專利名稱：吸電子基團(tuán)取代的酚類化合物的亞硝化方法及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及吸電子基團(tuán)取代的酚類化合物的亞硝化方法。
本發(fā)明更具體地說(shuō)涉及羰基和/或羧基及其衍生物取代的酚類化合物的亞硝化作用。
本發(fā)明同樣涉及所得的亞硝化酚類化合物在硝化酚類化合物及其衍生物，特別是胺類化合物的制備過(guò)程中作為中間體的用途。
本發(fā)明優(yōu)先地適用于制備硝基化合物，即水楊酸經(jīng)亞硝化和氧化形成5-硝基水楊酸，而水楊醛經(jīng)亞硝化與氧化形成5-硝基水楊醛。
本發(fā)明方法的一種實(shí)施方式是制備能分離的亞硝化中間體化合物。
帶有吸電子基團(tuán)，如羧基、甲?；蝓；姆宇惢衔锏南趸饔锰岢隽朔磻?yīng)選擇性問(wèn)題，其原因在于該硝化作用可以在羥基的鄰位和對(duì)位進(jìn)行，由此生成兩種異構(gòu)體，難以選擇性地制備對(duì)位異構(gòu)體。
因此，Meldola等人[J.Chem.Soc.111.PP.536(1917)]描述用含1份硝酸和4份水的溶液，于100℃，1小時(shí)內(nèi)對(duì)水楊酸實(shí)施硝化作用，制備了一種包括3-硝基水楊酸與5-硝基水楊酸的混合物。該反應(yīng)的選擇性對(duì)位/對(duì)位+鄰位(P/P+O)為69％。
本發(fā)明提出一種選擇性地制備對(duì)位異構(gòu)體的方法。
實(shí)施本發(fā)明依據(jù)是在某些條件下制備亞硝化酚類化合物，而后經(jīng)氧化生成硝化酚類化合物。
因此，本發(fā)明第一目的是吸電子基團(tuán)取代的酚類化合物的亞硝化方法，其特征是在硫酸存在下實(shí)施上述化合物的亞硝化作用，硫酸濃度至少為60％(重量)，而后視具體情況而定分離所獲得的亞硝化酚類化合物。
本發(fā)明另一目的是吸電子基團(tuán)取代的酚類化合物的硝化方法，其特征如下-在第一步驟中在硫酸存在下實(shí)施上述化合物的亞硝化作用；硫酸濃度至少為60％(重量)，-在第二步驟中用硝酸氧化所得的對(duì)位亞硝化酚類化合物；硫酸濃度至多等于80％，這能使帶取代基團(tuán)的對(duì)位硝基酚類化合物沉淀，而后將其分離。
申請(qǐng)人以出人意料的方式發(fā)現(xiàn)在本發(fā)明限定的條件下亞硝化中間體化合物是可溶的，這一點(diǎn)因與酚類的情形相反而完全令人驚奇，即吸電子基團(tuán)尤其是羧基取代的酚類化合物(水楊酸)不溶于起始的硫酸溶液。
本發(fā)明的方法在亞硝化和氧化兩個(gè)步驟中由于控制硫酸的濃度使得-一方面因在第一步驟中選擇硫酸濃度高于60％而緩解了亞硝化合物的爆炸性所引發(fā)的問(wèn)題，作為中間體制備的亞硝化化合物此時(shí)是可溶的，-另一方面在氧化步驟終了，硫酸濃度低于80％時(shí)，被取代的對(duì)硝基酚類化合物以沉淀方式回收；于更高的濃度下是可溶的。
因此，按照本發(fā)明可制備由吸電子基團(tuán)取代和帶有亞硝基基團(tuán)-N＝O的酚類化合物，或由吸電子基團(tuán)取代和帶有硝基基團(tuán)-NO2的酚類化合物。
按照本發(fā)明方法，所得亞硝化化合物或是分離出來(lái)，或是直接進(jìn)入硝化步驟。
可視具體情況而定與氧化步驟相結(jié)合的本發(fā)明亞硝化方法適用于全部被取代的酚類化合物?！叭〈姆宇惢衔铩币庵阜甲寤衔?，其帶有一個(gè)羥基和一個(gè)吸電子基團(tuán)并且其羥基(OH)對(duì)位為氫原子。
“吸電子基團(tuán)”意指在Jerry MARCH的著作中由H.C.BROWN定義的基團(tuán)[《高等有機(jī)化學(xué)》，第9章，243和244頁(yè)(1985)]。
