворах щелочей, диметилформамиде, не плавится при нагревании до 300°С.

Выход: 8.1 г (85%).

Найденов, %: С 64.14; Н 2.90.

С16Н8О6. Вычислено, %: С 64.87; Н 2.72.

Выход 2.3-дикарбокси-9,10-антрахинона, учитывая все стадии процесса, в пересчете на исходный диангидрид пиромеллитовой кислоты составляет 61%.

Похожие патенты RU2228924C1

название год авторы номер документа
2,3-ДИКАРБОКСИ-6-СУЛЬФОАНТРАХИНОН 2003
  • Борисов А.В.
  • Майзлиш В.Е.
  • Шапошников Г.П.
  • Побединская И.А.
RU2246485C1
2,3-ДИКАРБОКСИ-6,7-ДИМЕТИЛАНТРАХИНОН 2004
  • Борисов А.В.
  • Майзлиш В.Е.
  • Шапошников Г.П.
RU2264380C1
2,3-ДИКАРБОКСИ-5,6,8-ТРИМЕТИЛАНТРАХИНОН 2004
  • Борисов А.В.
  • Майзлиш В.Е.
  • Шапошников Г.П.
RU2264381C1
ТЕТРА-(5-ОКТАДЕЦИЛСУЛЬФАМОИЛ)АНТРАХИНОНОПОРФИРАЗИНЫ МЕДИ И КОБАЛЬТА 2008
  • Криушкина Мария Александровна
  • Борисов Альберт Валерьевич
  • Майзлиш Владимир Ефимович
  • Шапошников Геннадий Павлович
RU2382788C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 2,3,6(2,3,7)-ТРИКАРБОКСИАНТРАХИНОНА 2003
  • Борисов А.В.
  • Побединская И.А.
  • Майзлиш В.Е.
  • Шапошников Г.П.
RU2247708C1
2,3-ДИКАРБОКСИ-6-(ПАРА-СУЛЬФОФЕНИЛЕН) АНТРАХИНОН 2003
  • Борисов А.В.
  • Майзлиш В.Е.
  • Шапошников Г.П.
  • Побединская И.А.
RU2258065C2
1-АЦЕТИЛ-5,10-ДИОКСИ-5,10-ДИГИДРО-2Н-АНТРА[2,3-D][1,2,3]ТРИАЗОЛ-7,8-ДИКАРБОНОВАЯ КИСЛОТА 2009
  • Криушкина Мария Александровна
  • Харитонова Татьяна Павловна
  • Борисов Альберт Валерьевич
  • Шапошников Геннадий Павлович
RU2421450C1
2,3-ДИКАРБОКСИ-5-АЦЕТИЛАМИНО-7-МЕТОКСИАНТРАХИНОН 2009
  • Криушкина Мария Александровна
  • Борисов Альберт Валерьевич
  • Майзлиш Владимир Ефимович
  • Шапошников Геннадий Павлович
RU2404961C1
2,3-ДИКАРБОКСИ-6-БРОМ-7-МЕТОКСИАНТРАХИНОН 2005
  • Борисов Альберт Валерьевич
  • Майзлиш Владимир Ефимович
  • Шапошников Геннадий Павлович
RU2282617C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАЛЛОКОМПЛЕКСОВ ТЕТРА-(5,8-ДИГИДРОКСИ)-АНТРАХИНОНОПОРФИРАЗИНА 2005
  • Борисов Альберт Валерьевич
  • Майзлиш Владимир Ефимович
  • Шапошников Геннадий Павлович
RU2277098C1

Реферат патента 2004 года СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 2,3,-ДИКАРБОКСИ-9,10-АНТРАХИНОНА

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения 2,3-дикарбокси-9,10-антрахинона, являющегося исходным продуктом для синтеза металлокомплексов тетра-9,10-антрахинон-2,3-порфиразина, которые могут быть использованы в качестве катализаторов электрохимических реакций. Способ заключается в ацилировании соединения бензольного ряда ангидридом о-дикарбоновой кислоты в присутствии безводного хлористого алюминия с последующей обработкой полученного промежуточного продукта концентрированной серной кислотой с выделением целевого продукта, причем в качестве соединения бензольного ряда используют бензол, а в качестве ангидрида о-дикарбоновой кислоты - диангидрид пиромеллитовой кислоты, с получением в качестве промежуточного продукта 5-бензоилтримеллитовой кислоты, которую обрабатывают концентрированной серной кислотой для получения целевого продукта. Простой и экономичный способ позволяет повысить выход целевого продукта до 61%.

Формула изобретения RU 2 228 924 C1

Способ получения 2,3-дикарбокси-9,10-антрахинона ацилированием соединения бензольного ряда ангидридом о-дикарбоновой кислоты в присутствии безводного хлористого алюминия с последующей обработкой полученного промежуточного продукта концентрированной серной кислотой с выделением целевого продукта, отличающийся тем, что в качестве соединения бензольного ряда используют бензол, а в качестве ангидрида о-дикарбоновой кислоты - диангидрид пиромеллитовой кислоты с получением, в качестве промежуточного продукта 5-бензоилтримеллитовой кислоты, которую обрабатывают концентрированной серной кислотой для получения целевого продукта.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2004 года RU2228924C1

SAKAMOTO К
et al
Synthesis of cobalt phthalocyanine derivatives and their cyclic voltammograms
Dyes and pigments
Электрическое сопротивление для нагревательных приборов и нагревательный элемент для этих приборов 1922
  • Яковлев Н.Н.
SU1997A1
Скоропечатный станок для печатания со стеклянных пластинок 1922
  • Дикушин В.И.
  • Левенц М.А.
SU35A1
Ручной дровокольный станок 1921
  • Федоров В.С.
SU375A1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АНТРАХИНОН-ОРТО-ДИКАРБОНОВЫХКИСЛОТ 0
SU259911A1
DE 1262990 А, 14.03.1968
Потокочувствительная магнитная головка 1975
  • Волков Имерт Николаевич
  • Киселев Виталий Степанович
SU570091A1
СН 485638 А, 31.03.1970.

RU 2 228 924 C1

Авторы

Майзлиш В.Е.

Шапошников Г.П.

Борисов А.В.

Широков А.В.

Даты

2004-05-20Публикация

2002-12-02Подача