一種合成2,4-二硝基苯甲酸的方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及有機(jī)中間體制備【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種合成2,4-二硝基苯甲酸的方法,包括以聯(lián)芐為原料經(jīng)硝化得到四硝基聯(lián)芐，四硝基聯(lián)芐再經(jīng)氧化得到2,4-二硝基苯甲酸。本發(fā)明提供了一種合成2,4-二硝基苯甲酸的全新原料路線和工藝方法，其硝化與氧化反應(yīng)均在常溫下進(jìn)行，具有條件溫和、能耗低，產(chǎn)物易純化的優(yōu)點(diǎn)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】—種合成2, 4- 二硝基苯甲酸的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及有機(jī)中間體制備【技術(shù)領(lǐng)域】，確切地說(shuō)是一種合成2，4-二硝基苯甲酸的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]2，4- 二硝基苯甲酸(DNBA)，又名2，4_ 二硝基安息香酸，分子式C7H4N2O6,分子量212.12，熔點(diǎn)176~180°C，是一種重要的有機(jī)中間體，可用于合成2，4-二氟苯甲酸、抗真菌藥物氟康唑等，也可用于醫(yī)學(xué)檢查和鑒定。
[0003]目前，合成2，4-二硝基苯甲酸的相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道主要有:
[0004](I)佳木斯醫(yī)學(xué)院藥學(xué)系的李敬芬等在2，4-二氟苯甲酸合成工藝的改進(jìn)一文中報(bào)道了甲苯經(jīng)硝化得到2，4- 二硝基甲苯，進(jìn)一步將2，4- 二硝基甲苯氧化成為2，4- 二硝基苯甲酸的方法。其過(guò)程為:
[0005]①將濃硝酸和濃硫酸按一定比例配成硝化劑，保持溫度不高于60°C的情況下緩慢滴加到甲苯中，加畢升溫到90~98°C，保溫30min，冷卻至室溫，將反應(yīng)物慢慢倒入冰水中，析出混合二硝基甲苯。抽濾、洗滌、熱甲醇重結(jié)晶分離、干燥，得純品，產(chǎn)率68.5%。
[0006]②將2，4-二硝基甲苯加入到一定量的水中，加熱至沸，分批加入高錳酸鉀和適量的催化劑。加畢，恒溫回流反應(yīng)約5h。趁熱過(guò)濾，濾液酸化，至晶體析出完全后過(guò)濾、洗滌、水重結(jié)晶、干燥，得純品2，4- 二硝基苯甲酸，產(chǎn)率50.8%。
[0007](2)江西理工大學(xué)梁飛的碩士論文藥物中間體2，4- 二氟苯甲酸的合成研究中報(bào)道了將2，4- 二硝基甲苯中加入一定量水，升到一定溫度分批加入高錳酸鉀、適量硫酸鎂和相轉(zhuǎn)移催化劑，加料完畢后恒溫?cái)嚢枞舾尚r(shí)合成2，4- 二硝基苯甲酸的方法。
[0008](3)佳木斯醫(yī)藥公司的張躍東等在2，4-二氟苯甲酸的制備一文中報(bào)道了在2，4- 二硝基甲苯、重鉻酸鈉中加入水和98%濃硫酸，室溫下回流反應(yīng)2~3h合成2，4- 二硝基苯甲酸的方法。
[0009](4)佳木斯大學(xué)化學(xué)與藥學(xué)院的周淑晶等在2，4- 二氟苯甲酸合成的改進(jìn)一文中報(bào)道了將2，4- 二硝基甲苯、吡啶和水加熱到78~83°C，分批加入高錳酸鉀，約6~7h加完之后繼續(xù)反應(yīng)1.5~2h合成2，4- 二硝基苯甲酸的方法。
[0010]上述研究都是以甲苯或2，4- 二硝基甲苯為原料合成2，4- 二硝基苯甲酸的。存在的問(wèn)題主要有:
