[发明专利]一种微波反应制备高纯度顺-5-降冰片烯-外型-2，3-二羧酸酐的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种微波反应制备高纯度顺-5-降冰片烯-外型-2，3-二羧酸酐的方法。

背景技术

顺-5-降冰片烯-外型-2，3-二羧酸酐是合成抗抑郁药物鲁拉西酮的一种重要的原料，其结构式为：

                                                 。

专利申请公开号JP2011184340A中公开了以顺-5-降冰片烯-内型-2，3-二羧酸酐为原料，通过长达6小时高温200℃加热转位制得，其不足之处在于：所得产物的转位收率较低，仅为35%，而且由于原料转位不彻底易产生12%含量的氧化物杂质，需要加入抗氧化添加剂来降低氧化物杂质，该类添加剂毒性较大而且比较昂贵，不利于大规模生产。

专利申请公开号CN101362751A中公开了：将马来酰亚胺与环戊二烯反应得到顺-5-降冰片烯-外型-2，3-二羧酸酐，该方法的不足之处在于：操作繁琐而且产物含有顺-5-降冰片烯-外型-2，3-二羧酸酐、顺-5-降冰片烯-内型-2，3-二羧酸酐和氧化物杂质，分离出单一构型的产物较困难，难以大规模生产。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种利用微波反应由顺-5-降冰片烯-内型-2，3-二羧酸酐来制备高纯度顺-5-降冰片烯-外型-2，3-二羧酸酐的方法，该方法反应过程简单，反应时间短，无需加入添加剂；副产物少，使得产品的收率高达80%，纯度高达98%，与现有技术相比，是一种不污染环境，工艺清洁，环境友好，便于规模化生产的方法。

本发明的具体技术方案是：

一种微波反应制备高纯度顺-5-降冰片烯-外型-2，3-二羧酸酐的方法，以顺-5-降冰片烯-内型-2，3-二羧酸酐为原料，具体步骤如下： 

（1）将反应器中的顺-5-降冰片烯-内型-2，3-二羧酸酐与溶剂搅拌均匀，放入微波反应釜，设定温度和时间，进行微波反应； 

（2）反应完成后，将步骤（1）的反应器冷却，置于油浴中搅拌进行结晶，冷却至室温，过滤，烘干，得到产物白色固体顺-5-降冰片烯-外型-2，3-二羧酸酐。

步骤（1）中所述溶剂为甲苯或二甲苯或乙酸丁酯或二氧六环中的一种，优选为甲苯。所述溶剂的作用是将白色固体顺-5-降冰片烯-内型-2，3-二羧酸酐溶解分散在溶剂中，在微波的作用下将顺-5-降冰片烯-内型-2，3-二羧酸酐转位为顺-5-降冰片烯-外型-2，3-二羧酸酐。之所以选择这几种溶剂，一方面是因为能够更好地溶解顺-5-降冰片烯-内型-2，3-二羧酸酐，并在溶剂内和微波作用下将顺-5-降冰片烯-内型-2，3-二羧酸酐转位为顺-5-降冰片烯-外型-2，3-二羧酸酐；另一方面是因为这几种溶剂作为高沸点溶剂，在步骤（2）中油浴搅拌时起到保温的作用。之所以优选为甲苯，是因为选用甲苯作为溶剂时，其产品顺-5-降冰片烯-外型-2，3-二羧酸酐的收率最高。

步骤（1）中所述顺-5-降冰片烯-内型-2，3-二羧酸酐的质量与溶剂的体积之比为1:1-8 g/mL，若比例过小则产品纯度低，若比例过大则产品收率低，优选为1:3 g/mL。

步骤（1）中所述微波反应釜为现有设备，采购于广州万程微波设备有限公司。

步骤（1）中所述微波反应设定的温度为180℃-240℃，设定的时间为5-10min，优选为：温度为200℃，时间为8min。若时间过短，则反应不完全，若时间过长，则氧化杂质会增多，影响产品的收率和纯度。

步骤（1）中所述微波反应中微波的频率为0.3GHz-300GHz，即波长为100cm-1mm的电磁波；优选为100GHz-200GHz。该频率或波长的微波位于电磁波谱的红外辐射（光波）和无线电波之间，当微波炉磁控关管辐射出频率极高的微波时，微波能量场以每秒24.5亿次的速度不断地交换正负极性，分子运动发生了巨变，分子排列起来并高速运动，互相碰撞、摩擦、挤压，使动能-微波能转化为热能。由于此种能量来自溶解于溶剂中的顺-5-降冰片烯-内型-2，3-二羧酸酐中，本身不需要热媒体，不靠对流，其原料自身温度便可以很快上升，从而可以全面、快速、均匀地进行加热。也就是说微波加热是内源性热源，微波加热具有选择性。

由于微波独特的加热方式，在反应中可以极大地提高化学反应速度，降低了反应的活化能，改变了反应动力学。利用微波独特的加热方式和微波对化学反应存在“非热效应”，可以加快反应的进行，显示出其反应迅速、完全、产率高、选择性好等优点。