優(yōu)選涉及羰基和/或羧基及其衍生物。
在取代的酚類化合物中，本發(fā)明特別適用于符合通式(I)者
在上式(I)中-Z表示如下基團(tuán)之一·基團(tuán)-COY，其中Y表示羥基、氫原子，·基團(tuán)-COR1，其中R1表示烷基、環(huán)烷基、苯基、芳烷基，·基團(tuán)-COOR2，其中R2表示烷基或環(huán)烷基，·基團(tuán)-CX3，其中X表示氯或溴原子，·基團(tuán)-SO2R1、-SOR1，其中R1表示烷基、環(huán)烷基、苯基、芳烷基，·基團(tuán)-SO2N(R3)2、-SO3R3，其中R3可以相同或不同，表示氫原子或R1基，·基團(tuán)-CON(R3)2，其中R3可以相同或不同，表示氫原子或R1基，·基團(tuán)-CN，·基團(tuán)-NO2，-n是低于或等于4的數(shù)值，優(yōu)選等于1或2。
本發(fā)明未排除在芳環(huán)上存在其它取代基的可能性，其存在條件是不會(huì)對(duì)本發(fā)明方法的反應(yīng)產(chǎn)生干擾作用。尤其能列舉優(yōu)選含1到4個(gè)碳原子的烷基，或鹵素原子，優(yōu)選氯或溴原子。
如果芳環(huán)帶有-SOR1型基團(tuán)，上述基團(tuán)在反應(yīng)過(guò)程中能轉(zhuǎn)化成-SO2R1基團(tuán)。
如果芳環(huán)帶有-SO2N(R3)2、SO3R3型基團(tuán)，上述基團(tuán)可能轉(zhuǎn)化成-SO3H基團(tuán)。
在芳環(huán)上存在腈基或酰胺基[-CON(R3)2]官能團(tuán)的場(chǎng)合，該官能團(tuán)在反應(yīng)結(jié)束時(shí)刻呈為羧基(COOH)形式。
在式(I)中，R1、R2和R3基可以相同或不同，更具體地表示·直鏈或支鏈的含有從1到12個(gè)碳原子，優(yōu)選從1到4個(gè)碳原子的烷基，如甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、仲丁基、叔丁基。
·含有從3到8個(gè)碳原子的環(huán)烷基，優(yōu)選環(huán)戊基或環(huán)已基。
·另外，在式(I)中，R1和R3基優(yōu)選為·苯基，·含有從7到12個(gè)碳原子的苯烷基，優(yōu)選芐基。
本發(fā)明優(yōu)選適用于式(I)的化合物，其中n等于1，并且Z表示基團(tuán)-COY，其中Y表示羥基、氫原子；或基團(tuán)-COR1，其中R1表示含有從1到12個(gè)碳原子，優(yōu)選1到4個(gè)碳原子的直鏈或支鏈烷基、環(huán)戊基或環(huán)已基；或基團(tuán)-COOR2，其中R2表示含有從1到4個(gè)碳原子的烷基；或基團(tuán)CONH2。
如果式(I)的化合物在芳環(huán)上有取代物如基團(tuán)-SO2R1、SOR1、-SO2N(R3)2、-SO3R3，則R1具體地表示含有從1到12個(gè)碳原子的烷基；含有從5到12個(gè)碳原子的環(huán)烷基、苯基、芳烷基；R3可以相同或不同，表示氫原子或上述R1。
作為實(shí)施本發(fā)明方法的基質(zhì)的優(yōu)選示例，特別可列舉水楊酸及其優(yōu)選含C1-C4的酯類，水楊酰胺或水楊醛。
按照本發(fā)明方法，在硫酸存在下，實(shí)施第一步驟，即取代的酚類化合物的亞硝化作用。
如前所述，硫酸的用量尤為至關(guān)重要。
硫酸在反應(yīng)介質(zhì)中的濃度，以硫酸/硫酸+水重量比表示，至少等于60％(重量)。
適合地，硫酸濃度在60％和90％之間，優(yōu)選在65％和80％之間。
