CN107501106A - 一种催化加氢制备3‑甲基‑4‑氨基苯甲酸的方法 - Google Patents

一种催化加氢制备3‑甲基‑4‑氨基苯甲酸的方法 Download PDF

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田蕾
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Abstract

本发明提供一种催化加氢制备3‑甲基‑4‑氨基苯甲酸的方法，属于化工合成技术领域。该方法在反应容器中加入3‑甲基‑4‑硝基苯甲酸和溶剂，得到3‑甲基‑4‑硝基苯甲酸溶液，调整溶液pH值为碱性；将得到的碱性水溶液倒入高压釜中，加入催化剂，分别用氮气和氢气各置换三次，充氨气2分钟，再用氢气充压至3.45MPa‑4.50MPa，在压力4.50‑2.50MPa，温度100‑160℃下反应1‑8h，得到反应液；将反应进行后处理得到3‑甲基‑4氨基苯甲酸。该方法原材料易得，操作简单，三废产生量少，对环境友好，摩尔收率最高达到90％，更适用于工业化生产。

Description

一种催化加氢制备3-甲基-4-氨基苯甲酸的方法
技术领域
本发明属于化工合成技术领域，具体涉及一种催化加氢制备3-甲基-4-氨基苯甲酸的方法。
技术背景
3-甲基-4-氨基苯甲酸是一种合成染料和医药的重要中间体，在医药工业中主要用于合成替米沙坦。替米沙坦属于血管紧张素(AT)Ⅱ受体拮抗药，半衰期最长，是沙坦类抗高血压作用时间最长的降血压药。由于高血压病人对药物的依赖是长期的，本品为血管紧张素Ⅱ受体拮抗剂中唯一的每天仅需服用一次的药物，和同类药物相比副作用的发生率明显降低。同时随着全球人口老龄化的趋势，更需要有效而又安全的降压药物AT II拮抗剂类药物，替米沙坦是AT II型拮抗剂中价格最低的一种，因此有很广泛的实用价值。
3-甲基-4-氨基苯甲酸，又名4-氨基-3-甲基苯甲酸，英文名：4-Amino-3-Methylhenzoic Acid。CAS号：2486-70-6，分子式C8H9NO2分子量：151.16℃，熔点：169-171℃，沸点：339.5℃(760mmHg)，闪点：159.1℃，浅黄色或微红色结晶粉末。结构式如下：
现有3-甲基-4-氨基苯甲酸的制备方法，多为使用2,4-二甲基硝基苯为原料，经高锰酸钾氧化或催化氧化而成，产品收率低，副产物多，操作复杂。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有的3-甲基-4-氨基苯甲酸的制备方法收率低、副产物多、操作复杂、成本高的技术问题，而提供一种催化加氢制备3-甲基-4-氨基苯甲酸的方法。
本发明提供一种催化加氢制备3-甲基-4-氨基苯甲酸的方法，该方法包括：
步骤一：在反应容器中加入3-甲基-4-硝基苯甲酸和溶剂，得到3-甲基-4-硝基苯甲酸溶液，调整溶液pH值为碱性；
步骤二：将步骤一得到的碱性水溶液倒入高压釜中，加入催化剂，分别用氮气和氢气各置换三次，充氨气2分钟，再用氢气充压至3.45MPa-4.50MPa，在压力2.50-4.50MPa，温度100-160℃下反应1-8h，得到反应液；
步骤三：将高压釜降温，将催化剂滤出，滤液加入碳酸钠和活性炭脱色，过滤出活性炭，溶液加入硫酸，调PH值为弱酸性，析出类白色沉淀，过滤，水洗滤饼，干燥滤饼，得到3-甲基-4氨基苯甲酸。
优选的是，所述的步骤一的溶剂为水。
优选的是，所述的催化剂为雷尼镍。
优选的是，所述的雷尼镍加入量为3-甲基-4-硝基苯甲酸质量的4-17％。
优选的是，所述的步骤三将高压釜降温至5-30℃。
优选的是，所述的碳酸钠和活性炭的加入量分别为3-甲基-4-硝基苯甲酸质量的1.5％。
优选的是，所述的步骤三的脱色时间为0.5小时。
本发明的有益效果
本发明提供一种催化加氢制备3-甲基-4-氨基苯甲酸的方法，该方法是以3-甲基-4-硝基苯甲酸为原料，雷尼镍作催化剂，高压加氢制得3-甲基-4-氨基苯甲酸。该方法原材料易得，操作简单，三废产生量少，对环境友好，一般摩尔收率在80％以上，最高达到90％，更适用于工业化生产。
附图说明
图1为本发明实施例1制备得到的3-甲基-4-氨基苯甲酸的核磁氢谱图。
具体实施方式
本发明提供一种催化加氢制备3-甲基-4-氨基苯甲酸的方法，该方法包括：
步骤一：在反应容器中加入3-甲基-4-硝基苯甲酸和溶剂，得到3-甲基-4-硝基苯甲酸溶液，调整溶液pH值为碱性；所述的溶剂优选为水；所述的3-甲基-4-硝基苯甲酸的质量(g)：溶剂的体积(mL)为36.2：300；所述的调整水溶液pH值为碱性优选是通过加入25％氢氧化钠或25％碳酸钠水溶液；
步骤二：将步骤一得到的碱性水溶液倒入高压釜中，加入催化剂，为了证明高压釜内密封完好，优选先向高压釜中充入氮气至釜内压力2.0MPa，关闭氮气进气阀，30分钟后，釜内压力不降低，证明高压釜密封完好，然后再用氮气和氢气各置换三次，为了减少副反应的发生，充氨气2分钟，再用氢气充压至3.45MPa-4.50MPa，在压力2.50-4.50MPa，温度100-160℃下反应1-8h，至氢压不再下降做为反应终点，得到反应液；所述的催化剂优选为雷尼镍催化剂，获得方式为商购，型号优选为RTH-3110；所述的雷尼镍加入量优选为3-甲基-4-硝基苯甲酸质量的4-17％；所述的雷尼镍催化剂的好处为选择性好、反应速率快、反应压力低。本发明在反应过程中应该严格控制加氢后高压釜内的压力和反应温度，该参数为控制反应的关键因素，所述的压力为2.5-4.5MPa，优选为2.5-3.5MPa，当压力小于2.5MPa时，反应速率会慢，当压力大于4.5MPa时，副反应会增加；所述的反应温度为100-160℃，优选为130-140℃，当温度小于100℃时，会反应速率会慢，当反应温度大于160℃时，副反应会增加。
