CN101362697A - 邻、对硝基苯甲醛及其卤代物的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开的邻、对硝基苯甲醛及其卤代物的制备方法，依次包括如下步骤：以邻位、对位含有硝基或邻位、对位含有硝基及卤素的甲苯为原料，以N，N－二烷基甲酰胺为溶剂，与N，N－二烷基甲酰胺二缩醇缩合制得邻位、对位含有硝基或邻位、对位含有硝基及卤素的N，N－二烷基苯乙烯胺，然后，邻位、对位含有硝基或邻位、对位含有硝基及卤素的N，N－二烷基苯乙烯胺在相转移催化剂存在下，以过氧酸或双氧水为氧化剂，氧化制得邻、对硝基苯甲醛及其卤代物。采用本发明制备邻、对硝基苯甲醛及其卤代物操作简单，反应条件易于控制，原料易得，收率较高，产品质量稳定、纯度好。

Description

邻、对硝基苯甲醛及其卤代物的制备方法
技术领域
本发明涉及医药、染料和农药中间体邻、对硝基苯甲醛及其卤代物的制备方法。
背景技术
现有制备邻、对硝基苯甲醛及其卤代物的方法主要有：方法一(JACS，68，1596-1598)是以2-氯-4-硝基苯甲醛为原料，甲基先被CrO3-AcOH氧化成双乙酸酯，然后水解生成4-氯-2-硝基苯甲醛，该方法使用CrO3为氧化剂，产生大量的含铬废水，污染严重；方法二(化学反应工程与工艺，2002，18，1，23-41)是以邻硝基甲苯为原料，MnSO4催化氧气氧化制得邻硝基苯甲醛，该方法收率低，文献报道只有36％；方法三(Can.J.Chern.Vol.33，1955，1819-1823)是芳甲基用NBS二溴化，然后水解获得芳甲醛，该方法杂质比较多，会产生一溴及三溴的副产物，难以除去，产品质量差；方法四(J.Org.Chem.2003，68，4104-4107)是以4-氯-2-硝基苯甲醛为原料，与N，N-二甲基甲酰胺二甲缩醛反应转化为N，N-二甲基苯乙烯胺，后者经NalO4氧化为4-氯-2-硝基苯甲醛，该法需使用昂贵的NalO4为氧化剂，成本高，同时产生大量的NalO3固废。
发明内容
本发明的目的是提供一种高收率、操作简单和产品质量稳定的制备邻、对硝基苯甲醛及其卤代物的方法。
本发明的邻、对硝基苯甲醛及其卤代物的制备方法，依次包括如下步骤：
1)以邻位、对位含有硝基或邻位、对位含有硝基及卤素的甲苯为原料，以N，N-二烷基甲酰胺为溶剂，与N，N-二烷基甲酰胺二缩醇缩合制得邻位、对位含有硝基或邻位、对位含有硝基及卤素的N，N-二烷基苯乙烯胺，邻位、对位含有硝基或邻位、对位含有硝基及卤素的甲苯与N，N-二烷基甲酰胺的重量比为1：4～6，邻位、对位含有硝基或邻位、对位含有硝基及卤素的甲苯与N，N-二烷基甲酰胺二缩醇的摩尔比为1：1.5～3.5；
2)邻位、对位含有硝基或邻位、对位含有硝基及卤素的N，N-二烷基苯乙烯胺在相转移催化剂存在下，以过氧酸或双氧水为氧化剂，氧化制得邻、对硝基苯甲醛及其卤代物，所用氧化剂与邻位、对位含有硝基或邻位、对位含有硝基及卤素的甲苯的摩尔比为1：2～5，所用相转移催化剂与邻位、对位含有硝基或邻位、对位含有硝基及卤素的甲苯的重量比为1：25～50。
具体合成路线如下：
其中，上述化合物中的R，R1，R2分别代表如下基团：
1)当R＝CH3时；R1＝H；R2＝NO2；
或当R＝CH3时；R1＝NO2；R2＝H；
或当R＝CH3时；R1＝Cl；R2＝NO2；
或当R＝CH3时；R1＝NO2；R2＝Cl；
或当R＝CH3时；R1＝Br；R2＝NO2；
或当R＝CH3时；R1＝NO2；R2＝Br；
2)当R＝CH3CH2时；R1＝H；R2＝NO2；
或当R＝CH3CH2时；R1＝NO2；R2＝H；
或当R＝CH3CH2时；R1＝Cl；R2＝NO2；
或当R＝CH3CH2时；R1＝NO2；R2＝Cl；
或当R＝CH3CH2时；R1＝Br；R2＝NO2；
