介紹

1,3-金剛烷二甲酸的分子式為C??H??O?，分子結(jié)構(gòu)由金剛烷核心組成，金剛烷是一種具有籠狀結(jié)構(gòu)的多環(huán)烷烴，包含三個(gè)相互融合的六元環(huán)。在1,3-金剛烷二甲酸中，金剛烷的1號(hào)和3號(hào)碳原子上各連接一個(gè)羧基（-COOH）。 外觀為白色晶體粉末。

圖一 1,3-金剛烷二甲酸

應(yīng)用

1,3-金剛烷二甲酸因具有雙官能團(tuán)，是許多有應(yīng)用前景的金剛烷二取代衍生物共同使用的中間體。Novakom報(bào)道了金剛烷二甲酸衍生物經(jīng)催化氫化得到金剛烷二胺取代衍生物，有良好的抗病毒作用，尤其是抗流感病毒；日本合成橡膠公司(Japan Synthetic Rubber Co .Ltd)報(bào)道它在酸催化下與丙烯醇酯化，最后經(jīng)聚合制備高分子材料，具有透明度好、硬度高、抗沖擊及熱穩(wěn)定性能優(yōu)異的特點(diǎn)，在有機(jī)新材料領(lǐng)域，有著廣泛的應(yīng)用前景，特別在光通訊領(lǐng)域前景十分看好。近年來(lái)，各種金剛烷二取代衍生物的材料制備及性能研究越來(lái)越受到重視，這是由于它具有雙官能團(tuán)，這樣聚合成的高分子材料具有優(yōu)異的特性，在功能材料中占有重要的地位。

合成

現(xiàn)有合成的缺點(diǎn)

由金剛烷溴化合成1，3-二溴代金剛烷，然后利用銀鹽使溴生成AgBr沉淀從而水解成1 ，3-金剛烷二醇，進(jìn)而利用1 ，3-金剛烷二醇在濃硫酸作用下與甲酸起Koch-Haaf 反應(yīng)合成1,3-金剛烷二甲酸。使用的主要原料有：金剛烷、溴素、鐵、硫酸銀、濃硫酸和甲酸，需要分3步完成。具體操作為：將金剛烷與液溴、鐵粉放在燒瓶中90℃回流反應(yīng)2h ， 反應(yīng)結(jié)束后，小心加入亞硫酸氫鈉浸泡，用甲醇/水重結(jié)晶，得到1 ，3-二溴金剛烷；將1 ，3-二溴金剛烷和硫酸銀在丙酮、水的混合溶劑中，加熱回流5h ，反應(yīng)結(jié)束，趁熱過(guò)濾，濾液冷卻結(jié)晶，析出1 ，3-金剛烷二醇；室溫下，將1 ，3-金剛烷二醇加入到濃硫酸中，攪抖、滴加甲酸，反應(yīng)8h后，入冰水，有白色固體析出，過(guò)濾得1,3-金剛烷二甲酸。采用金剛烷為起始原料，合成路線較長(zhǎng)，且在過(guò)程中涉及到銀鹽和溴的回收利用問(wèn)題，操作復(fù)雜，需要的設(shè)備及溶劑較多。

新合成方法

向裝有機(jī)械攪拌器、回流冷凝管、恒壓滴液漏斗、溫度計(jì)的250mL四口燒瓶中加入濃硫酸100mL，攪拌下，慢慢向內(nèi)加入1-金剛烷甲基酮（R=CH3）15g(84 .1mmol) ，加完后保持 1 5分鐘，冰水浴控制0 ℃ ，然后在30分鐘內(nèi)用恒壓滴液漏斗緩慢滴加混酸溶液（發(fā)煙硝酸 16ml(0 .34mol)+濃硫酸16ml)，加畢后，保溫1h，自然升溫至20℃反應(yīng)10h，反應(yīng)結(jié)束，將反應(yīng)液緩慢倒入200mL冰水中，邊倒邊攪拌，有白色固體析出，抽濾得沉淀，少量水洗濾餅，真空干燥，得白色粉末固體1,3-金剛烷二甲酸11.4g，含量98%，產(chǎn)率60.5%[1]。

圖二 1,3-金剛烷二甲酸的合成

參考文獻(xiàn)

[1]高鋆,李寶強(qiáng),蔣曉青,等.一種1,3-金剛烷二甲酸的制備方法[P].浙江省:CN201510966830.4,2017-05-10.