CN101475486B

CN101475486B - 3-氯-2-硝基甲苯的制备方法

Info

Publication number: CN101475486B
Application number: CN2009100460343A
Authority: CN
Inventors: 杜葩
Original assignee: Shanghai Institute of Technology
Current assignee: Shanghai Institute of Technology
Priority date: 2009-02-10
Filing date: 2009-02-10
Publication date: 2011-08-03
Anticipated expiration: 2029-02-10
Also published as: CN101475486A

Abstract

本发明公开了一种3-氯-2-硝基甲苯的制备方法，即将N，N-二甲基甲酰胺为溶剂，在碳酸钾作用下，使2，6-二氯硝基苯和氰乙酸叔丁酯反应，结束后，减压下脱去溶剂，将残液倒入冰水中，待固体充分析出，抽滤，滤饼用石油醚和乙酸乙酯重结晶，晶体为2-氰基-2-(3-氯-2-硝基苯基)乙酸叔丁酯，将所得晶体与盐酸及醋酸一起加热回流，冷却后倒入水中，待固体充分析出，抽滤，得3-氯-2-硝基苯乙酸，再将3-氯-2-硝基苯乙酸、碳酸钾和溶剂N，N-二甲基甲酰胺一起搅拌加热反应0.5～4h，减压蒸馏回收N，N-二甲基甲酰胺，残液倒入水中，用三氯甲烷萃取，充分脱去三氯甲烷，得到的固体为3-氯-2-硝基甲苯。且本制备方法能耗低，副反应少，反应收率高，总收率大于80％。

Description

3-氯-2-硝基甲苯的制备方法

技术领域

本发明涉及一种硝基化合物的制备方法，特别涉及一种3-氯-2-硝基甲苯的制备方法。

背景技术

3-氯-2-硝基甲苯可作为硝吡咯菌素，及其类似物7-吲哚羧酸和喹喔啉曾啉等产品的中间体，具有极其广泛的用途。近年来又有报道将其用于制备新型的心血管药物，使其发展前景更为广阔。目前，该化合物国内主要依赖于进口，价格昂贵。现有3-氯-2-硝基甲苯的合成方法如下：

1)以2，6-二氯苯胺为原料，经重氮化、取代反应和缩合反应制得2-氰基-2-(3′-氯-2′-硝基苯基)乙酸甲酯。

2)由2-氰基-2-(3′-氯-2′-硝基苯基)乙酸甲酯经水解脱羧制得3-氯-2-硝基苯乙酸。

3)3-氯-2-硝基苯乙酸脱羧反应制得3-氯-2-硝基甲苯。

天津大学陈磊等人曾对后两步反应进行了研究，第二步盐酸∶醋酸∶2-氰基-2-(3-氯-2-硝基苯基)乙酸甲酯的摩尔比为80∶40∶1加热水解脱羧制得3-氯-2-硝基苯乙酸，反应所需酸量较大，后处理复杂。第三步3-氯-2-硝基苯乙酸125-130℃脱羧得到3-氯-2-硝基甲苯，脱羧反应所需温度较高，后两步反应总收率只有60％左右。

发明内容

本发明的目的是克服如上所述的现有3-氯-2-硝基甲苯制备方法的缺点，以提供一种反应条件温和且高纯度高收率的3-氯-2-硝基甲苯的制备方法。

本发明的技术方案：

一种3-氯-2-硝基甲苯的制备方法，包括下列步骤：

(1)在容器中加入摩尔比为1∶0.8～1.5∶1～4的2，6-二氯硝基苯、氰乙酸叔丁酯、碳酸钾，再按加入的2，6-二氯硝基苯的量计算加入N，N-二甲基甲酰胺溶剂，即每1g 2，6-二氯硝基苯加入2～6mL的N，N-二甲基甲酰胺，搅拌加热至70～120℃，保温并反应2～20h，停止反应，自然冷却至室温，30mmHg下减压蒸馏，回收N，N-二甲基甲酰胺后，将残液自然冷却至室温后与冰水比较按体积比为1∶2～10倒入冰水中，搅拌下滴加质量分数为10％的盐酸溶液直至pH值为3～4，待固体充分析出，抽滤，滤饼用石油醚和乙酸乙酯混合液重结晶得2-氰基-2-(3-氯-2-硝基苯基)乙酸叔丁酯；