或当R＝CH3CH2时；R1＝NO2；R2＝Br；
本发明中，步骤1)所说的溶剂N，N-二烷基甲酰胺可以是N，N-二甲基甲酰胺或N，N-二乙基乙酰胺。所说的N，N-二烷基甲酰胺二缩醇可以是N，N-二甲基甲酰胺二缩甲醇或N，N-二乙基甲酰胺二缩乙醇。
本发明中，所说的相转移催化剂可以为四乙基氯化铵、四丁基氯化铵、四乙基溴化铵、苄基三乙基氯化铵或苄基三乙基溴化铵。所说的过氧酸为过氧乙酸或间氯过氧苯甲酸。双氧水的质量浓度为10～30％。
本发明的有益效果在于：操作简单，反应温和、易于控制，原料易得，收率较高，产品质量稳定、纯度好。
具体实施方式
实施例1
1)N，N-二甲基对硝基苯乙烯胺的制备
将对硝基甲苯(15.9g，0.116mol)加到N，N-二甲基甲酰胺二缩甲醇(23ml，0.174mol)和N，N-二甲基甲酰胺(101ml)中，加热至回流，反应15h，反应完毕，降至室温，得到深红色N，N-二甲基对硝基苯乙烯胺溶液，先常压蒸馏回收N，N-二甲基甲酰胺二缩甲醇，再减压蒸馏回收N，N-二甲基甲酰胺，残液降至室温，缓慢加入100ml水，搅拌，抽滤得N，N-二甲基对硝基苯乙烯胺，无需精制，直接用于下步反应。
2)对硝基苯甲醛的制备
将四乙基溴化铵(0.64g)，上步制得的N，N-二甲基对硝基苯乙烯胺溶于200ml水和100ml DMF的混合溶液中，冰水冷却，缓慢滴加过氧乙酸(30％wt，116g，0.464mol)，约0.5h滴完，溶液变成红色，继续搅拌1h，移去冰浴，室温搅拌4-5h，红色褪去，用甲苯(100ml x3)萃取反应液，合并甲苯层，用水洗(100ml x3)，干燥，减压蒸馏得浅红色固体，用石油醚重结晶得13.5g黄色晶体，熔点：106～107℃，收率77％(以对硝基甲苯计)，纯度(HPLC)：98.5％。
实施例2
1)N，N-二甲基-2-氯-4-硝基苯乙烯胺的制备
将2-氯-4-硝基甲苯(19.9g，0.116mol)加到N，N-二甲基甲酰胺二缩甲醇(46ml，0.348mol)和N，N-二甲基甲酰胺(105.4ml)中，加热至回流反应14h，反应完毕，降至室温，得到绛红色N，N-二甲基-2-氯-4-硝基苯乙烯胺溶液，先常压蒸馏回收N，N-二甲基甲酰胺二缩甲醇，再减压蒸馏回收N，N-二甲基甲酰胺，残液降至室温，缓慢加入100ml水，搅拌，抽滤得紫色N，N-二甲基-2-氯-4-硝基苯乙烯胺，无需精制，直接用于下步反应。
2)2-氯-4-硝基苯甲醛的制备
将四丁基氯化铵(0.5g)，上步制得的N，N-二甲基-2-氯-4-硝基苯乙烯胺溶于180ml水和100ml DMF的混合溶液中，冰水冷却，缓慢滴加过氧乙酸(30％wt，88g，0.348mol)，约1h滴完，继续搅拌1h，移去冰浴，室温搅拌至红色褪去，用甲苯(100ml x3)萃取反应液，合并甲苯层，用水洗(100ml x3)，干燥，减压蒸馏得浅红色固体，用石油醚重结晶得17.2g黄色晶体，熔点：68～70℃，收率80％(以2-氯-4-硝基甲苯计)，纯度(HPLC)：98.8％。
实施例3
1)N，N-二甲基-2-溴-4-硝基苯乙烯胺的制备
将2-溴-4-硝基甲苯(25.1g，0.116mol)加到N，N-二甲基甲酰胺二缩甲醇(30.7ml，0.232mol)和N，N-二甲基甲酰胺(106.4ml)中，加热至回流反应14h，反应完毕，降至室温，得到紫红色N，N-二甲基-2-溴-4-硝基苯乙烯胺溶液，先常压蒸馏回收N，N-二甲基甲酰胺二缩甲醇，再减压蒸馏回收N，N-二甲基甲酰胺，残液降至室温，缓慢加入100ml水，搅拌，抽滤得紫色N，N-二甲基-2-溴-4-硝基苯乙烯胺，无需精制，直接用于下步反应。
2)2-溴-4-硝基苯甲醛的制备
