CN106748798A - 一种2,4-二硝基苯甲醚的合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种2,4-二硝基苯甲醚的合成方法。本方法以2,4-二硝基氯苯为原料，使用甲醇为溶剂，在温和条件下，与甲醇钠反应合成2,4-二硝基苯甲醚。与已报道的2,4-二硝基苯甲醚合成方法比较，本发明具有原料成本低、反应条件温和、操作简便、反应效率高、无副反应发生以及产物纯度高等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种2,4-二硝基苯甲醚的合成方法。本方法以2,4-二硝基氯苯为原料，以甲醇为溶剂，在温和条件下，与甲醇钠反应合成2,4-二硝基苯甲醚。与已报道的2,4-二硝基苯甲醚合成方法相比较，本发明具有原料成本低、反应条件温和、操作简便、反应效率高、无副反应发生以及产物纯度高等优点。
背景技术
2,4-二硝基苯甲醚(CAS：119-27-7)是一种重要的精细化学品或有机中间体，其不仅是有效杀虫剂，又是合成染料、医药和农药的原料，所以开发简单、有效的合成2,4-二硝基苯甲醚的方法具有重要的意义。
公开号为CN1146450A的中国专利申请公开了一种通过2,4-二硝基氯苯制备2,4-二硝基苯甲醚的方法，该反应以40％的氢氧化钠水溶液进行反应，反应温度为55℃左右，反应得到的2,4-二硝基苯甲醚收率为95％。
公开号为CN102391126A的中国专利申请公开了一种采用2,4-二硝基氯苯为原料制备2,4-二硝基苯甲醚和2,4-二硝基苯酚的方法，该反应以10-40％的氢氧化钠水溶液进行反应，反应温度为56-70℃，反应得到的2,4-二硝基苯甲醚和2,4-二硝基苯酚的混合物，然后经过分离分别得到各自的产品。通过以上方法虽然可以有效地合成2,4-二硝基苯甲醚，但却存在的反应时间长、反应溶剂量大、反应后母液不能循环套用、反应产生大量废水等缺点，而且反应过程中不可避免的生成副产物2,4-二硝基苯酚，从而影响目标产物的收率，并给后处理带来麻烦。
公开号为CN103396318A的中国专利申请公开的制备2,4-二硝基苯甲醚的方法采用氢氧化钠和碱金属氧化物的甲醇溶液取代氢氧化钠水溶液，虽然解决了传统工艺中产生大量废水和母液无法循环利用的问题，但是反应过程中却需要加入另外的碱金属盐，如氧化镁、氧化钙，从而增加了原料成本，而且该方法并未解决副产物2,4-二硝基苯酚生成的问题。本发明以2,4-二硝基氯苯与甲醇钠在甲醇中进行甲氧基化反应生成2,4-二硝基苯甲醚。与已报道的2,4-二硝基苯甲醚合成方法相比较，本发明具有原料成本低、反应条件温和、操作简便、反应效率高、无副反应发生、产物纯度高等优点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种原料成本低、反应条件温和、操作简便、反应效率高、无副反应发生、产物纯度高，能简单方便地合成2,4-二硝基苯甲醚的方法。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：
2,4-二硝基氯苯与甲醇钠在甲醇中进行甲氧基化反应生成2,4-二硝基苯甲醚，合成路线如下述反应式所示，
2,4-二硝基氯苯和甲醇混合，加热至加料温度，搅拌至固体全溶，滴入甲醇钠甲醇溶液，滴完后升温至反应温度，进行反应至反应液pH值为8-9，停止反应，过滤，水洗涤，收集固体，真空干燥，得到2,4-二硝基苯甲醚。
2,4-二硝基氯苯与甲醇钠的摩尔比为1:1-1:2；反应时间为1-24小时；反应温度为0-60℃。
2,4-二硝基氯苯与甲醇钠的最优摩尔比是1:1.01-1:1.03。
反应温度比加料温度高10-30℃。
2,4-二硝基氯苯于反应体系中的摩尔浓度为0.5-2.0M。