(2)将步骤(1)所获得的2-氰基-2-(3-氯-2-硝基苯基)乙酸叔丁酯及盐酸、醋酸，按投料摩尔比为盐酸∶醋酸∶2-氰基-2-(3-氯-2-硝基苯基)乙酸叔丁酯＝10～40∶10～20∶1，加入到容器中，加热回流2～6h，自然冷却至室温，待固体充分析出，抽滤，得3-氯-2-硝基苯乙酸；

(3)将步骤(2)所获得的3-氯-2-硝基苯乙酸、碳酸钾和溶剂N，N-二甲基甲酰胺，按投料摩尔比3-氯-2-硝基苯乙酸∶碳酸钾为＝1∶0.1～2，再按加入的3-氯-2-硝基苯乙酸的量计算加入N，N-二甲基甲酰胺溶剂，即按每1g 3-氯-2-硝基苯乙酸加入5～20mL N，N-二甲基甲酰胺于容器中，搅拌加热至50～90℃，反应0.5～4h，减压蒸馏回收N，N-二甲基甲酰胺，残液倒入水中，用三氯甲烷萃取，脱去三氯甲烷，即得3-氯-2-硝基甲苯。

本发明的有益效果：

本发明通过三步制备3-氯-2-硝基甲苯，特别在步骤(2)改用2-氰基-2-(3-氯-2-硝基苯基)乙酸叔丁酯为原料，减少了盐酸及醋酸的用量，加快了水解反应的速度。并且在步骤(3)脱羧反应中，加入了碳酸钾，使反应温度大大低于现有文献报道(125-130℃)，从而降低了能耗，减少了副反应，从而提高了反应收率，总收率大于80％。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明进一步详细描述。

实施例1

步骤(1)：在500mL三口瓶中，加入46.5g(0.24mol)2，6-二氯硝基苯和36.1g(0.25mol)氰乙酸叔丁酯，69.0g(0.50mol)碳酸钾，200mLN，N-二甲基甲酰胺作溶剂，搅拌升温至90～100℃反应8h；停止反应，自然冷却至室温，30mmHg下，减压脱去N，N-二甲基甲酰胺后，自然冷却至室温，倒入500mL的冰水中，搅拌下滴加质量分数为10％盐酸溶液直至pH值为3，待固体充分析出，抽滤，滤饼用石油醚和乙酸乙酯重结晶，得到62.9g淡黄色固体，收率为88.5％。

步骤(2)：在250mL三口瓶中，加入2-氰基-2-(3-氯-2-硝基)苯乙酸叔丁酯10g(0.03mol)，加入浓盐酸25mL(0.8mol)和冰醋酸34mL(0.6mol)，回流2h。待反应停止后，自然冷却至室温，待固体充分析出，抽滤，得到6.5g白色固体，产率91.5％。

步骤(3)：在100mL三口瓶中，加入3-氯-2-硝基苯乙酸1g(0.0046mol)和碳酸钾0.64g(0.0046mol)，再加入N，N-二甲基甲酰胺10mL，加热至70℃反应2h，停止反应。自然冷却后，30mmHg下，减压蒸馏回收N，N-二甲基甲酰胺，残液倒入水中，用三氯甲烷萃取，充分脱去三氯甲烷，得0.74g黄色油状液体，产率93.1％，两步总收率85.2％。

