CN106905161B - 一种2-氯-4-氟-5-硝基苯甲酸的合成方法 - Google Patents

一种2-氯-4-氟-5-硝基苯甲酸的合成方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种2‑氯‑4‑氟‑5‑硝基苯甲酸的合成方法，其特征为在浓硫酸中加入2‑氯‑4氟苯甲酸和催化剂，然后在‑10～30℃滴加发烟硝酸，反应结束后在搅拌下将反应液倒入到碎冰中，过滤，滤饼用冰水漂洗后烘干即得类白色成品2‑氯‑4‑氟‑5‑硝基苯甲酸。本发明具有能提高成品纯度的优点。

Description

一种2-氯-4-氟-5-硝基苯甲酸的合成方法
技术领域
本发明涉及一种农药苯嘧磺草胺的中间体的合成方法，尤其涉及一种2-氯-4-氟-5-硝基苯甲酸的合成方法。
背景技术
如下式（Ⅰ）的2-氯-4-氟-5-硝基苯甲酸是农药苯嘧磺草胺一个重要的中间体，
。
文献WO87/07602，EP0863142，WO01/83459，报道其合成路线都是以2-氯-4-氟苯甲酸为原料，经用混酸（硫酸+硝酸）硝化反应而得
。
华东理工大学汤阿萍的硕士论文《苯嘧磺草胺的合成工艺研究》中报道以此路线合成2-氯-4-氟-5-硝基苯甲酸收率达到96%。
我们按照以上各文献报道的方法开展实验后发现，用混酸直接硝化，会因为副反应产生一个如下式（Ⅱ）的异构体，
。
式（Ⅱ）的异构体在成品中的重量比为0～30%，因为式（Ⅱ）的异构体跟产品2-氯-4-氟-5-硝基苯甲酸结构相似，性质相似，产品难以提纯，文献报道里的高收率就是未经提纯的收率。
中国专利CN201010280549.2 报道了另一条合成路线，以2-氯-4-氟三氯甲苯或2-氯-4-氟-三氟甲苯为原料，经混酸硝化，再水解得产品，反应式如下：
。
这条路线也避免不了式（Ⅱ）的异构体的产生，且需两步反应，总收率不高。
发明内容
针对上述缺点，本发明的目的在于提供一种能提高成品纯度的2-氯-4-氟-5-硝基苯甲酸的合成方法。
本发明的技术内容为，一种2-氯-4-氟-5-硝基苯甲酸的合成方法，其特征为在浓硫酸中加入2-氯-4氟苯甲酸和催化剂，在20～30℃搅拌0.5～1.5小时，然后在-10～30℃滴加发烟硝酸，滴加结束后在-10～30℃搅拌0.5～1.5小时，中控2-氯-4氟苯甲酸含量小于0.5%反应结束；在搅拌下将反应液倒入到碎冰中，过滤，滤饼用冰水漂洗后烘干即得类白色成品2-氯-4-氟-5-硝基苯甲酸；
其中催化剂为氯化钴和氯化锆，氯化钴和氯化锆的重量比为1:2～1:9；2-氯-4氟苯甲酸与浓硫酸的重量比为1:3～1:10，发烟硝酸的滴加量为2-氯-4氟苯甲酸重量的0.4～0.6倍，催化剂的加入量为2-氯-4氟苯甲酸重量的0.5～0.2倍，碎冰的用量为2-氯-4氟苯甲酸重量的5～10倍。
在上述2-氯-4-氟-5-硝基苯甲酸的合成方法中，为使催化剂催化效果更好，先将氯化钴和氯化锆溶解在有机溶剂中混合均匀，然后将溶剂浓缩干即可，溶剂为无水乙醇、甲醇或丙酮，氯化钴和氯化锆的投入的重量比为1:2～1:9，氯化钴与溶剂的体积重量比（g:ml）为1:40～1:60。
本发明的反应式如下：
。
本发明与现有技术相比所具有的优点为：本发明是在用混酸直接硝化路线的基础上,加入金属锆和钴的氯化物做催化剂，在温度-10℃～30℃用混酸硝化，反应条件温和，原料反应完全，收率高，且式（Ⅱ）的异构体在成品中的重量占比较低，只有0.5～3.0%，纯度较高，不需要纯化可直接投下步反应。
具体实施方式
例1、催化剂的制备：取10克氯化钴（水合）和50克无水氯化锆,室温下溶于500ml无水乙醇中，然后低于50℃在旋转蒸发仪上减压蒸干乙醇，所得固体密封保存。
例2、 在反应瓶中投入50克浓硫酸，0.8克例1制得的催化剂，分批加入10克2-氯-4氟苯甲酸，25℃搅拌1小时，冰浴冷却到零度，滴加5克发烟硝酸，控制反应温度在-5～8℃，滴加结束后在-5℃~8℃搅拌1小时，中控2-氯-4氟苯甲酸含量小于0.5%反应结束；搅拌下把反应液缓慢倒入80克碎冰中，过滤，滤饼用30克冰水漂洗，65℃鼓风烘干，得类白色固体成品2-氯-4-氟-5-硝基苯甲酸12.0克，收率97.1%，纯度97.2%，式（Ⅱ）异构体化合物重量含量为 1.1%。
例3、 在反应瓶中投入40克浓硫酸，1.5克例1制得的催化剂，分批加入10克2-氯-4氟苯甲酸，25℃搅拌1小时，冰浴冷却到10℃度，滴加6克发烟硝酸，控制反应温度在10～20℃，滴加结束后在10℃~20℃搅拌1小时，中控2-氯-4氟苯甲酸含量小于0.5%反应结束；搅拌下把反应液缓慢倒入80克碎冰中，过滤，滤饼用30克冰水漂洗，65℃鼓风烘干，得类白色固体成品2-氯-4-氟-5-硝基苯甲酸11.6克，收率96.6%，纯度97.6%，式（Ⅱ）异构体化合物重量含量为0.9%。
例4、 在反应瓶中投入60克浓硫酸，1.2克例1制得的催化剂，分批加入10克2-氯-4氟苯甲酸。25℃搅拌1小时，冰浴冷却到0℃度，滴加4.5克发烟硝酸，控制反应温度在0～10℃，滴加结束后在10℃~20℃搅拌1小时，中控2-氯-4氟苯甲酸含量小于0.5%反应结束；搅拌下把反应料缓慢倒入80克碎冰中，过滤，滤饼用30克冰水漂洗，65℃鼓风烘干，得类白色固体成品2-氯-4-氟-5-硝基苯甲酸11.8克，收率96.2%，纯度98.1%，式（Ⅱ）异构体化合物重量含量为1.0%。