一般地，將商用硫酸[特別是95％(重量)]以適當(dāng)方式稀釋。
在亞硝化步驟水的存在不會(huì)產(chǎn)生不利影響，條件是其含量要符合硫酸濃度限制。
亞硝化劑是NO+的全部來(lái)源，因此，可來(lái)自二氧化氮NO2、亞硝酸酐N2O3、過(guò)氧化氮N2O4、與氧化劑如硝酸、二氧化氮或氧氣相組合的氧化氮NO。在反應(yīng)條件下亞硝化劑是氣體的情況下，可將其鼓泡入介質(zhì)中。
同樣能選用亞硝酸、亞硝基硫酸鹽或亞硝?；蛩?、或亞硝酸鹽，優(yōu)選堿金屬鹽，更優(yōu)選鈉鹽。
亞硝化劑的用量可在較大范圍變動(dòng)，當(dāng)以取代酚類化合物/定義為NO+的亞硝化劑的摩爾比表示時(shí)，其至少等于化學(xué)計(jì)算量，但最好選定過(guò)量達(dá)到化學(xué)計(jì)算量的500％，優(yōu)選在150％與300％之間的用量。
取代的酚類化合物基質(zhì)在反應(yīng)介質(zhì)中的濃度最好選定在2％與20％之間(重量)，優(yōu)選在5％與10％之間。
取代的酚類化合物以固體或液體形式加入，因此，其或以熔融狀態(tài)或以與水或硫酸溶液形成的混合物形式加入。在后者情況下，混合物含從60％到90％取代的酚類化合物為妥，要監(jiān)視反應(yīng)介質(zhì)中水的含量，以使硫酸濃度符合要求。
在亞硝化步驟結(jié)束時(shí)刻可將未反應(yīng)且不溶的原料除去，為此，可采用經(jīng)典的固液分離技術(shù)，優(yōu)選過(guò)濾方法。
制備的帶有吸電子基團(tuán)的酚類化合物基本上是對(duì)位亞硝化化合物，其符合如下化學(xué)式
在上式(II)中，Z和n如上述定義。
按照本發(fā)明，所得亞硝化化合物可直接進(jìn)入硝化步驟，無(wú)需分離中間產(chǎn)物。
本發(fā)明方法的另一種實(shí)施方式是分離中間產(chǎn)物，該中間產(chǎn)物可用于除了本發(fā)明目的以外的其它目的。
為此，可經(jīng)沉淀分離所得的亞硝化化合物。
優(yōu)選沉淀方式為稀釋反應(yīng)介質(zhì)，以使反應(yīng)介質(zhì)中硫酸濃度，以硫酸/硫酸+水重量比表示，低于60％(重量)，優(yōu)選在20％和50％之間。
帶吸電子基團(tuán)的亞硝化酚類化合物發(fā)生沉淀。
可按固液分離經(jīng)典技術(shù)，優(yōu)選過(guò)濾進(jìn)行分離。
按照本發(fā)明優(yōu)選方式，無(wú)需分離中間產(chǎn)物就實(shí)施亞硝化產(chǎn)物的氧化。
在下一步驟中用硝酸對(duì)所獲得的亞硝化化合物進(jìn)行氧化。
同樣可選用硝酸的前體，如過(guò)氧化氮。
可選用不同濃度的硝酸水溶液，其在30％和100％之間變動(dòng)。不過(guò)，優(yōu)選在60％和100％之間。
硝酸的另一來(lái)源可能是硫硝混酸。這是一種由濃硫酸與硝酸形成的混合物，市場(chǎng)上有多種硫硝混酸，其硝酸對(duì)硫酸的比例有所不同。作為實(shí)例，可以列舉含有1摩爾硝酸對(duì)2摩爾硫酸或1摩爾硝酸對(duì)5摩爾硫酸的混合物。
以取代的酚類化合物/硝酸摩爾比表示，硝酸量一般在0.9和1.2之間變動(dòng)，優(yōu)選在0.95和1.05之間。
在硝酸用量的確定過(guò)程中，要考慮到視具體情況而定由芳環(huán)攜帶的基團(tuán)經(jīng)氧化反應(yīng)可能消耗的硝酸量，該基團(tuán)如上述的-SOR1、-SO2N(R3)2、-SO3R3。
如上所述，在此步驟中使用的硫酸量要特別予以控制。