实施例2

步骤(1)：在500mL三口瓶中，加入46.5g(0.24mol)2，6-二氯硝基苯和35.2g(0.25mol)氰乙酸叔丁酯，69.0g(0.50mol)碳酸钾，250mL N，N-二甲基甲酰胺作溶剂，搅拌升温至80～90℃反应6h；停止反应，自然冷却至室温，30mmHg下，减压脱去N，N-二甲基甲酰胺后，自然冷却至室温，倒入400mL的冰水中，搅拌下滴加质量分数为10％盐酸溶液直至pH值为4，待固体充分析出，抽滤，滤饼用石油醚和乙酸乙酯重结晶，得到53.3g淡黄色固体，收率为74.9％。

步骤(2)：在250mL三口瓶中，加入2-氰基-2-(3-氯-2-硝基)苯乙酸叔丁酯10g(0.03mol)，加入浓盐酸25mL(0.8mol)和冰醋酸28.3mL(0.5mol)，回流5h。待反应停止后，自然冷却至室温，待固体充分析出，抽滤，得到5.9g白色固体，产率83.1％。

步骤(3)：在100mL三口瓶中，加入3-氯-2-硝基苯乙酸1g(0.0046mol)和碳酸钾0.19g(0.0014mol)，再加入N，N-二甲基甲酰胺5mL，加热至90℃反应4h，停止反应。冷却后，减压蒸馏回收N，N-二甲基甲酰胺，残液倒入水中，用三氯甲烷萃取，充分脱去三氯甲烷，得0.70g黄色油状液体，产率88.1％，两步总收率73.2％。

实施例3

步骤(1)：在250mL三口瓶中，加入19.2g(0.1mol)2，6-二氯硝基苯和15.5g(0.11mol)氰乙酸叔丁酯，27.6g(0.20mol)碳酸钾，70mL N，N-二甲基甲酰胺作溶剂，搅拌升温至100～110℃反应8h；停止反应，自然冷却至室温，30mmHg下，减压脱去N，N-二甲基甲酰胺后，自然冷却至室温，倒入200mL的冰水中，搅拌下滴加质量分数为10％盐酸溶液直至pH值为3.5，待固体充分析出，抽滤，滤饼用石油醚和乙酸乙酯重结晶，得到27g淡黄色固体，收率为91.5％。

步骤(2)：在250mL三口瓶中，加入2-氰基-2-(3-氯-2-硝基)苯乙酸叔丁酯10g(0.03mol)，加入浓盐酸20mL(0.64mol)和冰醋酸34mL(0.6mol)，回流6h。待反应停止后，冷却至室温，待固体充分析出，抽滤，得到6.2g白色固体，产率87.3％。

步骤(3)：在100mL三口瓶中，加入3-氯-2-硝基苯乙酸 1g(0.0046mol)和碳酸钾0.32g(0.0023mol)，再加入N，N-二甲基甲酰胺15mL，加热至80℃反应2h，停止反应。自然冷却后，30mmHg下，减压蒸馏回收N，N-二甲基甲酰胺，残液倒入水中，用三氯甲烷萃取，充分脱去三氯甲烷，得0.75g黄色油状液体，产率94.8％，两步总收率82.8％。

实施例4

步骤(1)：在500mL三口瓶中，加入46.5g(0.24mol)2，6-二氯硝基苯和52g(0.36mol)氰乙酸叔丁酯，132.5g(0.96mol)碳酸钾，250mLN，N-二甲基甲酰胺作溶剂，搅拌升温至90～100℃反应8h；停止反应，自然冷却至室温，30mmHg下，减压脱去N，N-二甲基甲酰胺后，自然冷却至室温，倒入400mL的冰水中，搅拌下滴加质量分数为10％盐酸溶液直至pH值为3，待固体充分析出，抽滤，滤饼用石油醚和乙酸乙酯重结晶，得到57.7g淡黄色固体，收率为81.2％。

步骤(2)：在250mL三口瓶中，加入2-氰基-2-(3-氯-2-硝基)苯乙酸叔丁酯10g(0.03mol)，加入浓盐酸19mL(0.6mol)和冰醋酸17mL(0.3mol)，回流5h。待反应停止后，自然冷却至室温，待固体充分析出，抽滤，得到5.4g白色固体，产率76.4％。

