2,3,5-三羧基环戊烷乙酸

2,3,5-三羧基环戊烷乙酸又被称为2,3,5-三羧基环戊基乙酸，它是一种环戊烷母核取代的多羧基脂肪族有机酸，分子结构中带有三个羧基与一个乙酸侧基共四个羧基官能团，具有强极性与高反应活性。其是高端脂环族聚酰亚胺材料的关键合成前体，经与乙酸酐脱水环化可制备3-甲基-1,2,4-环戊烷三甲酸-1,4:2,3-二酸酐，同时也可作为环氧树脂固化剂、水性涂料助剂、金属螯合剂的中间体。

图一 2,3,5-三羧基环戊烷乙酸

合成

将 1000g 双环戊二烯加入 20000mL 四氢呋喃与 20000mL 水的混合体系中，搅拌均匀后，依次加入 7000g 高碘酸钠、2g 四氧化锇，室温下搅拌反应 20 小时。反应结束后，将反应液倒入 200000mL 水中，过滤收集析出的固体。向上述所得固体中加入 10000mL 丙醇、10000mL 水与 1000mL 50% 过氧化氢溶液，缓慢升温至回流状态，保温反应3小时；随后补加500mL 50% 过氧化氢溶液，继续反应 2 小时；再次补加 500mL 50% 过氧化氢溶液，持续反应 20 小时。反应完成后，将反应液减压浓缩，最终得到 1450g 淡黄色粘稠液体，即为目标产物 2,3,5 - 三甲酸环戊基乙酸[1]。

图二 2,3,5-三羧基环戊烷乙酸的合成

将132.20 g（1.00 mol）双环戊二烯、600.00 g甲醇溶剂、150.00 g蒸馏水通入鼓泡反应器，低温条件下从反应器底部持续通入臭氧气体，反应温度控制在-10℃；反应4 h后，经气相检测确认原料完全反应，所得粗品不经处理直接用于下一步反应。将上一步的反应液转入带分馏装置的反应器中，分批加入250.00 g（2.20 mol）质量分数30%的过氧化氢溶液，反应温度控制在60℃；反应过程中通过减压蒸馏回收400.00 g混合溶剂，8 h后反应结束，经减压蒸馏得到244.60 g无色透明粘稠液体，收率94.10%，产物为2,3,5-三羧基环戊烷乙酸[2]。

图三 2,3,5-三羧基环戊烷乙酸的合成2