硫酸濃度低于或等于80％，對(duì)低限沒(méi)有任何嚴(yán)格限制。該濃度有利地在50％和80％之間，優(yōu)選在65％和75％之間。
在使用硫硝混酸作為硝酸來(lái)源的場(chǎng)合，要監(jiān)視硫酸濃度以使其符合要求。
在亞硝化反應(yīng)過(guò)程中會(huì)有水生成。在氧化反應(yīng)期間，需往其內(nèi)加入水，以達(dá)到上述的硫酸濃度。水經(jīng)常與硝酸同時(shí)加入。
本發(fā)明方法于溫度0和60℃之間進(jìn)行有利，優(yōu)選高于或等于30℃，特別優(yōu)選在30℃和50℃之間。
本發(fā)明方法一般地在常壓下進(jìn)行，但也可在稍微減壓下進(jìn)行，如在500和760毫米汞柱之間(66500和101080 Pa)，或者在可高達(dá)例如5巴的加壓下進(jìn)行。
按照本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式，亞硝化步驟在惰性氣體氣氛下進(jìn)行，可安排稀有氣體，優(yōu)選氫氣，若更經(jīng)濟(jì)選用氮?dú)狻?br> 從實(shí)際觀點(diǎn)看，本發(fā)明方法易于實(shí)施，無(wú)需求助于特殊設(shè)備。
實(shí)際上，本發(fā)明方法按下述方式實(shí)施。
將反應(yīng)混合物的不同組分加入選定的設(shè)備中。
可以設(shè)想多種實(shí)施方式，條件是加入的反應(yīng)物符合在亞硝化和視具體情況而存在的氧化步驟中所限定的硫酸濃度要求。
第一種實(shí)施方式包括首先加入硫酸溶液，而后同時(shí)加入取代的酚類化合物和亞硝化劑。
按照另一種實(shí)施方式，先加入硫酸溶液和亞硝化劑，而后加入取代的酚類化合物，優(yōu)選分批或連續(xù)地流動(dòng)加入。
按照另一種實(shí)施方式，向反應(yīng)器的的初始混合物中分別加入取代的酚類化合物以及硫酸和亞硝化劑。
取代的酚類化合物也可以固體或液體形式或熔融狀態(tài)加入，或者以與水或硫酸溶液的混合物液體形式加入，如需要可加入亞硝化劑和視具體情況而存在的硫酸溶液。
在加入反應(yīng)物之后，維持反應(yīng)混合物處于上述溫度范圍內(nèi)，適當(dāng)?shù)淖鞣ㄊ抢鋮s反應(yīng)混合物。
如前所述，優(yōu)選采用過(guò)濾方法除去過(guò)量的未反應(yīng)基質(zhì)原料。
在隨后的視具體情況而存在的氧化步驟中，往含有亞硝化中間化合物的反應(yīng)介質(zhì)中加入硝酸，可一次加入或分批依次加入或連續(xù)流動(dòng)加入，也可從開(kāi)始時(shí)刻加入硝酸，例如與取代的酚類化合物平行地加入。
維持反應(yīng)混合物溫度處于上述溫度范圍。
按照本發(fā)明另一種實(shí)施方式，可以由過(guò)氧化氮就地生成硝酸，該過(guò)氧化氮在第一步驟被用作亞硝化劑，同時(shí)在第二步驟被用作硝酸的前體。為此，過(guò)氧化氮從起始時(shí)刻加入并在第二步驟中加熱至20℃和60℃之間。
考慮到反應(yīng)混合物的硫酸濃度，使對(duì)位硝化的取代的酚類化合物沉淀。
按照經(jīng)典固液分離技術(shù)，優(yōu)選過(guò)濾方法分離所得沉淀。
優(yōu)選采用具有與氧化步驟限定的相同濃度的硫酸溶液洗滌所得沉淀。
為了脫除沉淀中的雜質(zhì)，可另進(jìn)行一次水洗。
每次分離后獲得的母液可回用，亞硝化劑因在氧化過(guò)程中再生而在母液中富集。
本發(fā)明方法主要用于制備對(duì)位異構(gòu)體，因?yàn)猷徫幌趸悩?gòu)體的量一般很低(經(jīng)常低于2％)。
對(duì)位異構(gòu)體優(yōu)先地符合如下化學(xué)式
