CN101735167A - 6-硝基糖精的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种6-硝基糖精的制备方法,具有以下步骤:将2-氨基-4-硝基苯甲酸加入到过量的甲醇中,在酸性催化剂的催化作用下进行回流酯化反应,经过后处理得到2-氨基-4-硝基苯甲酸甲酯;将2-氨基-4-硝基苯甲酸甲酯在酸性介质中与亚硝酸钠溶液在0℃~20℃的温度下进行重氮化反应;然后在20℃~30℃的温度下,将用氯化铜的冰醋酸溶液加入体系中,生成2-氯代磺酰基-4-硝基苯甲酸甲酯;将2-氯代磺酰基-4-硝基苯甲酸甲酯与氨水在0℃~40℃的温度下反应得到6-硝基糖精。本发明的方法反应操作简单,不污染环境,原料2-氨基-4-硝基苯甲酸来源广泛,价格低廉,生产成本较低,适于工业化生产。
Description
技术领域
本发明涉及一种有机化工中间体的制备方法,特别是涉及一种6-硝基糖精的制备方法。
背景技术
6-硝基糖精是一种应用广泛的重要化工中间体。它可用于合成化纤工业,亦可用于农药工业,是合成除草剂碘甲磺隆钠盐及甲酰胺磺隆的重要中间体。
美国专利US3158233公开了一种以4-硝基甲苯-2-磺酰胺为原料,利用重铬酸钠进行氧化反应得到6-硝基糖精的方法。此工艺存在反应剧烈难于控制,环境污染严重,工业化困难等缺点。
发明内容
本发明的目的是克服上述问题,提供一种原料价廉易得,反应操作简单,对环境基本无污染且适于工业化生产的6-硝基糖精的制备方法。
实现本发明的技术方案步骤如下:一种6-硝基糖精的制备方法,具有以下步骤:①将2-氨基-4-硝基苯甲酸加入到过量的甲醇中,在酸性催化剂的催化作用下进行回流酯化反应,经过后处理得到2-氨基-4-硝基苯甲酸甲酯;②将步骤①得到的2-氨基-4-硝基苯甲酸甲酯在酸性介质中与亚硝酸钠溶液在0℃~20℃的温度下进行产物为重氮盐的重氮化反应;重氮化反应结束后,在20℃~30℃的温度下,将用氯化铜的冰醋酸溶液加入体系中,从而发生生成2-氯代磺酰基-4-硝基苯甲酸甲酯的反应;然后进行后处理得到2-氯代磺酰基-4-硝基苯甲酸甲酯;③将步骤②得到的2-氯代磺酰基-4-硝基苯甲酸甲酯与氨水在0℃~40℃的温度下反应得到6-硝基糖精。
上述步骤①中所述的酸性催化剂为氯化亚砜、浓硫酸或者氯化氢气体;步骤①的酯化反应的操作过程是:先将2-氨基-4-硝基苯甲酸加入到过量的甲醇中,再将酸性催化剂加入到体系中;当酸性催化剂为氯化亚砜或浓硫酸时其加入方法为滴加,当酸性催化剂为氯化氢气体时其加入方法为直接通入体系中;加完酸性催化剂后,加热回流8~12h,直至反应结束。
上述步骤①中所述的酸性催化剂为氯化亚砜。
上述步骤①中的后处理方法为:浓缩,回收甲醇,用乙酸乙酯溶解,再用饱和的碳酸氢钠水溶液洗至中性,再浓缩,回收乙酸乙酯,抽滤,烘干。
上述步骤②中所述的酸性介质为盐酸、硫酸或醋酸,或者是醋酸和盐酸的混合酸;步骤②中进行重氮化反应时,亚硝酸钠为过量;步骤②中进行生成2-氯代磺酰基-4-硝基苯甲酸甲酯的反应时,2-氨基-4-硝基苯甲酸甲酯为过量。
上述步骤②中所述的酸性介质为盐酸。
上述步骤②中的重氮化反应温度为10℃~15℃。
上述在步骤②中所述的氯化铜的冰醋酸溶液为用二氧化硫饱和的氯化铜的冰醋酸溶液。
上述步骤②所述的后处理方法为:将混合物倒入冰水中,析出固体,抽滤,收集固体,用水洗涤,烘干。
上述步骤③中所述的反应温度为20℃~25℃。
本发明的反应过程为:
本发明具有的积极效果是:本发明的方法反应操作简单,不污染环境,原料2-氨基-4-硝基苯甲酸来源广泛,价格低廉,生产成本较低,适于工业化生产。