步骤三：将高压釜降温，优选降至室温5-30℃，然后将催化剂滤出，滤液加入碳酸钠和活性炭脱色，优选脱色0.5小时，过滤出活性炭，溶液加入硫酸，调PH值为弱酸性，析出类白色沉淀，过滤，水洗滤饼，干燥滤饼，得到3-甲基-4氨基苯甲酸，所述的碳酸钠和活性炭的加入量优选分别为3-甲基-4-硝基苯甲酸质量的1.5％。
所述的反应过程如下：
下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的说明，实施例中涉及到的原料均为商购获得。
实施例1
在1000ml烧杯中加入3-甲基-4-硝基苯甲酸36.2克(0.2mol)和水300ml，在搅拌下用25％氢氧化钠调整PH，至反应液为碱性；
然后将上述溶液倒入1L高压釜中，加入雷尼镍催化剂3.0g，高压釜加盖锁紧螺栓，开启搅拌，向高压釜中充入氮气至釜内压力2.0MPa，关闭氮气进气阀，30分钟后，釜内压力不降低，证明高压釜密封完好，分别用氮气和氢气各置换三次，充氨气2分钟，再用氢气充压至3.50MPa，在压力3.50-2.50MPa，温度140℃下反应5h左右，至氢压不再下降做为反应终点，得到反应液；
反应结束后降温至室温，过滤出催化剂，滤液加入碳酸钠和活性炭脱色0.5小时，碳酸钠和活性炭的加入量分别为3-甲基-4-硝基苯甲酸质量的1.5％，过滤出活性炭，溶液加入硫酸，调PH值为微酸性，析出类白色沉淀，过滤，水洗滤饼两次，用真空干燥箱70℃下真空干燥滤饼，得产品3-甲基-4氨基苯甲酸27.4克。
图1为本发明实施例1制备得到的3-甲基-4-氨基苯甲酸的核磁氢谱图。从图1可以看出，本发明成功制备得到了3-甲基-4-氨基苯甲酸。
将实施例1制备得到的产物进行液相色谱取样分析，产品纯度99.5％,熔点仪分析，产品熔程169-172℃，以原料3-甲基-4-硝基苯甲酸为基准计算产品摩尔收率为90.3％。
实施例2
在1000ml烧杯中加入3-甲基-4-硝基苯甲酸36.2克(0.2mol)和水300ml，在搅拌下用25％碳酸钠水溶液调整PH，至反应液为碱性；
然后将上述溶液倒入1L高压釜中，加入雷尼镍催化剂2.0g，高压釜加盖锁紧螺栓，开启搅拌，向高压釜中充入氮气至釜内压力2.0MPa，关闭氮气进气阀，30分钟后，釜内压力不降低，证明高压釜密封完好，分别用氮气和氢气各置换三次，充氨气2分钟，再用氢气充压至4.50MPa，在压力4.50-3.50MPa，温度160℃下反应1h左右，至氢压不下降为终点，得到反应液；
反应结束后降温至室温，过滤出催化剂，滤液加入碳酸钠和活性炭脱色0.5小时，碳酸钠和活性炭的加入量分别为3-甲基-4-硝基苯甲酸质量的1.5％，过滤出活性炭，溶液加入硫酸，调PH值为微酸性，析出类白色沉淀，过滤，水洗滤饼两次，用真空干燥箱70℃下真空干燥滤饼，得产品3-甲基-4氨基苯甲酸25.5克。
将实施例2制备得到的产物进行液相色谱取样分析，产品纯度99.5％,熔点仪分析，产品熔程169-172℃。以原料3-甲基-4-硝基苯甲酸为基准计算产品摩尔收率为84.0％。
实施例3
在1000ml烧杯中加入3-甲基-4-硝基苯甲酸36.2克(0.2mol)和水300ml，在搅拌下用25％氢氧化钠调整PH，至反应液为碱性、清澈透明；
然后将上述溶液倒入1L高压釜中，加入雷尼镍催化剂1.5g，高压釜加盖锁紧螺栓，开启搅拌，向高压釜中充入氮气至釜内压力2.0MPa，关闭氮气进气阀，30分钟后，釜内压力不降低，证明高压釜密封完好，分别用氮气和氢气各置换三次，充氨气2分钟，再用氢气充压至3.50MPa，在压力3.50-2.50MPa，温度100℃下反应8h左右，至氢压不下降为终点，得到反应液；
反应结束后降温至室温5-30℃，过滤出催化剂，滤液加入碳酸钠和活性炭脱色0.5小时，碳酸钠和活性炭的加入量分别为3-甲基-4-硝基苯甲酸质量的1.5％，过滤出活性炭，溶液加入硫酸，调PH值为微酸性，析出类白色沉淀，过滤，水洗滤饼两次，用真空干燥箱70℃下真空干燥滤饼，得产品3-甲基-4氨基苯甲酸24.3克。
将实施例3制备得到的产物进行液相色谱取样分析，产品纯度99.5％,熔点仪分析，产品熔程169-172℃。以原料3-甲基-4-硝基苯甲酸为基准计算产品摩尔收率为80.0％。
实施例4
在1000ml烧杯中加入3-甲基-4-硝基苯甲酸36.2克(0.2mol)和水300ml，在搅拌下用25％氢氧化钠调整PH，至反应液为碱性；
然后将上述溶液倒入1L高压釜中，加入雷尼镍催化剂6.0g，高压釜加盖锁紧螺栓，开启搅拌，向高压釜中充入氮气至釜内压力2.0MPa，关闭氮气进气阀，30分钟后，釜内压力不降低，证明高压釜密封完好。分别用氮气和氢气各置换三次，充氨气2分钟，再用氢气充压至3.50MPa，在压力3.50-2.50MPa，温度120℃下反应5h左右，至氢压不下降为终点，得到反应液；
反应结束后降温至室温5-30℃，过滤出催化剂，滤液加入碳酸钠和活性炭脱色0.5小时，碳酸钠和活性炭的加入量分别为3-甲基-4-硝基苯甲酸质量的1.5％，过滤出活性炭，溶液加入硫酸，调PH值为微酸性，析出类白色沉淀，过滤，水洗滤饼两次，用真空干燥箱70℃下真空干燥滤饼，得产品3-甲基-4氨基苯甲酸26.6克。
将实施例4制备得到的产物进行液相色谱取样分析，产品纯度99.5％,熔点仪分析，产品熔程169-172℃。以原料3-甲基-4-硝基苯甲酸为基准计算产品摩尔收率为87.6％。