在上式(III)中，Z和n如上述定義。
此外，按照本發(fā)明，對(duì)位異構(gòu)體優(yōu)先于作為雜質(zhì)形成的鄰位異構(gòu)體和二硝基化酚類化合物發(fā)生沉淀。
本發(fā)明方法特別是可制備被廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥領(lǐng)域的5-硝基水楊酸。
所得符合式(III)的硝基化酚類化合物可用于經(jīng)還原制備對(duì)應(yīng)的氨基酚類化合物，優(yōu)選在經(jīng)典的還原催化劑如鈀/炭黑或阮內(nèi)鎳存在下用氫氣還原基團(tuán)NO2。
5-硝基水楊酸因此被還原為5-氨基水楊酸。
下面非限制性實(shí)施例描述本發(fā)明。
實(shí)施例15-硝基水楊酸的制備往裝備有機(jī)械攪拌系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)和溫度探測(cè)器的100ml三口反應(yīng)瓶中加入70％硫酸水溶液81克、亞硝基硫酸(NOHSO4)17.6克(0.131摩爾)。
反應(yīng)介質(zhì)加熱至35℃。
在30分鐘內(nèi)將固體水楊酸6.09克(0.0441摩爾)分?jǐn)?shù)小份加入到反應(yīng)混合物中，同時(shí)維持反應(yīng)溫度35℃。
而后于37℃維持反應(yīng)混合物15分鐘，隨后冷卻至20℃。
介質(zhì)是多相的未消耗的水楊酸呈懸浮狀。
因此，反應(yīng)介質(zhì)經(jīng)過(guò)濾除去殘余的水楊酸。
濾液置于三口瓶中，將68％發(fā)煙硝酸4.2克(0.0453摩爾)在15分鐘內(nèi)流入已過(guò)濾的新反應(yīng)混合物中。將反應(yīng)介質(zhì)保持于20℃5分鐘，然后過(guò)濾反應(yīng)混合物。
用20ml水洗滌濾餅三次。
產(chǎn)物于室溫真空干燥。
收集到4.95克淺棕色產(chǎn)物。
采用外標(biāo)法液相色譜分析粗產(chǎn)物，其含有4.69克5-硝基水楊酸。
在分析限度內(nèi)未檢測(cè)出3-硝基水楊酸生成。實(shí)施例25-硝基水楊酸的制備往裝備有攪拌、溫度探測(cè)器的1升夾套反應(yīng)器底部加入70％(重量)硫酸805克(500毫升)和亞硝基硫酸130克(0.972摩爾)。
在10分鐘內(nèi)將反應(yīng)混合物加熱至40℃，而后在半小時(shí)內(nèi)加入水楊酸46克(0.333摩爾)，每三分鐘加4.5克。
置于40℃攪拌30分鐘。
將反應(yīng)介質(zhì)冷卻至20℃，歷時(shí)8分鐘。
過(guò)濾反應(yīng)介質(zhì)，用70％硫酸43克洗滌濾餅，經(jīng)測(cè)定濾餅含有3.58克殘余的水楊酸。
水楊酸轉(zhuǎn)化率為92％。
濾液再次加入反應(yīng)器中，溫度被調(diào)至20℃。
在20分鐘內(nèi)加入68％硝酸45.2克。
觀察沉淀出現(xiàn)。
繼續(xù)攪拌介質(zhì)10分鐘。
過(guò)濾反應(yīng)混合物。
用70％硫酸130克分兩次洗滌反應(yīng)器和濾餅，而后用100克水洗滌兩次。
隨后測(cè)定不同產(chǎn)物的含量。
在沉淀中回收46.9克5-硝基水楊酸，濾液尚存0.6克5-硝基水楊酸。
相對(duì)于初始水楊酸的收率(RR)為78％，相對(duì)于已轉(zhuǎn)化的水楊酸的選擇性(RT)為85％。實(shí)施例35-硝基水楊酸的制備在充分?jǐn)嚢璧?00ml標(biāo)準(zhǔn)化反應(yīng)器中進(jìn)行反應(yīng)。該反應(yīng)器裝有機(jī)械攪拌(四個(gè)傾斜葉片渦輪)、帶水封的冷卻器、固體加入漏斗、滴液漏斗、氮?dú)馊肟凇?br> 開(kāi)始時(shí)用氮?dú)獯祾叻磻?yīng)器，反應(yīng)在惰性氣氛下進(jìn)行。