Claims (1)

1.一种2-氯-4-氟-5-硝基苯甲酸的合成方法，其特征为在浓硫酸中加入2-氯-4氟苯甲酸和催化剂，在20～30℃搅拌0.5～1.5小时，然后在-10～30℃滴加发烟硝酸，滴加结束后在-10～30℃搅拌0.5～1.5小时，中控2-氯-4氟苯甲酸含量小于0.5%反应结束；在搅拌下将反应液倒入到碎冰中，过滤，滤饼用冰水漂洗后烘干即得类白色成品2-氯-4-氟-5-硝基苯甲酸；其中催化剂为氯化钴和氯化锆，氯化钴和氯化锆的重量比为1:2～1:9；2-氯-4氟苯甲酸与浓硫酸的重量比为1:3～1:10，发烟硝酸的滴加量为2-氯-4氟苯甲酸重量的0.4～0.6倍，催化剂的加入量为2-氯-4氟苯甲酸重量的0.5～0.2倍，碎冰的用量为2-氯-4氟苯甲酸重量的5～10倍；催化剂的混合制备为将氯化钴和氯化锆溶解在有机溶剂中混合均匀，然后将溶剂浓缩干即可，溶剂为无水乙醇、甲醇或丙酮，氯化钴和氯化锆的投入的重量比为1:2～1:9，氯化钴与溶剂的体积重量比为1:40～1:60。
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