CN107814722A - 一种2‑(4‑氨基苄基)苯胺的合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种2‑(4‑氨基苄基)苯胺的合成方法。该方法为:在水/有机溶剂的混合溶剂中,2‑氨基苯硼酸(1)和对硝基溴化苄(2)经过Suzuki偶联反应生成2‑(4‑硝基苄基)苯胺(3);将前述得到的2‑(4‑硝基苄基)苯胺(3)溶于甲醇中,在氢气氛围中经催化氢化得到2‑(4‑氨基苄基)苯胺(4)。本发明解决了现有技术中多个异构体的生成,且分离复杂的问题。该路线反应条件温和,纯化条件简单,以较高的收率和高纯度制得终产物,适合放大生产。
Description
技术领域
本发明涉及有机化工中间体合成技术领域,具体涉及一种2-(4-氨基苄基)苯胺的合成方法。
背景技术
前言
4,4'-二氨基二苯甲烷(4,4'-MDA)是一种重要的化学中间体,通常用于制备聚氨酯,环氧树脂固化剂,胶黏剂,有机染料和绝缘材料。在工业上,4,4'-MDA和光气反应可制备4,4'-亚甲基双(异氰酸苯酯)(4,4'-MDI)。该类异氰酸酯是制备多种聚氨酯泡沫和高性能聚酯的前体。同时,4,4'-MDA经还原反应得到4,4'-二氨基二环己基甲烷(4,4'-H12MDA),再进一步可制备二环己基甲烷二异氰酸酯(H12MDI)。该化合物也是一种具有抗老化性能的聚氨酯。
在工业上,目前通常以苯胺和甲醛为原料,在盐酸催化下,以较温和的条件得到4,4'-MDA,最高收率在70%左右。在制备过程中,反应会生成副产物2-(4-氨基苄基)苯胺(2,4'-MDA)和2,2'-亚甲基二苯胺(2,2'-MDA)。而2-(4-氨基苄基)苯胺不仅可制备相应的MDI,也可作为标准品用于4,4'-MDA的工艺生产中产生的副产物对照。
目前合成2-(4-氨基苄基)苯胺普遍用以下几条路线:
此方法是工业上制备4,4'-MDA的典型路线。反应生成了三个异构体,以4,4'-MDA为主产物。而2-(4-氨基苄基)苯胺作为副产物以极低的收率(10-20%)得到。且该反应会产生大量的废水,与其它异构体不容易分离,需要多次蒸馏,操作繁琐。
此方法中,第一步进行硝化反应,会在多个位置发生硝化,生成多个异构体。第二步中,再次硝化也会生成两个异构体。硝化的位置的异构致使整个路线收率低,分离需要多次重结晶。同时,硝化反应放大存在风险,且带来了大量的废水,废酸。所以,此方法也不利于工业化的生产。
可见现有技术中2-(4-氨基苄基)苯胺的合成方法,存在反应收率低,异构体不易分离,后处理操作繁琐,不适合工业化放大。因此,需要对现有技术进行改进,解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于,提供一种2-(4-氨基苄基)苯胺的合成方法,解决现有技术中反应收率低、异构体分离繁琐,不宜放大的技术缺陷。
本发明为实现上述目的所采用的技术方案如下:
一种2-(4-氨基苄基)苯胺的合成方法,所述合成方法为:
所述合成方法的具体步骤为:
步骤1,在水/有机溶剂的混合溶剂中,2-氨基苯硼酸(1)和对硝基溴化苄(2)经过Suzuki偶联反应生成2-(4-硝基苄基)苯胺(3);
步骤2,将前述得到的2-(4-硝基苄基)苯胺(3)溶于甲醇中,在氢气氛围中经催化氢化得到2-(4-氨基苄基)苯胺(4)。
优选地,所述步骤1的具体过程为:在惰性气体氛围中,将2-氨基苯硼酸(1)和对硝基溴化苄(2)加入到水和有机溶剂的混合溶剂中。然后加入碱,钯催化剂,加热反应。反应完全后,冷却,将反应液倒入水中,分液。然后加入乙酸乙酯萃取水相。合并有机相,饱和食盐水反洗。合并有机相,干燥,浓缩粗品用有机溶剂打浆,得到黄色固体2-(4-硝基苄基)苯胺(3)。
优选地,所述所用混合溶剂中的的有机溶剂是甲苯,二氧六环,四氢呋喃,2-甲基四氢呋喃中的一种或几种。
