本文将探讨不同的合成方法，以及它们在制备9-芴甲酸时的应用和效果。通过对这些合成路线的研究和比较，可以为该化合物的高效合成提供重要参考。
简述：9-芴甲酸是一种白色至类白色结晶,熔点为228~231℃,闪点为230℃,不溶于水。作为一种重要的化工原料,9-芴甲酸广泛应用于有机合成和染料、油漆、医药、树脂、杀虫剂及分子生物学领域,因此工业化生产9-芴甲酸的意义重大。
合成：
1. 以二苯乙醇酸为原料
Henry J Richter以二苯乙醇酸为原料, 在装有冷凝管和干燥管的三颈瓶中加入二苯乙醇酸和无水无噻吩苯密封搅拌一段时间, 然后将混合液放在冰水中冷却直到结晶, 再加入三氯化铝, 加热回流3 h, 最后酸化得到9-芴甲酸。得到的9-芴甲酸粗产品可在45℃的苯中进一步纯化得到无色的9-芴甲酸, 产率为71%~81%, 产品熔点为219~222℃。
2. 以芴为原料
William和Charles以芴为原料, 在加入液氨、芴、氨基钠和无水乙醚的三颈瓶中搅拌使其反应, 然后加热蒸出液氨, 加入更多的无水乙醚, 得到棕色的钠代盐悬浮液, 把悬浮液倒入大量粉碎过的干冰中, 将干冰挥发后的残留物用稀盐酸酸化得到9-芴甲酸, 产率为93%。反应中用氨基锂和氨基钾替换氨基钠的产率分别为64%和89%。产品熔点为221~226.5℃, 在冰醋酸中重结晶后得更纯的产品, 熔点为227~229℃, Richter曾对9-芴甲酸的纯度问题进行了描述。反应式如下:
傅志伟等人在环己烷与二甲基亚砜的混合溶剂中加入芴和催化剂, 搅拌升温, 反应3~4 h后, 通入甲酸乙酯, 生成9-芴甲醛;然后向9-芴甲醛中加入氧化剂, 析出结晶, 得9-芴甲酸粗产物;将9-芴甲酸粗产物溶解, 调pH值为8~9, 采用有机溶剂萃取, 留水相;再调p H值为5~6, 再次使用有机溶剂萃取, 浓缩、干燥得精制9-芴甲酸, 测试纯度达99%以上。该方法在制备9-芴甲醛时采用乙醇的乙醇钠为催化剂, 成本低廉, 溶解性好,安全性高, 容易回收, 采用高锰酸钾为氧化剂, 氧化性强, 成本低廉。粗产品采用两次提纯的提纯溶剂价格低廉, 降低了生产成本, 并且得到的精制产品纯度较高。该方法适合工业化生产。
3. 以9-溴芴为原料
Thierry等人以9-溴芴为原料, 氯化双 (三环己基膦) 镍, 四丁基碘化铵和锌作催化剂, N, N-二甲基乙酰胺作溶剂, 在室温下与一个大气压下的二氧化碳反应得到9-芴甲酸, 产率60%。反应式如下:
该反应以9-溴芴与二氧化碳为原料在常温下进行, 安全环保, 但产率不高, 且9-溴芴价格比较贵, 该方法的应用还需要得到优化。
总的来说，在合成9-芴甲酸的三种方法中，以二苯乙醇酸为原料的合成路线由于苯的毒性考虑而未被广泛采用。以芴为原料的合成方法中，William和Charles的方法中液氨和干冰的使用对工业化生产带来一定困难。傅志伟等人提出的合成方法具有低成本、高安全性的特点，适合工业化生产。以9-溴芴为原料的合成方法虽然操作简单，但面临着产率不高、可能产生有毒氰化物以及9-溴芴价格昂贵等问题，该合成路线仍然处于不够成熟的阶段，需要进一步优化反应条件。
参考文献：
[1]薛飞,黄鹏,李忠铭. 9-芴甲酸的合成工艺研究 [J]. 江汉大学学报(自然科学版), 2016, 44 (04): 353-359. DOI:10.16389/j.cnki.cn42-1737/n.2016.04.011.
[2]薛飞,代飞,黄鹏等. 9-芴甲酸的合成研究进展 [J]. 山东化工, 2015, 44 (01): 78-80. DOI:10.19319/j.cnki.issn.1008-021x.2015.01.027.
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