将苄基三乙基溴化铵(0.5g)，上步制得的N，N-二甲基-2-溴-4-硝基苯乙烯胺溶于180ml水和100ml DMF的混合溶液中，冰水冷却，缓慢滴加间氯过氧苯甲酸(40g，0.232mol)溶于20ml DMF的溶液，约1h滴完，继续搅拌1h，移去冰浴，室温搅拌至红色褪去，用甲苯(100ml x3)萃取反应液，合并甲苯层，用水洗(100ml x3)，干燥，减压蒸馏得红色固体，用石油醚重结晶得21.9g浅黄色晶体，熔点：109～110℃，收率82％(以2-溴-4-硝基甲苯计)，纯度(HPLC)：98.6％。
实施例4
参照实施例1，以邻硝基甲苯为原料，用N，N-二乙基甲酰胺二缩乙醇代替N，N-二甲基甲酰胺二缩甲醇，用N，N-二乙基甲酰胺代替N，N-二甲基甲酰胺制得N，N-二乙基邻硝基苯乙烯胺。
然后以四乙基氯化铵代替四乙基溴化铵，以27.5％的双氧水(71.7g，0.58mol)代替过氧乙酸制得邻硝基苯甲醛，熔点：43～44℃，收率78.6％(以邻硝基甲苯计)，纯度(HPLC)：98.2％。
实施例5
参照实施例1，以4-氯-2-硝基甲苯为原料，制得N，N-二甲基-4-氯-2-硝基苯乙烯胺的制备。
然后以苄基三乙基氯化铵代替四乙基溴化铵，以27.5％的双氧水(57.4g，0.464mol)代替过氧乙酸制得4-氯-2-硝基苯甲醛，熔点：54～56℃，收率81.2％(以4-氯-2-硝基甲苯计)，纯度(HPLC)：98.4％。
实施例6
参照实施例1，以4-溴-2-硝基甲苯为原料，用N，N-二乙基甲酰胺二缩乙醇代替N，N-二甲基甲酰胺二缩甲醇，用N，N-二乙基甲酰胺代替N，N-二甲基甲酰胺制得N，N-二甲基-4-溴-2-硝基苯乙烯胺。
然后以苄基三乙基溴化铵代替四乙基溴化铵，以27.5％的双氧水(50.2g，0.41mol)代替过氧乙酸制得4-溴-2-硝基苯甲醛，熔点：95～96℃，收率81.5％(以4-溴-2-硝基甲苯计)，纯度(HPLC)：98.7％。

Claims (6)

1.邻、对硝基苯甲醛及其卤代物的制备方法，依次包括如下步骤：
1)以邻位、对位含有硝基或邻位、对位含有硝基及卤素的甲苯为原料，以N，N-二烷基甲酰胺为溶剂，与N，N-二烷基甲酰胺二缩醇缩合制得邻位、对位含有硝基或邻位、对位含有硝基及卤素的N，N-二烷基苯乙烯胺，邻位、对位含有硝基或邻位、对位含有硝基及卤素的甲苯与N，N-二烷基甲酰胺的重量比为1：4～6，邻位、对位含有硝基或邻位、对位含有硝基及卤素的甲苯与N，N-二烷基甲酰胺二缩醇的摩尔比为1：1.5～3.5；
2)邻位、对位含有硝基或邻位、对位含有硝基及卤素的N，N-二烷基苯乙烯胺在相转移催化剂存在下，以过氧酸或双氧水为氧化剂，氧化制得邻、对硝基苯甲醛及其卤代物，所用氧化剂与邻位、对位含有硝基或邻位、对位含有硝基及卤素的甲苯的摩尔比为1：2～5，所用相转移催化剂与邻位、对位含有硝基或邻位、对位含有硝基及卤素的甲苯的重量比为1：25～50。
2.按权利要求1所述的邻、对硝基苯甲醛及其卤代物的制备方法，其特征在于步骤1)所说的溶剂N，N-二烷基甲酰胺是N，N-二甲基甲酰胺或N，N-二乙基乙酰胺。
3.按权利要求1所述的邻、对硝基苯甲醛及其卤代物的制备方法，其特征在于步骤1)所说的N，N-二烷基甲酰胺二缩醇是N，N-二甲基甲酰胺二缩甲醇或N，N-二乙基甲酰胺二缩乙醇。
4.按权利要求1所述的邻、对硝基苯甲醛及其卤代物的制备方法，其特征在于所说的相转移催化剂为四乙基氯化铵、四丁基氯化铵、四乙基溴化铵、苄基三乙基氯化铵或苄基三乙基溴化铵。
5.按权利要求1所述的邻、对硝基苯甲醛及其卤代物的制备方法，其特征在于所说的过氧酸为过氧乙酸或间氯过氧苯甲酸。
6.按权利要求1所述的邻、对硝基苯甲醛及其卤代物的制备方法，其特征在于所说的双氧水的质量浓度为10～30％。
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