本发明涉及羟基芳香酸的醚的制备，所述羟基芳香酸的醚可有价值地 用于多种用途，如用作中间体或用作制备聚合物的单体。

芳香酸的醚在许多有价值的物质(包括药物和在作物保护中起作用的 化合物)的制造中用作中间体和助剂，并且还在高性能刚性聚合物的生产 中用作单体，所述高性能刚性聚合物为例如用于电器件应用的线性刚性低 聚(2-氨基苯甲酰胺)[Wu等人，Organic Letters(2004)，6(2)，第229 至232页]和聚吡啶并二咪唑等[参见例如Beers等人，High-Performance Fibres(2000)，第93至155页]。
现有的生产2，5-二烷氧基-和2，5-二芳氧基对苯二甲酸的方法涉及将 2，5-二羟基对苯二甲酸逐步烷基化以形成相应的2，5-烷氧基-和2，5-二芳 氧基对苯二甲酸酯，随后将酯脱烷基化成酸。可通过使羟基芳香酸在碱性 条件下与n-烷基硫酸酯接触来将n-羟基芳香酸转化成n-烷氧基芳香酸。 进行此转化反应的一种适宜方法描述于奥地利专利265,244中。收率为中 等收率到低收率，生产率是低生产率并且需要两步处理。
因此，仍然需要能够经济地制备芳香酸的醚并在小规模和大规模作业 以及批量和连续作业中具有高收率和高生产率的方法。
发明概述
本文所公开的发明包括制备芳香酸的醚的方法，这种醚可转化成的产 物的制备方法，此类方法的使用，以及由此类方法获得的和可获得的产 物。
本文方法的一个实施方案提供了制备芳香酸的醚的方法，所述醚可由 式I结构描述

其中Ar为C6～C20单环的或多环的芳基核，R为一价的有机基团，n和m各 自独立地为非零值，并且n+m小于或等于8；所述方法包括
(a)使如式II结构所述的卤代芳香酸

其中每个X独立地为Cl、Br或I，并且Ar、n和m如上所述， 与以下物质接触
(i)包含醇化物RO-M+(其中M为Na或K)的极性质子溶剂、 极性非质子溶剂或醇溶剂，其中所述极性质子溶剂、极 性非质子溶剂或醇溶剂为ROH或酸性小于ROH的溶剂；
(ii)铜(I)或铜(II)源；和
(iii)与铜配位的配体，其中所述配体包括席夫碱；
以形成反应混合物；
(b)加热所述反应混合物以形成如式III结构所述的步骤(a)产物的 m-代盐；

(c)任选地，从其中形成式III的m-代盐的反应混合物中分离出式 III的m-代盐；和
(d)使所述式III的m-代盐与酸接触，以由此形成芳香酸的醚。
本发明的另一个实施方案提供了制备化合物、单体、低聚物或聚合物 的方法，所述方法通过制备一般如式I结构所述的芳香酸的醚，然后使如 此生产出的醚经历反应(包括多步反应)以此制备化合物、单体、低聚物 或聚合物。
发明详述
本发明提供了用于制备芳香酸的醚的具有改善的收率和生产率的方 法，所述醚可由式I结构描述

其中Ar为C6～C20单环的或多环的芳基核，R为一价的有机基团，n和m各 自独立地为非零值，并且n+m小于或等于8。
本文方法的一个实施方案通过以下步骤进行：(a)使如式II结构所述 的卤代芳香酸

其中每个X独立地为Cl、Br或I，并且Ar、n和m如上所述，与以下物质 接触
(i)包含醇化物RO-M+(其中M为Na或K)的极性质子溶剂、极性 非质子溶剂或醇溶剂，其中所述极性质子溶剂、极性非质子溶剂或醇溶剂 为ROH或酸性小于ROH的溶剂；
(ii)铜(I)或铜(II)源；和
(iii)与铜配位的配体，其中所述配体包括席夫碱；
以形成反应混合物；
(b)加热所述反应混合物以形成如式III结构所述的步骤(a)产物的 m-代盐；

(c)任选地，从其中形成式III的m-代盐的反应混合物中分离出式 III的m-代盐；和
(d)使所述式III的m-代盐与酸接触，以由此形成芳香酸的醚。
在式I、II和III中，Ar为C6～C20单环的或多环的芳基核；n和m各 自独立地为非零值，并且n+m小于或等于8；R为一价的有机基团；并且 在式II中，每个X独立地为Cl、Br或I。
由下式