具体实施方式
(实施例1)
本实施例的6-硝基糖精的制备方法,具有以下步骤:
①制备2-氨基-4-硝基苯甲酸甲酯:在500ml的四口瓶中加入40g的2-氨基-4-硝基苯甲酸和300ml的甲醇(237g)作为反应物,滴加54g的氯化亚砜作为酸性催化剂,从而发生生成2-氨基-4-硝基苯甲酸甲酯的反应,反应慢慢放热至沸腾,滴完加热回流反应10h。反应结束后进行减压抽真空而使得甲醇蒸发,进而回收甲醇,剩余的浓缩物加入300ml的乙酸乙酯溶解,所得混合物再用饱和的碳酸氢钠水溶液洗至中性。加热整个体系使得水份蒸发,继续加热使得乙酸乙酯蒸发而浓缩有机相从而使得生成物析出,回收大部分乙酸乙酯后,对剩余物进行抽滤而收集生成物固体,烘干得到40.7g的2-氨基-4-硝基-苯甲酸甲酯(HPLC 95%),熔点为156℃~158℃,收率为90%。
②制备2-氯代磺酰基-4-硝基苯甲酸甲酯:在500ml的四口瓶中加入40g的2-氨基-4-硝基-苯甲酸甲酯和200ml的浓盐酸(35wt%),搅拌混合,然后在10℃~15℃的温度下滴加20ml的亚硝酸钠溶液(含14.1g的亚硝酸钠),从而发生生成重氮盐的反应。滴完后,搅拌30分钟,从而使得反应完全。此时的整个体系为溶液状态。
将上述溶液体系加热至25℃,向溶液中滴加由二氧化硫饱和的1.9g氯化铜和144ml冰醋酸形成的混合溶液,从而发生生成2-氯代磺酰基-4-硝基苯甲酸甲酯的反应。当气体挥发完而判断反应结束后,将混合物倒入冰水中,析出固体,抽滤,收集固体,用水洗涤,烘干后得到45g的2-氯代磺酰基-4-硝基苯甲酸甲酯(HPLC 94%),熔点为88℃~90℃,收率为80%。
③制备6-硝基糖精:在500ml的四口瓶中加入150ml的浓氨水和300ml水并搅拌,在20℃~25℃的温度下分3~5批(本实施例为4批)加入g0g的2-氯代磺酰基-4-硝基苯甲酸甲酯,从而发生生成6-硝基糖精的反应。加完后,保温搅拌4h而使反应完成。反应结束后滴加浓盐酸至溶液的pH为1,用冰水浴冷至0℃,抽滤,收集淡黄色固体,水洗,烘干得53.5g的6-硝基糖精(HPLC 97%),熔点为206℃~209℃,收率为85%。
(实施例2至实施例3)
实施例2至实施例3的制备方法与实施例1基本相同,不同之处在于:步骤①中所采用的酸性催化剂不同,实施例2采用的酸性催化剂为浓硫酸(98wt%),实施例3采用的酸性催化剂为气体氯化氢。实施例2中加入浓硫酸的方法为滴加,实施例3中加入气体氯化氢的方法为将气体氯化氢通入反应体系中。具体见表1。
表1
酸性催化剂 | 2-氨基-4-硝基苯甲酸甲酯的重量 | 收率 | |
实施例1 | 氯化亚砜 | 40.7g | 90% |
实施例2 | 浓硫酸(98wt%) | 36.2g | 80% |
实施例3 | 气体氯化氢 | 37.5g | 83% |
(实施例4至实施例8)
实施例4至实施例8的制备方法与实施例1基本相同,不同之处在于:步骤②中所采用的酸性介质和重氮化温度不同,具体见表2。
表2
酸性介质 | 重氮化温度 | 2-氯磺酰基-4-硝基苯甲酸甲酯的重量 | 收率 | |
实施例1 | 盐酸 | 10℃~15℃ | 45g | 80% |
实施例4 | 硫酸 | 10℃~15℃ | 38.3g | 68% |
实施例5 | 盐酸与醋酸 | 10℃~15℃ | 39g | 70% |
实施例6 | 盐酸 | 0℃~5℃ | 41g | 73% |
实施例7 | 盐酸 | 5℃~10℃ | 43.8g | 78% |