[0011]①2，4- 二硝基甲苯是由甲苯經(jīng)硝化而得，該硝化過(guò)程的加料溫度與反應(yīng)溫度均較高；硝化甲苯所得產(chǎn)物為多種二硝基甲苯的混合物，需要多次精制才能得到純品，分離工藝復(fù)雜，且副產(chǎn)物對(duì)環(huán)境影響嚴(yán)重；
[0012]②2，4- 二硝基甲苯氧化生成2，4- 二硝基苯甲酸的過(guò)程，反應(yīng)溫度較高。上述工藝的缺陷，特別是第一步反應(yīng)存在的產(chǎn)物不易純化的問(wèn)題，使2，4-二硝基苯甲酸的制造成本較高，影響了其應(yīng)用拓展。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種合成2，4- 二硝基苯甲酸的方法。
[0014]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種合成2，4-二硝基苯甲酸的方法，包括以下步驟:
[0015](I)聯(lián)芐分I~3次加入到10~15倍量質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%的發(fā)煙硝酸中，在18~35°C下攪拌反應(yīng)2~5h ；
[0016](2)將(I)所得反應(yīng)混合液倒入冰水中，析出淡黃色固體；
[0017](3)將⑵析出的固體濾出，經(jīng)水洗、苯和甲苯混合液中重結(jié)晶、干燥4h得四硝基聯(lián)節(jié);[0018](4)將四硝基聯(lián)芐與氧化劑、催化劑一起加到有機(jī)溶劑中，18~35°C下攪拌反應(yīng)2 ~6h ;
[0019](5)將(4)所得反應(yīng)混合液減壓過(guò)濾，并將濾餅加入到質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5% NaOH水溶液中，攪拌后減壓過(guò)濾除去殘?jiān)?br> [0020](6)將(5)所得濾液用萃取劑萃取，將萃余液酸化，析出淡黃色固體；
[0021](7)將(6)所得固體濾出，經(jīng)水中重結(jié)晶、減壓過(guò)濾、干燥4h得2，4-二硝基苯甲酸純品。
[0022]進(jìn)一步，步驟(4)中氧化劑為高錳酸鉀，氧化劑與四硝基聯(lián)芐的質(zhì)量比為I~4:1。
[0023]進(jìn)一步，氧化劑與四硝基聯(lián)芐的質(zhì)量比為2~3:1。
[0024]進(jìn)一步，步驟(4)中催化劑為冠醚，催化劑與四硝基聯(lián)芐的摩爾比為0.05~
0.4:1。
[0025]進(jìn)一步，催化劑與四硝基聯(lián)芐的摩爾比為0.1~0.3:1。
[0026]進(jìn)一步，冠醚為18-冠醚-6、二環(huán)己基-18-冠醚_6或者二苯并_18_冠醚_6。
[0027]進(jìn)一步，步驟(4)中有機(jī)溶劑為苯和氯苯，有機(jī)溶劑與四硝基聯(lián)芐的比例為10~40mL:1g0
[0028]進(jìn)一步，有機(jī)溶劑與四硝基聯(lián)芐的比例為15~25mL: lg。
[0029]進(jìn)一步，步驟(6)中萃取劑為乙酸乙酯或乙醚。
[0030]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0031](I)豐富了合成路線；
[0032](2)硝化反應(yīng)和氧化反應(yīng)均在常溫下進(jìn)行，降低了反應(yīng)能耗，簡(jiǎn)化了操作條件；
[0033](3)反應(yīng)產(chǎn)物易純化，克服了現(xiàn)有技術(shù)二硝基甲苯混合物難于分離的問(wèn)題，所得產(chǎn)品純度較高；
[0034](4)縮短了反應(yīng)時(shí)間，降低了成本。
【具體實(shí)施方式】