表示的基团为n+m价的C6～C20单环的或多环的芳基核，所述芳基核通过从 芳环或多个芳环(当结构是多环的时)的不同碳原子上脱掉n+m个氢形 成。所述基团“Ar”可以是取代或未取代的；当是未取代的时，其仅包含 碳和氢。
合适的Ar基团的一个实例是如下所示的亚苯基，其中n＝m＝1。

一种优选的Ar基团如下所示，其中n＝m＝2。

一价基团R为一价的有机基团。R优选为C1～C12烷基或芳基。R更优选 为C1～C4烷基或苯基。尤其适合的R基团的实例无限制地包括甲基、乙基、 异丙基、异丁基和苯基。以下示出了R的几个其它非限制性实例：

如本文所用，术语“m-代盐”是由酸形成的盐，所述酸在每个分子中 包含m个具有可置换氢原子的酸基。
在本发明方法中待用作原料的各种卤代芳香酸是可商购获得的。例 如，2-溴苯甲酸可得自Aldrich Chemical Company(Milwaukee， Wisconsin)。然而如Sasson等人在Journal of Organic Chemistry (1986)，51(15)，2880至2883中所述，其可通过苄基溴的氧化来合成。 其它可用的卤代芳香酸无限制地包括2，5-二溴苯甲酸、2-溴-5-硝基苯甲 酸、2-溴-5-甲基苯甲酸、2-氯苯甲酸、2，5-二氯苯甲酸、2-氯-3，5-二硝 基苯甲酸、2-氯-5-甲基苯甲酸、2-溴-5-甲氧基苯甲酸、5-溴-2-氯苯甲 酸、2，3-二氯苯甲酸、2-氯-4-硝基苯甲酸、2，5-二氯对苯二甲酸、2-氯- 5-硝基苯甲酸、2，5-二溴对苯二甲酸、以及2，5-二氯对苯二甲酸，所有这 些均可商购获得。所述卤代芳香酸优选为2，5-二溴对苯二甲酸或2，5-二 氯对苯二甲酸。
本发明方法中，其它可用作原料的卤代芳香酸包括下表左栏中示出的 那些，其中X＝Cl、Br或I，并且其中通过本发明方法由此制得的相应的 芳香酸的醚示于右栏中：


在步骤(a)中，使卤代芳香酸与以下物质接触：包含醇化物RO-M+的极 性质子溶剂或极性非质子溶剂或醇溶剂，其中R如上所定义并且M为Na 或K；铜(I)或铜(II)源；以及与铜配位的二胺配体。
所述醇可以是ROH，其是优选的，或者其可以是酸性小于ROH的醇。 例如，如果R为苯基，使得ROH为苯酚，然后步骤(a)中可用的酸性较弱 的醇的一个非限制性实例是异丙醇。合适的醇的实例无限制地包括甲醇、 乙醇、异丙醇、异丁醇和苯酚，前提条件是所述醇是ROH或酸性小于ROH 的醇。
所述溶剂可以是极性质子溶剂或极性非质子溶剂或质子溶剂和极性非 质子溶剂的混合物。如本文所用，极性溶剂是组分分子表现出非零偶极矩 的溶剂。如本文所用，极性质子溶剂是组分分子包含O-H或N-H键的极性 溶剂。如本文所用，极性非质子溶剂是组分分子不包含O-H或N-H键的极 性溶剂。适用于本文的除了醇以外的极性溶剂的实例包括四氢呋喃、N-甲 基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、以及二甲基乙酰胺。
在步骤(a)中，使卤代的芳香酸优选以总共约n+m至n+m+1当量的醇 化物RO-M+每当量卤代芳香酸的量与醇化物接触。需要介于m和m+1当量用 于形成m-代盐，并且需要介于n和n+1当量用于取代反应。醇化物的总量 优选不超过m+n+1。醇化物的总量还优选不小于m+n以避免还原反应。如 本文中所使用，一“当量”是将与一摩尔氢离子反应的醇化物RO-M+的摩 尔数。对于酸而言，一个当量是指将提供一摩尔氢离子的酸的摩尔数。
如上所述，在步骤(a)中，卤代芳香酸还在与铜配位的席夫碱配体的 存在下与铜(I)或(II)源接触。铜源和配体可以依次加入反应混合物，或 可以单独结合(例如，在水溶液或乙腈溶液中结合)并一同添加。
所述铜源为Cu(I)盐、Cu(II)盐、或它们的混合物。实例无限制地包 括CuCl、CuBr、CuI、Cu2SO4、CuNO3、CuCl2、CuBr2、CuI2、CuSO4和 Cu(NO3)2。可根据所用卤代芳香酸的特性来选择铜源。例如，如果起始卤 代芳酸为溴苯甲酸，则CuCl、CuBr、CuI、Cu2SO4、CuNO3、CuCl2、CuBr2、 CuI2、CuSO4和Cu(NO3)2可被包括在可用的选择中。如果起始卤代芳酸为氯 苯甲酸，则CuBr、CuI、CuBr2和CuI2可被包括在可用的选择中。对大多数 体系而言，CuBr和CuBr2一般是优选的选择。所用铜的量按卤代芳香酸的 摩尔数计通常为约0.1mol％至约5mol％。
所述配体可以是席夫碱。如本文所用，术语“席夫碱”表示包含碳- 氮双键的一种官能团或一类化合物，如式I V结构所示，所述氮原子与芳 基或烷基连接而不与氢连接。其通常是伯胺与酮或醛的缩合产物，所述产 物通过如下反应方案产生：