2,4-二硝基氯苯于反应体系中的最优摩尔浓度为1.0M。
甲醇钠甲醇溶液的质量百分比浓度为10-50％。
甲醇钠甲醇溶液的最优质量百分比浓度为27-31％。
2,4-二硝基氯苯与甲醇钠反应的最佳温度为30-60℃，最佳反应时间6-10小时。
本发明的有益效果：
本发明利用2,4-二硝基氯苯与甲醇钠在甲醇中进行甲氧基化反应生成2,4-二硝基苯甲醚，反应条件温和、操作简便、反应效率高、无副反应发生、产物纯度高。
具体实施方式
本发明以2,4-二硝基氯苯与甲醇钠在甲醇中进行甲氧基化反应生成2,4-二硝基苯甲醚。通过下述实施例有助于进一步理解本发明，但本发明的内容并不仅限于此。
实施例1
向100mL两口反应瓶中加入2,4-二硝基氯苯(5.0g,25.0mmol)和甲醇(5mL)，升温至内温40℃(加料温度)，搅拌至固体全溶，滴入4.7g质量百分比浓度为30％的甲醇钠甲醇溶液(含甲醇钠1.4g,1.02equiv.,25.5mmol)，20分钟滴完。滴完后升温至内温60℃(反应温度)，反应7小时至反应液PH值为8-9，停止反应。过滤，滤饼用水洗涤4次(4x5mL)，收集固体，真空干燥，得到淡黄色固体2,4-二硝基苯甲醚(4.69g,收率95.8％)，通过HPLC检测，产品纯度大于99％。
实施例2
反应步骤与操作同实施例1，与实施例1不同之处在于，反应中2,4-二硝基氯苯与甲醇钠的摩尔比为1:1。停止反应，经后处理得到2,4-二硝基苯甲醚(4.63g,收率94.5％)，通过HPLC检测，产品纯度大于99％。
实施例3
反应步骤与操作同实施例1，与实施例1不同之处在于，反应中2,4-二硝基氯苯与甲醇钠的摩尔比为1:2。停止反应，经后处理得到2,4-二硝基苯甲醚(4.20g,收率85.7％)，通过HPLC检测，产品纯度大于99％。
实施例4
反应步骤与操作同实施例1，与实施例1不同之处在于，反应中2,4-二硝基氯苯与甲醇钠的摩尔比为1:1.01。停止反应，经后处理得到2,4-二硝基苯甲醚(4.59g,收率93.6％)，通过HPLC检测，产品纯度大于99％。
实施例5
反应步骤与操作同实施例1，与实施例1不同之处在于，反应中2,4-二硝基氯苯与甲醇钠的摩尔比为1:1.03。停止反应，经后处理得到2,4-二硝基苯甲醚(4.71g,收率96.3％)，通过HPLC检测，产品纯度大于99％。
实施例6
反应步骤与操作同实施例1，与实施例1不同之处在于，反应中甲醇钠甲醇溶液的质量百分比浓度为10％。停止反应，经后处理得到目标产物2,4-二硝基苯甲醚(4.68g,收率95.6％)，通过HPLC检测，产品纯度大于99％。
实施例7
反应步骤与操作同实施例1，与实施例1不同之处在于，反应中甲醇钠甲醇溶液的质量百分比浓度为50％。停止反应，经后处理得到目标产物2,4-二硝基苯甲醚(4.47g,收率91.2％)，通过HPLC检测，产品纯度大于99％。
实施例8
反应步骤与操作同实施例1，与实施例1不同之处在于，反应中甲醇钠甲醇溶液的质量百分比浓度为27％。停止反应，经后处理得到目标产物2,4-二硝基苯甲醚(4.69g,收率95.8％)，通过HPLC检测，产品纯度大于99％。
实施例9
反应步骤与操作同实施例1，与实施例1不同之处在于，反应中甲醇钠甲醇溶液的质量百分比浓度为31％。停止反应，经后处理得到目标产物2,4-二硝基苯甲醚(4.69g,收率95.8％)，通过HPLC检测，产品纯度大于99％。
实施例10
反应步骤与操作同实施例1，与实施例1不同之处在于，反应中反应时间为1h。停止反应，经后处理得到目标产物2,4-二硝基苯甲醚(4.40g,收率89.8％)，通过HPLC检测，产品纯度大于99％。
实施例11
反应步骤与操作同实施例1，与实施例1不同之处在于，反应中反应时间为24h。停止反应，经后处理得到目标产物2,4-二硝基苯甲醚(4.69g,收率95.8％)，通过HPLC检测，产品纯度大于99％。