优选地,所述加入反应中的碱是碳酸钠,碳酸钾,醋酸钠,醋酸钾,氢氧化钠,氢氧化钾,碳酸铯中的一种或几种。
优选地,所述2-氨基苯硼酸与对硝基溴化苄的摩尔比为1:1~1.3。
优选地,所用的钯催化剂是Pd(dppf)Cl2,Pd(PPh3)4,Pd(OAc)2/PPh3中的一种或几种。
优选地,反应时间为2~5小时。
优选地,反应温度为80~100℃。
优选地,所述的用于打浆的有机溶剂是石油醚,异丙醚,正庚烷中的一种或几种。
优选地,所述步骤2的具体过程为:将2-(4-硝基苄基)苯胺(3)加入到甲醇中。在氢气氛围中,于室温下,发生催化氢化反应。反应完全后,过滤,旋干,得到白色固体2-(4-氨基苄基)苯胺。
优选地,所述反应时间为12-20小时。
优选地,选用的催化氢化金属还原剂为雷尼镍或钯碳。
本发明在合成2-(4-氨基苄基)苯胺之初,还尝试了两条路线A和B。
路线A
路线A的所述步骤1:在水/有机溶剂的混合溶剂中,2-硝基苄溴(A-1)和对硝基苯硼酸(A-2)经过Suzuki偶联反应生成2,4'-二苯基甲烷二硝基(5);步骤2:将前述得到的2,4'-二苯基甲烷二硝基(5)溶于甲醇中,在氢气氛围中催化氢化反应得到化合物2-(4-氨基苄基)苯胺(4)。
路线B的所述步骤1:在水/有机溶剂的混合溶剂中,2-硝基苯硼酸(B-1)和对硝基溴化苄(B-2)经过Suzuki偶联反应生成2,4'-二苯基甲烷二硝基(5);步骤2:将前述得到的2,4'-二苯基甲烷二硝基(5)溶于甲醇中,在氢气氛围中催化氢化反应得到化合物2-(4-氨基苄基)苯胺(4)。
对比发现,A和B两条路线中在步骤1的Suzuki反应中,均发现了约20-30%苯硼酸的自身偶联副产物,即4,4-二硝基联苯,2,2'-二硝基联苯。两个副产物4,4-二硝基联苯和2,2'-二硝基联苯都与化合物2,4'-二苯基甲烷二硝基(5)极性相近,柱层析分离不开,得不到高纯度的终产物。而当以2-氨基苯硼酸(1)和对硝基溴化苄(2)为原料,进行Suzuki反应时,没有发现副产物2,2'-二氨基联苯,减少了后处理的麻烦,提高了收率。
与现有技术相比,本发明的有益效果如下:
1.本发明以2-氨基苯硼酸(1)和对硝基溴化苄(2)为原料,进行Suzuki偶联反应,得到2-(4-硝基苄基)苯胺(3);再经催化氢化得到目标产物2-(4-氨基苄基)苯胺(4)。本发明解决了现有技术中生成多个异构体,且分离复杂的问题。该路线反应条件温和,以较高的收率和高纯度制得终产物,适合放大生产。
2.本发明通过对比尝试的三条路线,以2-氨基苯硼酸(1)和对硝基溴化苄(2)为原料进行Suzuki的路线为最优路线。该路线中可以避免生成苯硼酸的自身偶联副产物,避免了繁琐的柱层析和多次重结晶,显著地提高了收率,使得路线适合工艺放大。
具体实施方式
以下通过具体实施例来说明本发明的技术方案。本发明中所用的原料和试剂均市售可得。
实施例1
在氮气氛围中,将2-氨基苯硼酸(1)(220.5g,1.61mol,1.1eq.)和对硝基溴化苄(2)(315.4g,1.46mol,1eq.)加入到甲苯(3L)和水(800mL)的混合溶剂中。然后加入碳酸钠(309.5g,2.92mol,2.0eq.),Pd(dppf)Cl2(21.4g,292mmol,0.02eq.),在90℃下反应3h。TLC检测反应完全后,冷却,将反应液倒入水(2L)中,分液。然后加入乙酸乙酯(1L*3)萃取水相。合并有机相,饱和食盐水(500mL*2)反洗。合并有机相,干燥,浓缩。粗品用异丙醚打浆,得到黄色固体2-(4-硝基苄基)苯胺(3)(267.1g,1.17mol)。收率80%,纯度97%。
1H NMR(600MHz,CDCl3)δ8.15(d,J=8.6Hz,2H),7.35(d,J=8.4Hz,2H),7.14(s,1H),7.03(d,J=7.4Hz,1H),6.79(s,1H),6.72(d,J=7.9Hz,1H),3.99(s,2H),3.48(s,2H).