其中R1、R2和R3各自独立地选自取代的和未取代的C1-C16正烷基、异烷基 和叔烷基；以及取代的和未取代的C6-C30芳基和杂芳基。
在一个实施方案中，本文适用作配体的席夫碱包括二亚胺，如一般由 式V所述

其中A选自
-O-R6-、
R1、R2、R3和R4各自独立地选自取代的和未取代的C1-C16正烷基、异烷 基和叔烷基；以及取代的和未取代的C6-C30芳基和杂芳基；
R5选自H，取代和未取代的C1-C16正烷基、异烷基和叔烷基；和取代和 未取代的C6-C30芳基和杂芳基；以及卤素；
R6、R7、R8和R9各自独立地选自H或取代或未取代的C1-C16正烷基、异 烷基或叔烷基；并且
n＝0或1。
当用于如上所述的席夫碱中的烷基或芳基时，术语“未取代的”是指 所述烷基或芳基不包含碳和氢之外的原子。然而，在取代的烷基或芳基 中，一个或多个O或S原子可任选地取代链中或环中的任何一个或多个碳 原子，前提条件是所得的结构不包含-O-O-或-S-S-部分，并且任何碳 原子不能键合超过一个杂原子。
在另一个实施方案中，本文用作配体的合适的二亚胺包括N，N′-二 (2，4，6-三甲基苯基)-2，3-二亚氨基丁烷(如一般由式VI所述)

在这种情况下，n＝0，R1＝R2＝2，4，6-三甲基苯基，并且R3和R4合在 一起形成与两个氮原子键合的CH3-C-C-CH3部分。
在另一个实施方案中，本文适用作配体的二亚胺包括N，N′-二(三氟 甲基苯)-2，3-二亚氨基乙烷(如一般由式VII所述)

在这种情况下，n＝0，R1＝R2＝(三氟甲基)苯基，并且R3和R4合在一 起形成与两个氮原子键合的CH3-C-C-CH3部分。
适用于本文的配体可以选用以上用名称或结构描述的所有配体中的任 何一种或多种或全部。
适用于本文的各种铜源和配体可以由本领域已知的方法制备，或者可 从供应商如Alfa Aesar(Ward Hill，Massachusetts)、City Chemical (West Haven，Connecticut)、Fisher Scientific(Fairlawn，New Jersey)、Sigma-Aldrich(St.Louis，Missouri)或Stanford Materials(Aliso Viejo，California)处商购获得。
在各种实施方案中，所提供的配体的量可为约1至约8，优选约1至 约2摩尔当量每摩尔铜。在那些以及其它实施方案中，配体摩尔当量与卤 代芳酸摩尔当量的比率可小于或等于约0.1。如本文所用，术语“摩尔当 量”是指将与一摩尔铜相互作用的配体的摩尔数。
在步骤(b)中，加热反应混合物以形成如式III结构所述的步骤(a)产 物的m-代盐：

