1,4-萘二甲酸的应用介绍

概述

1,4-萘二甲酸又名1,4-萘二羧酸，小棒条结晶，溶于乙醇呈蓝色荧光，不溶于沸水。1,4-萘二甲酸的化学式为C₁₂H₈O₄，分子量为216.1895。部分物理数据如下：密度1.54 g/cm³； 熔点>300 °C (lit.)；沸点490.2±28.0 °C；闪点264.3°C；折射率1.708。它是一种对眼睛、呼吸道和皮肤具有强烈刺激作用的化合物。

生产方法

1,4-萘二甲酸可由1-甲基-4-乙酰萘与重铬酸钾在200-300℃、约4MPa下氧化18h制得；也可由1,4-二甲基萘以钴-锰-溴为催化剂，在120℃、约3kPa下液相氧化而得；还可以通过1,4-萘二甲酰氯和水合肼反应得到，首先将1,4-萘二甲酰氯溶于二氯甲烷中，然后缓慢加入水合肼溶液，反应产生1,4-萘二甲酸及氯化氢气体。随后，通过过滤、结晶和干燥得到最终产物。

对以往合成方法加以改进，以1-溴化萘为起始原料，与乙酰氯发生傅克反应生成4-溴-1-乙酰萘；然后用次氯酸盐氧化，得4-溴-1-萘甲酸；4-溴-1-萘甲酸与氰化亚铜在极性非质子溶剂中，在催化剂量的碘化钾和硫酸铜存在下反应生成4氰基萘甲酸铜盐配合物；4-氰基萘甲酸铜盐配合物经碱水解，最终得1,4-萘二甲酸。该制备方法不仅原料易得，而且产品不含有色杂质，纯度高，质量好，可用作染料，紫外线吸收剂，闪烁体和光学增白剂的中间体直接用于进一步合成[1]。

应用

1,4-萘二甲酸广泛应用于染料、荧光增白剂、高附着力涂料和塑料等行业。它可以用作有机合成的重要中间体，用于制造高性能聚酯纤维及绝缘材料，是聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN）、液晶聚合物及聚氨酯树脂的重要单体，在医药领域中也有一定的应用。以下就其中几个应用方面展开详细介绍：

（1）金属化学研究。用水热法在150℃下由FeSO₄·7H₂O和1,4-萘二甲酸合成配位聚合物，该化合物中含有羟基桥连的Fe-O-Fe无机链，无机链通过NDC的连接形成了三维框架，其中包含2种方形截面的孔道。2种孔道的尺寸分别为0.76nm×0.76nm和0.30nm×0.30nm，化合物的结构没有随客体水分子的除去而发生改变，因此形成了稳固的永久孔性结构。吸附性质研究表明，脱去水分子的该配位聚合物能够吸附CO₂，对甲醇，丙酮，四氢呋喃和苯的吸附均有表现不同的吸附性质[2]。

（2）传感材料。有关的金属有机化合物是由锂盐和1,4-萘二甲酸配位形成的金属有机骨架化合物，由二维的层状结构堆积成的无线扩展的三维结构，属于P2(1)/c空间群，单斜晶系。在该化合物中，锂的配位是一个扭曲的四面体构型，化合物的溶剂可达的空自由体积占总体积的3.9%。研究表明该金属有机材料具有良好的溶剂分子及二氧化碳传感性能，在常温常压的条件下对不同浓度的溶剂分子及二氧化碳有响应规律，且灵敏度高，选择性好，性能稳定，易再生[3]。

（3）有机高分子助剂化合物及其制备或化学加工技术领域公开了一种1,4-萘二甲酸二烟酰肼成核剂。其制备方法为：步骤(1)，将1,4-萘二甲酸与氯化亚砜和N,N′-二甲基甲酰胺催化剂进行混合，再缓慢加热，并搅拌回流；再蒸发，得到1,4-萘二甲酰氯。步骤(2)，将1,4萘-二甲酰氯与烟酰肼，N,N′-二甲基甲酰胺和三乙胺混合反应，形成二次混合液，并对二次混合液进行清洗；清洗完成后，进行干燥，得到1,4萘-二甲酸二烟酰肼成核剂。本方法提供的成核剂可应用在半结晶型塑料上，能够实现半结晶型塑料的结晶度高，并提升半结晶型塑料的耐热性，扩大半结晶型塑料的使用范围[4]。

参考文献

[1]杨玉忠.一种1,4-萘二甲酸的制备方法:CN202011608138.1[P].CN112778116A.

[2]陈金喜,孟伟伟,张若冰.新型1,4-萘二甲酸铁多孔配位聚合物的合成和晶体结构及其吸附性质[J].Journal of Southeast University(English Edition), 2011, 27(1):107-110.DOI:10.3969/j.issn.1003-7985.2011.01.022.

[3]孙立贤,姜春红,徐芬,等.一种金属有机化合物传感材料及其制备和应用[J].中国科学院大连化学物理研究所, 2011.

[4]蔡艳华.1,4-萘二甲酸二烟酰肼成核剂及其制备方法:CN202110599545.9[P].CN113150381A.