实施例2
将2-(4-硝基苄基)苯胺(3)(267.1g,1.17mol,1eq.)加入到甲醇(2.5L)中,加入钯碳(26.7g,10%)。在氢气氛围中,在室温下反应15h。反应完全后,过滤,旋干,得到白色固体2-(4-氨基苄基)苯胺(220.1g,1.11mol),收率95%,纯度97%。
1H NMR(600MHz,CDCl3)δ7.06(m,2H),6.97(d,J=8.1Hz,2H),6.75(t,J=7.4Hz,1H),6.64(dd,J=22.2,8.1Hz,3H),3.79(s,2H),3.54(s,4H)。
实例3
在氮气氛围中,将2-硝基苄溴(A-1)(101.5g,0.47mol,1.0eq.)和对硝基苯硼酸(A-2)(86.8g,0.52mol,1.1eq.)加入到甲苯(1.5L)和水(400mL)的混合溶剂中。然后加入碳酸钠(99.6g,0.94mol,2.0eq.),Pd(dppf)Cl2(6.9g,9.4mmol,0.02eq.)。在90℃下反应3h。将反应液冷却,并倒入水(1L)中,分液。然后加入乙酸乙酯(600mL*3)萃取水相。合并有机相,饱和食盐水(400mL*2)反洗。合并有机相,干燥,浓缩。粗品经柱层析得到2,4'-二苯基甲烷二硝基(5)(77.5g,0.3mol),收率64%。(注:含有部分副产物4,4'-二硝基联苯,极性与化合物5一致,分离不开,重结晶亦不能纯化)。
1H NMR(600MHz,CDCl3)δ8.15(d,J=8.7Hz,2H),8.03(d,J=7.9Hz,1H),7.61(t,J=7.5Hz,1H),7.48(d,J=7.5Hz,1H),7.32(dd,J=14.6,8.2Hz,3H),4.42(s,2H).
实例4
将2,4'-二苯基甲烷二硝基(5)(77.5g,0.3mol,1eq.)加入到甲醇(800mL)中,加入钯碳(7.8g,10%)。在氢气氛围中,在50℃下反应15h。反应液冷却,过滤,旋干。粗品经柱层析,多次重结晶后得到白色固体2-(4-氨基苄基)苯胺(17.8g,0.09mol),收率30%,纯度95%。
上述仅为本发明的部分优选实施例,本发明并不仅限于实施例的内容。对于本领域中的技术人员来说,在本发明技术方案的构思范围内可以有各种变化和更改,所作的任何变化和更改,均在本发明保护范围之内。
Claims (12)
1.一种2-(4-氨基苄基)苯胺的合成方法,所述合成方法为:
所述合成方法的具体步骤为:
步骤1,在水/有机溶剂的混合溶剂中,2-氨基苯硼酸(1)和对硝基溴化苄(2)经过Suzuki偶联反应生成2-(4-硝基苄基)苯胺(3);
步骤2,将前述得到的2-(4-硝基苄基)苯胺(3)溶于甲醇中,在氢气氛围中经催化氢化得到2-(4-氨基苄基)苯胺(4)。
2.如权利要求1所述的一种2-(4-氨基苄基)苯胺的合成方法,其特征在于,所述步骤1的具体过程为:在惰性气体氛围中,将2-氨基苯硼酸(1)和对硝基溴化苄(2)加入到水和有机溶剂的混合溶剂中。然后加入碱,钯催化剂,加热反应。反应完全后,冷却,将反应液倒入水中,分液。然后加入乙酸乙酯萃取水相。合并有机相,饱和食盐水反洗。合并有机相,干燥,浓缩粗品用有机溶剂打浆,得到黄色固体2-(4-硝基苄基)苯胺(3)。
3.如权利要求1,2所述的一种2-(4-氨基苄基)苯胺的合成方法,其特征在于:所述所用混合溶剂中的的有机溶剂是甲苯,二氧六环,四氢呋喃,2-甲基四氢呋喃中的一种或几种。
4.如权利要求1,2所述的一种2-(4-氨基苄基)苯胺的合成方法,其特征在于:所述加入反应中的碱是碳酸钠,碳酸钾,醋酸钠,醋酸钾,氢氧化钠,氢氧化钾,碳酸铯中的一种或几种。
5.如权利要求1,2所述的一种2-(4-氨基苄基)苯胺的合成方法,其特征在于:所述2-氨基苯硼酸与对硝基溴化苄的摩尔比为1:1~1.3。
6.如权利要求1,2所述的一种2-(4-氨基苄基)苯胺的合成方法,其特征在于:所述的钯催化剂是Pd(dppf)Cl2,Pd(PPh3)4,Pd(OAc)2/PPh3中的一种或几种。
7.如权利要求1,2所述的一种2-(4-氨基苄基)苯胺的合成方法,其特征在于:所述的反应时间为2~5小时。
8.如权利要求1,2所述的一种2-(4-氨基苄基)苯胺的合成方法,其特征在于:所述的反应温度为80~100℃。
9.如权利要求1,2所述的一种2-(4-氨基苄基)苯胺的合成方法,其特征在于:所述的用于打浆的有机溶剂是石油醚,异丙醚,正庚烷中的一种或几种。
10.如权利要求1所述的一种2-(4-氨基苄基)苯胺的合成方法,其特征在于:所述步骤2的具体过程为:将2-(4-硝基苄基)苯胺(3)加入到甲醇中。在氢气氛围中,于室温下,催化氢化反应。反应完全后,过滤,旋干,得到白色固体2-(4-氨基苄基)苯胺。
11.如权利要求10所述的一种2-(4-氨基苄基)苯胺的合成方法,其特征在于:所述反应时间为12-20小时。
12.如权利要求10所述的一种2-(4-氨基苄基)苯胺的合成方法,其特征在于:所述的催化氢化金属还原剂为雷尼镍或钯碳。
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