步骤(a)和(b)的反应温度优选为约40至约120℃，更优选为约 75至约95℃。步骤(a)所需的时间通常为约0.1至约1小时。步骤(b)所 需的时间通常为约0.1至约1小时。在反应期间，可能需要除氧。在任选 的步骤(c)之前并且在步骤(d)中的酸化进行之前，通常使溶液冷却。
然后在步骤(d)中，使芳香酸的醚的m-代盐与酸接触，以将其转化 成羟基芳香酸产物。任何强度足以将m-代盐质子化的酸均是适宜的。实例 无限制地包括：盐酸、硫酸和磷酸。
在一个实施方案中，铜(I)或铜(II)源选自CuBr、CuBr2以及它们的混 合物；所述配体选自N，N′-二(2，4，6-三甲基苯基)-2，3-二亚氨基丁烷和 N，N′-二(三氟甲基苯)-2，3-二亚氨基乙烷；并且所述铜(I)或铜(II)源与 两摩尔当量的配体结合。
上述方法还能够有效并且高效地合成由所得的芳香酸的醚制备的产 品，例如化合物、单体、或者它们的低聚物或聚合物。这些所制备的物质 可以具有酯官能团、醚官能团、酰胺官能团、酰亚胺官能团、咪唑官能 团、噻唑官能团、噁唑官能团、碳酸酯官能团、丙烯酸酯官能团、环氧化 物官能团、尿烷官能团、缩醛官能团、以及酸酐官能团中的一种或多种。
涉及用本发明的方法制备的物质或此类物质的衍生物的代表性反应包 括例如依照US 3,047,536(将其以全文引入作为本文的一部分，以用于各 种目的)中提出的方法，在氮气下并且存在0.1％的Zn3(BO3)2的情况下， 在1-甲基萘中由芳香酸的醚与二甘醇或三甘醇制备聚酯。类似地，依照 US 3,227,680(将其以全文引入作为本文的一部分，以用于各种目的)中 提出的方法，芳香酸的醚适合与二元酸和二元醇进行共聚以制备热稳定的 聚酯，其中代表性的条件包括在四异丙氧基钛的存在下，在200至250℃ 下，在丁醇中形成预聚物，然后在280℃0.08mmHg的压力下进行固相聚 合。
芳香酸的醚还可以如US 5,674,969(将其全文引入作为本文的一部 分，以用于各种目的)中所公开，在减压下，在缓慢加热至100℃以上至 约180℃下，在强的多磷酸中与四氨基吡啶的三盐酸盐一水合物以缩聚方 式聚合，然后在水中沉淀；或者如提交于2005年3月28日公布为WO 2006/104974的美国临时申请60/665,737(将其全文引入作为本文的一部 分，以用于各种目的)中所公开，通过在约50℃至约110℃的温度下混 合单体，然后在145℃下形成低聚物，然后使低聚物在约160℃至约250 ℃下反应。如此产生的聚合物可以是吡啶并二咪唑-2，6-二基(2，5-二烷 氧基对亚苯基)聚合物或吡啶并二咪唑-2，6-二基(2，5-二芳氧基对亚苯基) 聚合物，如聚(1，4-(2，5-二芳氧基)亚苯基-2，6-吡啶并[2，3-d：5，6-d′] 二咪唑)聚合物。然而，它们的吡啶并二咪唑部分可以被替换为苯并二咪 唑、苯并二噻唑、苯并二噁唑、吡啶并二噻唑和吡啶并二噁唑中的任何一 种或多种；并且它们的2，5-二烷基对亚苯基部分可被间苯二甲酸、对苯二 甲酸、2，5-吡啶二甲酸、2，6-萘二甲酸、4，4′-二苯基二甲酸、2，6-喹啉 二甲酸、以及2，6-双(4-羧基苯基)吡啶并二咪唑的一种或多种的烷基醚或 芳基醚取代，其中依照本文所公开的方法生产这样的醚。
以此方式制备的聚合物可包含例如以下单元中的一种或多种：
吡啶并二咪唑-2，6-二基(2，5-二烷氧基对亚苯基)和/或吡啶并二咪 唑-2，6-二基(2，5-二苯氧基对亚苯基)单元；
选自吡啶并二咪唑-2，6-二基(2，5-二甲氧基对亚苯基)、吡啶并二咪 唑-2，6-二基(2，5-二乙氧基对亚苯基)、吡啶并二咪唑-2，6-二基(2，5-二 丙氧基对亚苯基)、吡啶并二咪唑-2，6-二基(2，5-二丁氧基对亚苯基)和吡 啶并二咪唑-2，6-二基(2，5-二苯氧基对亚苯基)的单元；