[0035]本實(shí)施方式提供了一種合成2，4-二硝基苯甲酸的方法,該方法以聯(lián)節(jié)(二苯基乙烷)為原料，經(jīng)由硝化反應(yīng)和氧化反應(yīng)制備2，4- 二硝基苯甲酸，這是一種全新的制備2，4-二硝基苯甲酸的方法，涉及的是全新的原料路線和合成工藝。該方法具有以下特點(diǎn):
[0036]硝化和氧化反應(yīng)均在常溫下進(jìn)行，條件溫和，能耗低，產(chǎn)物易純化。[0037]該方法包括以下過(guò)程:
[0038](I)聯(lián)芐(二苯基乙烷)經(jīng)硝化生成2，2’，4，4’ 一四硝基聯(lián)芐(四硝基二苯乙烷)。
反應(yīng)式為:
[0039]
【權(quán)利要求】
1.一種合成2，4-二硝基苯甲酸的方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)聯(lián)芐分I~3次加入到10~15倍量質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%的發(fā)煙硝酸中，在18~35°C下攪拌反應(yīng)2~5h; (2)將(I)所得反應(yīng)混合液倒入冰水中，析出淡黃色固體； (3)將(2)析出的固體濾出，經(jīng)水洗、苯和甲苯混合液中重結(jié)晶、干燥4h得四硝基聯(lián)節(jié); (4)將四硝基聯(lián)芐與氧化劑、催化劑一起加到有機(jī)溶劑中，18~35°C下攪拌反應(yīng)2~6h ； (5)將(4)所得反應(yīng)混合液減壓過(guò)濾，并將濾餅加入到質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%NaOH水溶液中，攪拌后減壓過(guò)濾除去殘?jiān)? (6)將(5)所得濾液用萃取劑萃取，將萃余液酸化，析出淡黃色固體； (7)將(6)所得固體濾出，經(jīng)水中重結(jié)晶、減壓過(guò)濾、干燥4h得2，4-二硝基苯甲酸純品O
2.如權(quán)利要求1所述的一種合成2，4-二硝基苯甲酸的方法，其特征在于，步驟(4)中所述氧化劑為高錳酸鉀，氧化劑與四硝基聯(lián)芐的質(zhì)量比為I~4:1。
3.如權(quán)利要求2所述的一種合成2，4-二硝基苯甲酸的方法，其特征在于，所述氧化劑與所述四硝基聯(lián)芐的質(zhì)量比為2~3:1。
4.如權(quán)利要求1所述的一種合成2，4-二硝基苯甲酸的方法，其特征在于，步驟(4)中所述催化劑為冠醚，催化劑與四硝基聯(lián)芐的摩爾比為0.05~0.4:1。
5.如權(quán)利要求4所述的一種合成2，4-二硝基苯甲酸的方法，其特征在于，所述催化劑與四硝基聯(lián)芐的摩爾比為0.1~0.3:1。
6.如權(quán)利要求4所述的一種合成2，4-二硝基苯甲酸的方法，其特征在于，所述冠醚為18-冠醚-6、二環(huán)己基-18-冠醚-6或者二苯并-18-冠醚-6。
7.如權(quán)利要求1所述的一種合成2，4-二硝基苯甲酸的方法，其特征在于，步驟(4)中所述有機(jī)溶劑為苯 和氯苯，有機(jī)溶劑與四硝基聯(lián)芐的比例為10~40mL:lg。
8.如權(quán)利要求7所述的一種合成2，4-二硝基苯甲酸的方法，其特征在于，所述有機(jī)溶劑與所述四硝基聯(lián)芐的比例為15~25mL: lg。
9.如權(quán)利要求1所述的一種合成2，4-二硝基苯甲酸的方法，其特征在于步驟(6)中所述萃取劑為乙酸乙酯或乙醚。
【文檔編號(hào)】C07C205/57GK103922941SQ201410165488
【公開(kāi)日】2014年7月16日 申請(qǐng)日期:2014年4月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月23日
【發(fā)明者】王建龍, 陳麗珍, 曹端林, 李永祥, 王志遠(yuǎn) 申請(qǐng)人:中北大學(xué)