在氮?dú)獯祾呦峦鲜龇磻?yīng)器中加入70％(重量)硫酸溶液58.7毫升。
在3分鐘期間內(nèi)分?jǐn)?shù)小份往上述溶液中加入亞硝基硫酸11.7516克。
于37℃均化上述溶液并使其內(nèi)部溫度恒定。
經(jīng)固體加入漏斗在35分鐘期間內(nèi)加入水楊酰胺(2-羥基苯甲酰胺)4.0928克。
注意到于22℃、70分鐘后加入的固體充分溶解于反應(yīng)介質(zhì)中。
在15分鐘內(nèi)加入68％硝酸2.8080克。
于該溫度繼續(xù)攪拌15分鐘。
在平底漏斗(孔隙率＝3)上過(guò)濾反應(yīng)混合物，收集的固體在加熱真空干燥箱中干燥6小時(shí)。
獲得固體4.3124克。
固體經(jīng)高效液相色譜和核磁共振譜RMN1H(200MHz-DMSO-d6)確認(rèn)結(jié)構(gòu)為5-硝基水楊酸。
固體含90.3％5-硝基水楊酸，其相應(yīng)收率為73％(以分離出的產(chǎn)物為基準(zhǔn)計(jì))。實(shí)施例45-亞硝基水楊酸甲酯的制備在與實(shí)施例3相同類型的反應(yīng)器中加入70％(重量)硫酸溶液58.7毫升。
邊攪拌邊在5分鐘期間內(nèi)分?jǐn)?shù)小份往上述溶液加入亞硝基硫酸NOHSO411.7798克。
于37℃使上述溶液均相化并使其內(nèi)部溫度穩(wěn)定。
經(jīng)滴液漏斗在35分鐘期間內(nèi)加入水楊酸甲酯3.9462克。
于37℃在強(qiáng)烈攪拌下保持反應(yīng)混合物3小時(shí)10分鐘。
反應(yīng)混合物轉(zhuǎn)移至冰浴冷卻的第二個(gè)500毫升反應(yīng)器中。使其內(nèi)部溫度穩(wěn)定至10℃。
在35分鐘期間內(nèi)加入冰水220毫升，通過(guò)控制流量使內(nèi)部溫度接近10℃。
在平底漏斗(孔隙率＝3)上過(guò)濾反應(yīng)混合物，收集濾餅，在可加熱的干燥器中干燥，用高效液相色譜分析。
獲得3.8067克固體，經(jīng)分析測(cè)定為91.6％5-亞硝基水楊酸甲酯和8.4％5-硝基水楊酸甲酯，其產(chǎn)率如下5-亞硝基水楊酸甲酯為74.2％和5-硝基水楊酸甲酯為6.2％。實(shí)施例55-亞硝基水楊酸的制備往裝備有機(jī)械攪拌系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)和溫度探測(cè)器的50毫升反應(yīng)器中加入水楊酸1.2克，而后在5分鐘內(nèi)傾入處于70％硫酸(22毫摩爾)中的亞硝基硫酸16.4克。
反應(yīng)介質(zhì)于36℃加熱45分鐘。
該反應(yīng)混合物浸沒(méi)于含氨基磺酸的冰水溶液中。
使之總體積達(dá)到1升并用高效液相色譜測(cè)定含量。
測(cè)定含1.2克5-亞硝基水楊酸，即收率為82％。
權(quán)利要求
1.吸電子基團(tuán)取代的酚類化合物的亞硝化方法，其特征在于在硫酸存在下實(shí)施上述化合物的亞硝化作用；硫酸濃度至少為60％(重量)，而后視具體情況而定分離所得的亞硝化酚類化合物。
2.吸電子基團(tuán)取代的酚類化合物的硝化方法，其特征在于-在第一步驟中在硫酸存在下實(shí)施上述化合物的亞硝化作用；硫酸濃度至少為60％(重量)。-在第二步驟中用硝酸氧化所得的對(duì)位亞硝化酚類化合物；硫酸濃度至多等于80％，這能使帶取代基團(tuán)的對(duì)位硝基酚類化合物沉淀，而后將其分離。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和2中任一項(xiàng)的方法，其特征在于取代的酚類化合物符合通式(I)