吡啶并二噻唑-2，6-二基(2，5-二烷氧基对亚苯基)和/或吡啶并二噻 唑-2，6-二基(2，5-二苯氧基对亚苯基)单元；
选自吡啶并二噻唑-2，6-二基(2，5-二甲氧基对亚苯基)、吡啶并二噻 唑-2，6-二基(2，5-二乙氧基对亚苯基)、吡啶并二噻唑-2，6-二基(2，5-二 丙氧基对亚苯基)、吡啶并二噻唑-2，6-二基(2，5-二丁氧基对亚苯基)和吡 啶并二噻唑-2，6-二基(2，5-二苯氧基对亚苯基)的单元；
吡啶并二噁唑-2，6-二基(2，5-二烷氧基对亚苯基)和/或吡啶并二噁 唑-2，6-二基(2，5-二苯氧基对亚苯基)单元；
选自吡啶并二噁唑-2，6-二基(2，5-二甲氧基对亚苯基)、吡啶并二噁 唑-2，6-二基(2，5-二乙氧基对亚苯基)、吡啶并二噁唑-2，6-二基(2，5-二 丙氧基对亚苯基)、吡啶并二噁唑-2，6-二基(2，5-二丁氧基对亚苯基)和吡 啶并二噁唑-2，6-二基(2，5-二苯氧基对亚苯基)的单元；
苯并二咪唑-2，6-二基(2，5-二烷氧基对亚苯基)和/或苯并二咪唑- 2，6-二基(2，5-二苯氧基对亚苯基)单元；
选自苯并二咪唑-2，6-二基(2，5-二甲氧基对亚苯基)、苯并二咪唑- 2，6-二基(2，5-二乙氧基对亚苯基)、苯并二咪唑-2，6-二基(2，5-二丙氧基 对亚苯基)、苯并二咪唑-2，6-二基(2，5-二丁氧基对亚苯基)和苯并二咪 唑-2，6-二基(2，5-二苯氧基对亚苯基)的单元；
苯并二噻唑-2，6-二基(2，5-二烷氧基对亚苯基)和/或苯并二噻唑- 2，6-二基(2，5-二苯氧基对亚苯基)单元；
选自苯并二噻唑-2，6-二基(2，5-二甲氧基对亚苯基)、苯并二噻唑- 2，6-二基(2，5-二乙氧基对亚苯基)、苯并二噻唑-2，6-二基(2，5-二丙氧基 对亚苯基)、苯并二噻唑-2，6-二基(2，5-二丁氧基对亚苯基)和苯并二噻 唑-2，6-二基(2，5-二苯氧基对亚苯基)的单元；
苯并二噁唑-2，6-二基(2，5-二烷氧基对亚苯基)和/或苯并二噁唑- 2，6-二基(2，5-二苯氧基对亚苯基)单元；和/或
选自苯并二噁唑-2，6-二基(2，5-二甲氧基对亚苯基)、苯并二噁唑- 2，6-二基(2，5-二乙氧基对亚苯基)、苯并二噁唑-2，6-二基(2，5-二丙氧基 对亚苯基)、苯并二噁唑-2，6-二基(2，5-二丁氧基对亚苯基)和苯并二噁 唑-2，6-二基(2，5-二苯氧基对亚苯基)的单元。
实施例
可以在如下所述的实验室实施例中看到本发明方法的有利属性和效 果。所述实施例所基于的这些方法的实施方案仅仅是代表性的，并且选择 那些实施方案来例证本发明并不表示这些实施例中没有描述的条件、排 列、方式、步骤、技术、构型或反应物不适用于实施这些方法，也并不表 示所述实施例中没有描述的主题在附加权利要求及其等同物范畴之外。
如本文所用，术语“转化率”涉及以理论量份额或百分比表示的被用 去的反应物量。术语产物P的“选择度”是指最终产物混合物中P的摩尔 分数或摩尔百分比。因此，转化率乘以选择度等于P的最大“收率”。一 般情况下，由于在诸如分离、处理、干燥等活动过程中样本会有损耗，因 此实际收率或“净”收率将略微小于最大收率。术语“纯度”是指所指定 的物质在所得的分离样品中实际所占的百分比。
缩写的含义如下：“h”是指小时，“mL”是指毫升，“g”是指克， “MeOH”是指甲醇，“mg”是指毫克，“mmol”是指毫摩尔，并且“mol equiv”是指摩尔当量。
实施例1
在无空气和水分的环境中，将4.2g(77mmol)甲醇钠与125g无水甲醇 混合，随后加入5g(15mmol)2，5-二溴对苯二甲酸。在氮气下，将103mg (0.03mol当量)CuBr2和0.06mol当量的N，N′-二(2，4，6-三甲基苯基)- 2，3-二亚氨基丁烷单独混合，