实施例12
反应步骤与操作同实施例1，与实施例1不同之处在于，反应中反应时间为6h。停止反应，经后处理得到目标产物2,4-二硝基苯甲醚(4.69g,收率95.8％)，通过HPLC检测，产品纯度大于99％。
实施例13
反应步骤与操作同实施例1，与实施例1不同之处在于，反应中反应时间为10h。停止反应，经后处理得到目标产物2,4-二硝基苯甲醚(4.69g,收率95.8％)，通过HPLC检测，产品纯度大于99％。
实施例14
反应步骤与操作同实施例1，与实施例1不同之处在于，反应中加料温度和反应温度均为0℃。停止反应，经后处理得到目标产物2,4-二硝基苯甲醚(1.49g,收率30.5％)，通过HPLC检测，产品纯度大于99％。
实施例15
反应步骤与操作同实施例1，与实施例1不同之处在于，反应中加料温度和反应温度均为30℃。停止反应，经后处理得到目标产物2,4-二硝基苯甲醚(3.31g,收率67.6％)，通过HPLC检测，产品纯度大于99％。
实施例16
反应步骤与操作同实施例1，与实施例1不同之处在于，反应中加料温度和反应温度均为40℃。停止反应，经后处理得到目标产物2,4-二硝基苯甲醚(4.54g,收率92.7％)，通过HPLC检测，产品纯度大于99％。
实施例17
反应步骤与操作同实施例1，与实施例1不同之处在于，反应中加料温度和反应温度均为60℃。停止反应，经后处理得到目标产物2,4-二硝基苯甲醚(4.62g,收率94.3％)，通过HPLC检测，产品纯度大于99％。
实施例18
反应步骤与操作同实施例1，与实施例1不同之处在于，反应中加料温度为30℃。停止反应，经后处理得到目标产物2,4-二硝基苯甲醚(4.67g,收率95.3％)，通过HPLC检测，产品纯度大于99％。
实施例19
反应步骤与操作同实施例1，与实施例1不同之处在于，反应中反应温度为50℃。停止反应，经后处理得到目标产物2,4-二硝基苯甲醚(4.70g,收率95.9％)，通过HPLC检测，产品纯度大于99％。
Claims (10)
1.一种2,4-二硝基苯甲醚的合成方法，其特征在于：2,4-二硝基氯苯与甲醇钠在甲醇中进行甲氧基化反应生成2,4-二硝基苯甲醚，合成路线如下述反应式所示，
2.按照权利要求1所述的合成方法，其特征在于：2,4-二硝基氯苯和甲醇混合，加热至加料温度，搅拌至固体全溶，滴入甲醇钠甲醇溶液，滴完后升温至反应温度，进行反应至反应液pH值为8-9，停止反应，过滤，水洗涤，收集固体，真空干燥，得到2,4-二硝基苯甲醚。
3.按照权利要求1或2所述的合成方法，其特征在于：2,4-二硝基氯苯与甲醇钠的摩尔比为1:1-1:2；反应时间为1-24小时；反应温度为0-60℃。
4.按照权利要求2所述的合成方法，其特征在于：2,4-二硝基氯苯与甲醇钠的最优摩尔比是1:1.01-1:1.03。
5.按照权利要求2所述的合成方法，其特征在于：反应温度比加料温度高10-30℃。
6.按照权利要求1或2所述的合成方法，其特征在于：2,4-二硝基氯苯于反应体系中的摩尔浓度为0.5-2.0M。
7.按照权利要求2所述的合成方法，其特征在于：2,4-二硝基氯苯于反应体系中的最优摩尔浓度为1.0M。
8.按照权利要求2所述的合成方法，其特征在于：甲醇钠甲醇溶液的质量百分比浓度为10-50％。
9.按照权利要求2所述的合成方法，其特征在于：甲醇钠甲醇溶液的最优质量百分比浓度为27-31％。
10.按照权利要求1或2所述的合成方法，其特征在于：2,4-二硝基氯苯与甲醇钠反应的最佳温度为30-60℃，最佳反应时间6-10小时。
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