实施例8 | 盐酸 | 15℃~20℃ | 41.6g | 74% |
从表2可以看出,10℃~15℃的反应温度时的收率要比其他温度高些。另一方面酸性介质不同,反应效果也不同,采用盐酸作为反应介质比其他反应介质要好。
(实施例9至实施例12)
实施例9至实施例12的制备方法与实施例1基本相同,不同之处在于:步骤③中所采用的反应温度不同,具体见表3。
表3
反应温度 | 6-硝基糖精的重量 | 收率 | |
实施例1 | 20℃~25℃ | 53.5g | 85% |
实施例9 | 0℃~10℃ | 50.3g | 80% |
实施例10 | 10℃~20℃ | 51.6g | 82% |
实施例11 | 25℃~30℃ | 50.2g | 80% |
实施例12 | 30℃~40℃ | 47.2g | 75% |
从表3可以看出,20℃~25℃的温度下收率最高。
Claims (10)
1.一种6-硝基糖精的制备方法,其特征在于具有以下步骤:
①将2-氨基-4-硝基苯甲酸加入到过量的甲醇中,在酸性催化剂的催化作用下进行回流酯化反应,经过后处理得到2-氨基-4-硝基苯甲酸甲酯;
②将步骤①得到的2-氨基-4-硝基苯甲酸甲酯在酸性介质中与亚硝酸钠溶液在0℃~20℃的温度下进行产物为重氮盐的重氮化反应;重氮化反应结束后,在20℃~30℃的温度下,将用氯化铜的冰醋酸溶液加入体系中,从而发生生成2-氯代磺酰基-4-硝基苯甲酸甲酯的反应;然后进行后处理得到2-氯代磺酰基-4-硝基苯甲酸甲酯;
③将步骤②得到的2-氯代磺酰基-4-硝基苯甲酸甲酯与氨水在0℃~40℃的温度下反应得到6-硝基糖精。
2.根据权利要求1所述的6-硝基糖精的制备方法,其特征在于:步骤①中所述的酸性催化剂为氯化亚砜、浓硫酸或者氯化氢气体;步骤①的酯化反应的操作过程是:先将2-氨基-4-硝基苯甲酸加入到过量的甲醇中,再将酸性催化剂加入到体系中;当酸性催化剂为氯化亚砜或浓硫酸时其加入方法为滴加,当酸性催化剂为氯化氢气体时其加入方法为直接通入体系中;加完酸性催化剂后,加热回流8~12h,直至反应结束。
3.根据权利要求2所述的6-硝基糖精的制备方法,其特征在于:步骤①中所述的酸性催化剂为氯化亚砜。
4.根据权利要求1至3之一所述的6-硝基糖精的制备方法,其特征在于:步骤①中的后处理方法为:浓缩,回收甲醇,用乙酸乙酯溶解,再用饱和的碳酸氢钠水溶液洗至中性,再浓缩,回收乙酸乙酯,抽滤,烘干。
5.根据权利要求1所述的6-硝基糖精的制备方法,其特征在于:步骤②中所述的酸性介质为盐酸、硫酸或醋酸,或者是醋酸和盐酸的混合酸;步骤②中进行重氮化反应时,亚硝酸钠为过量;步骤②中进行生成2-氯代磺酰基-4-硝基苯甲酸甲酯的反应时,2-氨基-4-硝基苯甲酸甲酯为过量。
6.根据权利要求5所述的6-硝基糖精的制备方法,其特征在于:步骤②中所述的酸性介质为盐酸。
7.根据权利要求1所述的6-硝基糖精的制备方法,其特征在于:步骤②中的重氮化反应温度为10℃~15℃。
8.根据权利要求1所述的6硝基糖精的制备方法,其特征在于:在步骤②中所述的氯化铜的冰醋酸溶液为用二氧化硫饱和的氯化铜的冰醋酸溶液。
9.根据权利要求5至8之一所述的6-硝基糖精的制备方法,其特征在于:步骤②所述的后处理方法为:将混合物倒入冰水中,析出固体,抽滤,收集固体,用水洗涤,烘干。
10.根据权利要求1所述的6硝基糖精的制备方法,其特征在于:步骤③中所述的反应温度为20℃~25℃。
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