在上式(I)中-Z表示如下基團(tuán)之一·基團(tuán)-COY，其中Y表示羥基、氫原子，·基團(tuán)-COR1，其中R1表示烷基、環(huán)烷基、苯基、芳烷基，·基團(tuán)-COOR2，其中R2表示烷基或環(huán)烷基，·基團(tuán)-CX3，其中X表示氯或溴原子，·基團(tuán)-SO2R1、-SOR1，其中R1表示烷基、環(huán)烷基、苯基、芳烷基，·基團(tuán)-SO2N(R3)2、-SO3R3，其中R3可以相同或不同，表示氫原子或R1基，·基團(tuán)-CON(R3)2，其中R3可以相同或不同，表示氫原子或R1基，·基團(tuán)-CN，·基團(tuán)-NO2，-n是低于或等于4的數(shù)字，優(yōu)選等于1或2。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)的方法，其特征在于酚類化合物符合式(I)，其中n等于1并且Z表示基團(tuán)-COY，其中Y表示羥基、氫原子；或基團(tuán)-COR1，其中R1表示含有從1到12個(gè)碳原子，優(yōu)選1到4個(gè)碳原子的直鏈或支鏈烷基、環(huán)戊基或環(huán)已基；或基團(tuán)-COOR2，其中R2表示含有從1到4個(gè)碳原子的烷基；或基團(tuán)-CONH2。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)的方法，其特征在于符合式(I)的酚類化合物是水楊酸及其優(yōu)選含C1-C4的酯類，水楊酰胺或水楊醛。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)的方法，其特征在于在亞硝化步驟中硫酸濃度在60％和90％之間，優(yōu)選在65％和80％之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)的方法，其特征在于亞硝化劑是NO+的全部來(lái)源，優(yōu)選與氧化劑相組合的氧化氮NO、二氧化氮NO2、亞硝酸酐N2O3、過(guò)氧化氮N2O4、亞硝酸、亞硝基硫酸鹽或亞硝酸鹽，優(yōu)選堿金屬鹽，更優(yōu)選鈉鹽。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)的方法，其特征在于亞硝化劑用量至少等于化學(xué)計(jì)算量，但最好選定過(guò)量達(dá)到化學(xué)計(jì)算量的500％，優(yōu)選在150％與300％之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)的方法，其特征在于在反應(yīng)介質(zhì)中取代的酚類基質(zhì)原料濃度為在2％與20％之間(重量)，優(yōu)選在5％與10％之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)的方法，其特征在于通過(guò)稀釋反應(yīng)介質(zhì)將所得的亞硝化合物沉淀分離出來(lái)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其特征在于硫酸濃度低于60％，優(yōu)選在20％與50％之間。
12.根據(jù)權(quán)利要求2-8中任一項(xiàng)的方法，其特征在于無(wú)需分離反應(yīng)介質(zhì)，氧化所得的亞硝化酚類化合物。
13.根據(jù)權(quán)利要求2-8、12中任一項(xiàng)的方法，其特征在于在氧化步驟中硫酸濃度在50％和80％之間，優(yōu)選在65％和75％之間。