随后添加无水甲醇至溶解。然后添加该溶液以形成反应混合物。将该 反应混合物保持在氮气气氛下，在搅拌下加热至回流8h。在冷却后，将产 物滤出，用热的MeOH洗涤并且干燥，以收得为二钠盐的白色固体。然后 将分离出的盐用盐酸酸化。纯度大于95％，并且净分离收率大于90％。
本文所示的每个式描述了全部的不同的单独的化合物，其可通过以下 方式以那样的式形成：(1)在指定范围内选择可变的基团、取代基或数 字系数中的一种，而所有的其它可变的基团、取代基或数字系数保持不 变，和(2)在指定范围内轮流进行同样的选择，以选择每种其它的可变 的基团、取代基或数字系数，而其它的保持不变。除了在任何可变的基 团、取代基或数字系数的指定范围内所做的由该范围所述的组的仅仅一员 的选择之外，多个化合物还可以通过选择整组基团、取代基或数字系数中 的一种以上但少于所有成员而描述。当在任何可变的基团、取代基或数字 系数的指定范围内所做的选择是包含(i)由该范围所述的整个组的仅仅 一员，或者(ii)整个组的一种以上但少于所有成员的子组时，所选择的 成员通过忽略掉整个组中未被选择以形成子组的那些成员而选择。在此情 况下，所述化合物或多个化合物可以一种或多种可变的基团、取代基或数 字系数的定义为特征，其涉及指定范围可变的整个组，但是其中形成子组 时被忽略掉的成员不在整个组内。
凡在本文中给出某一数值范围之处，所述范围包括其端点，以及位于 所述范围内的所有单独整数和分数，并且还包括由其中那些端点和内部整 数和分数的所有各种可能组合形成的每一个较窄范围，以在相同程度的所 述范围内形成更大数值群的子群，如同每一个那些较窄范围有明确表示一 样。当本文中的数值范围被描述为大于某设定值时，所述范围仍然是有限 的，并且被如本文所述的发明上下文中切实可行的值限定其上限。当本文 中的数值范围被描述为小于某设定值时，所述范围仍然被非零值限定其下 限。
在本说明书中，除非在使用情形下另外明确指明或相反指明，本文所 述的含量、大小、范围以及其它量和特性，尤其是当由术语“约”修正 时，可以但不必精确，并且还可接近和/或大于或小于(按需要)所述 值，反映偏差、转换因子、四舍五入、测量误差等，并且将在所述值之外 的在本发明上下文中具有与所述值相等功能和/或操作的那些值包括在所 述值内。
应当了解，如果将本发明的实施方案陈述或描述为包含、包括、含 有、具有某些特征，以及由某些特征构成或组成，除了明确地陈述或描述 的特征之外，实施方案中可能出现一个或多个特征，除非陈述或描述明确 地指出相反情况。然而，可以将本发明的可供选择的实施方案陈述或描述 为基本上由某些特征组成，其中会在很大程度上改变实施方案的操作原理 或特点的实施方案特征不存在于该实施方案中。可以将本发明的另外的可 供选择的实施方案陈述或描述为由某些特征组成，在该实施方案或其非实 质变型中，仅存在具体陈述或描述的特征。