Claims (7)

1.一种催化加氢制备3-甲基-4-氨基苯甲酸的方法，其特征在于，该方法包括：
步骤一：在反应容器中加入3-甲基-4-硝基苯甲酸和溶剂，得到3-甲基-4-硝基苯甲酸溶液，调整溶液pH值为碱性；
步骤二：将步骤一得到的碱性水溶液倒入高压釜中，加入催化剂，分别用氮气和氢气各置换三次，充氨气2分钟，再用氢气充压至3.45MPa-4.50MPa，在压力2.50-4.50MPa，温度100-160℃下反应1-8h，得到反应液；
步骤三：将高压釜降温，将催化剂滤出，滤液加入碳酸钠和活性炭脱色，过滤出活性炭，溶液加入硫酸，调PH值为弱酸性，析出类白色沉淀，过滤，水洗滤饼，干燥滤饼，得到3-甲基-4氨基苯甲酸。
2.根据权利要求1所述的一种催化加氢制备3-甲基-4-氨基苯甲酸的方法，其特征在于，所述的步骤一的溶剂为水。
3.根据权利要求1所述的一种催化加氢制备3-甲基-4-氨基苯甲酸的方法，其特征在于，所述的催化剂为雷尼镍。
4.根据权利要求3所述的一种催化加氢制备3-甲基-4-氨基苯甲酸的方法，其特征在于，所述的雷尼镍加入量为3-甲基-4-硝基苯甲酸质量的4-17％。
5.根据权利要求1所述的一种催化加氢制备3-甲基-4-氨基苯甲酸的方法，其特征在于，所述的步骤三将高压釜降温至5-30℃。
6.根据权利要求1所述的一种催化加氢制备3-甲基-4-氨基苯甲酸的方法，其特征在于，所述的碳酸钠和活性炭的加入量分别为3-甲基-4-硝基苯甲酸质量的1.5％。
7.根据权利要求1所述的一种催化加氢制备3-甲基-4-氨基苯甲酸的方法，其特征在于，所述的步骤三的脱色时间为0.5小时。
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