14.根據(jù)權(quán)利要求2-8、12和13中任一項(xiàng)的方法，其特征在于使用硝酸水溶液或硝酸的前體，優(yōu)選過(guò)氧化氮。
15.根據(jù)權(quán)利要求2-8、12-14中任一項(xiàng)的方法，其特征在于硝酸水溶液濃度在30％和100％之間，優(yōu)選在60％和100％(重量)之間。
16.根據(jù)權(quán)利要求2-8、12-15中任一項(xiàng)的方法，其特征在于以取代的酚類化合物/硝酸摩爾比表示，硝酸量在0.9和1.2之間變動(dòng)，優(yōu)選在0.95和1.05之間。
17.根據(jù)權(quán)利要求2-8、12-16中任一項(xiàng)的方法，其特征在于硝酸來(lái)源于硫硝混酸。
18.根據(jù)權(quán)利要求2-8、12-17中任一項(xiàng)的方法，其特征在于反應(yīng)溫度在0和60℃之間，優(yōu)選在30℃和50℃之間。
19.根據(jù)權(quán)利要求1-18中任一項(xiàng)的方法，其特征在于在取代的酚類化合物亞硝化步驟首先加入硫酸溶液，而后同時(shí)加入取代的酚類化合物和亞硝化劑；或者先加入硫酸溶液和亞硝化劑，而后加入取代的酚類化合物；或者從反應(yīng)器的初始混合物中分別加入取代的酚類化合物，以及硫酸和亞硝化劑；或者取代的酚類化合物以固體或液體形式或熔融狀態(tài)加入，或者以與水或硫酸溶液的混合物形式加入，如需要可加入亞硝化劑和視具體情況存在的硫酸溶液。
20.根據(jù)權(quán)利要求2-8、12-19中任一項(xiàng)的方法，其特征在于在隨后的氧化步驟中，往含有亞硝化酚類化合物的反應(yīng)介質(zhì)中加入硝酸，可一次加入或分批依次加入或連續(xù)流動(dòng)加入。
21.根據(jù)權(quán)利要求2-8、12-19中任一項(xiàng)的方法，其特征在于從起始時(shí)刻開(kāi)始加入硝酸，優(yōu)選與取代的酚類化合物平行地加入。
22.根據(jù)權(quán)利要求2-8、12-20中任一項(xiàng)的方法，其特征在于由過(guò)氧化氮就地生成硝酸，并且將其加熱至20℃和60℃之間。
23.權(quán)利要求1-22中任一項(xiàng)的方法所得的帶吸電子基團(tuán)和硝基基團(tuán)的酚類化合物在通過(guò)將基團(tuán)NO2催化還原為基團(tuán)NH2制備對(duì)應(yīng)的氨基化合物方面的用途。
24.根據(jù)權(quán)利要求23的用途，其特征在于在加氫催化劑存在下用氫氣實(shí)施還原，催化劑優(yōu)選鈀/炭黑或阮內(nèi)鎳。
25.權(quán)利要求1-22中任一項(xiàng)的方法所得的5-硝基水楊酸根據(jù)權(quán)利要求23和24中任一項(xiàng)的在制備5-氨基水楊酸方面的用途。
全文摘要
本發(fā)明涉及吸電子基團(tuán)取代的酚類化合物的亞硝化方法。本發(fā)明同樣涉及吸電子基團(tuán)取代的酚類化合物的硝化方法。本發(fā)明亞硝化方法的特征是在硫酸存在下實(shí)施上述化合物的亞硝化作用;硫酸濃度至少60%(重量),而后視具體情況而定分離所得的亞硝化酚類化合物。本發(fā)明同樣涉及所得的對(duì)位亞硝化酚類化合物的氧化,以制備對(duì)應(yīng)的硝基化合物。
文檔編號(hào)C07C205/44GK1262672SQ9719805
公開(kāi)日2000年8月9日 申請(qǐng)日期1997年7月11日 優(yōu)先權(quán)日1996年7月12日
發(fā)明者P·梅蒂維爾 申請(qǐng)人:羅狄亞化學(xué)公司