步骤(3)：在100mL三口瓶中，加入3-氯-2-硝基苯乙酸1g(0.0046mol)和碳酸钾1.28g(0.0092mol)，再加入N，N-二甲基甲酰胺20mL，加热至60℃反应3h，停止反应。自然冷却后，30mmHg下，减压蒸馏回收N，N-二甲基甲酰胺，残液倒入水中，用三氯甲烷萃取，充分脱去三氯甲烷，得0.75g黄色油状液体，产率94.3％，两步总收率72％。

实施例5

步骤(1)：在500mL三口瓶中，加入46.5g(0.24mol)2，6-二氯硝基苯和27.7g(0.19mol)氰乙酸叔丁酯，33.1g(0.24mol)碳酸钾，100mL N，N-二甲基甲酰胺作溶剂，搅拌升温至70～80℃反应20h；停止反应，自然冷却至室温，30mmHg下，减压脱去N，N-二甲基甲酰胺后，自然冷却至室温，倒入500mL的冰水中，搅拌下滴加质量分数为10％盐酸溶液直至pH值为3，待固体充分析出，抽滤，滤饼用石油醚和乙酸乙酯重结晶，得到52.5g淡黄色固体，收率为73.9％。

步骤(2)：在250mL三口瓶中，加入2-氰基-2-(3-氯-2-硝基)苯乙酸叔丁酯10g(0.03mol)，加入浓盐酸25mL(0.3mol)和冰醋酸34mL(0.6mol)，回流2h。待反应停止后，自然冷却至室温，待固体充分析出，抽滤，得到5.6g白色固体，产率78.6％。

步骤(3)：在100mL三口瓶中，加入3-氯-2-硝基苯乙酸1g(0.0046mol)和碳酸钾0.96g(0.0069mol)，再加入N，N-二甲基甲酰胺15mL，加热至90℃反应0.5h，停止反应。自然冷却后，30mmHg下，减压蒸馏回收N，N-二甲基甲酰胺，残液倒入水中，用三氯甲烷萃取，充分脱去三氯甲烷，得0.76g黄色油状液体，产率95.6％，两步总收率75.1％。

实施例6

步骤(1)：在500mL三口瓶中，加入46.5g(0.24mol)2，6-二氯硝基苯和36.1g(0.25mol)氰乙酸叔丁酯，69.0g(0.50mol)碳酸钾， 250mL N，N-二甲基甲酰胺作溶剂，搅拌升温至110～120℃反应8h；停止反应，自然冷却至室温，30mmHg下，减压脱去N，N-二甲基甲酰胺后，自然冷却至室温，倒入500mL的冰水中，搅拌下滴加质量分数为10％盐酸溶液直至pH值为3，待固体充分析出，抽滤，滤饼用石油醚和乙酸乙酯重结晶，得到57.3g淡黄色固体，收率为80.7％。

步骤(2)：在250mL三口瓶中，加入2-氰基-2-(3-氯-2-硝基)苯乙酸叔丁酯10g(0.03mol)，加入浓盐酸37.5mL(0.12mol)和冰醋酸34mL(0.6mol)，回流5h。待反应停止后，自然冷却至室温，待固体充分析出，抽滤，得到6.2g白色固体，产率87.3％。

步骤(3)：在100mL三口瓶中，加入3-氯-2-硝基苯乙酸1g(0.0046mol)和碳酸钾0.64g(0.0046mol)，再加入N，N-二甲基甲酰胺15mL，加热至50℃反应4h，停止反应。自然冷却后，30mmHg下，减压蒸馏回收N，N-二甲基甲酰胺，残液倒入水中，用三氯甲烷萃取，充分脱去三氯甲烷，得0.69g黄色油状液体，产率86.7％，两步总收率75.7％。

以上所述内容仅为本发明构思下的基本说明，而依据本发明的技术方案所作的任何等效变换，均应属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种3-氯-2-硝基甲苯的制备方法，其特征在于包括下列步骤：