CN107935858A - 5‑氟‑2‑硝基苯酚的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于有机合成领域，具体涉及5‑氟‑2‑硝基苯酚的制备方法。本发明要解决的技术问题是现有合成方法的转化率较低，反应时间较长，不利于工业化操作。发明解决上述技术问题的方案是提供一种5‑氟‑2‑硝基苯酚的制备方法，包括以下步骤：a)2,4‑二氟硝基苯与NH3反应，得到5‑氟‑2‑硝基苯胺；b)5‑氟‑2‑硝基苯胺在硫酸和亚硝酸钠的作用下，反应得到5‑氟‑2‑硝基苯酚。本发明提供的5‑氟‑2‑硝基苯酚的制备方法，选择性好，几乎没有副反应，收率高，并且反应时间短，操作简便，易于工业化。

Description

5-氟-2-硝基苯酚的制备方法
技术领域
本发明属于有机合成领域，具体涉及5-氟-2-硝基苯酚的制备方法。
背景技术
5-氟-2-硝基苯酚是合成除草剂丙炔氟草胺等精细化学品的关键中间体，文献报道的合成路线主要有：
(1)间氟苯酚硝化法
专利WO2009035407等报道了该方法，但该法由于间氟苯酚价格昂贵，且硝化时副产物多、收率低，工业化价值不高。
(2)2,4-二氟硝基苯水解法
专利US5227535等报道了该方法，通过NaOH、KOH等无机强碱对2,4-二氟硝基苯进行水解，然后酸化得到目标产物。该法由于操作简便、收率中上而被广泛采用。但是该法还是会不可避免的产生15％左右的副产物，从而使得原料不能最大限度的转化为产品；此外反应时间较长，不利于工业化操作。
发明内容
本发明要解决的技术问题是现有合成方法的转化率较低，反应时间较长，不利于工业化操作。
发明解决上述技术问题的方案是提供一种5-氟-2-硝基苯酚的制备方法，包括以下步骤：
a)2,4-二氟硝基苯与NH3反应，得到5-氟-2-硝基苯胺；
b)5-氟-2-硝基苯胺在硫酸和亚硝酸钠的作用下，反应得到5-氟-2-硝基苯酚。
作为本发明优选的方案，上述5-氟-2-硝基苯酚的制备方法中，步骤a)所述的NH3为浓氨水。
上述5-氟-2-硝基苯酚的制备方法中，步骤a)所述NH3与2,4-二氟硝基苯的摩尔比为2～4︰1。优选的，所述NH3与2,4-二氟硝基苯的摩尔比为2.1～2.5︰1。
上述5-氟-2-硝基苯酚的制备方法中，步骤a)所述反应的温度为35℃～40℃。
上述5-氟-2-硝基苯酚的制备方法中，步骤a)所述的反应结束后，反应液在5℃～10℃下冷却、结晶，得到5-氟-2-硝基苯胺固体。
上述5-氟-2-硝基苯酚的制备方法中，步骤b)所述硫酸和5-氟-2-硝基苯胺的摩尔比为1～4︰1。优选的，所述硫酸和5-氟-2-硝基苯胺的摩尔比为3～3.5︰1。
上述5-氟-2-硝基苯酚的制备方法中，步骤b)所述亚硝酸钠和5-氟-2-硝基苯胺的摩尔比为1～1.5︰1。优选的，所述亚硝酸钠和5-氟-2-硝基苯胺的摩尔比为1.05～1.2︰1。
上述5-氟-2-硝基苯酚的制备方法中，步骤b)的具体操作为：先将5-氟-2-硝基苯胺溶解于硫酸水溶液，然后在0℃～10℃下，向上述水溶液中滴加亚硝酸钠水溶液，再于0℃～10℃反应0.5～1h，然后在1～2h内升温至90～95℃反应1h。所述硫酸水溶液的质量浓度为25.5～30％。所述亚硝酸钠水溶液的质量浓度为30～35.6％。
上述5-氟-2-硝基苯酚的制备方法中，步骤b)所述反应结束后，分离出油相即得到5-氟-2-硝基苯酚。
上述5-氟-2-硝基苯酚的制备方法中，步骤b)所述所述反应结束后，分离出的水相用有机溶剂萃取进一步收集产品。所述的有机溶剂为氯仿、二氯乙烷、二氯甲烷、甲苯等。
上述5-氟-2-硝基苯酚制备方法的合成路线为：
本发明提供的5-氟-2-硝基苯酚的制备方法，选择性好，几乎没有副反应，收率高，并且反应时间短，操作简便，易于工业化。
具体实施方式
5-氟-2-硝基苯酚的制备方法，包括以下步骤：
a)2,4-二氟硝基苯与NH3反应，得到5-氟-2-硝基苯胺；
b)先将5-氟-2-硝基苯胺溶解于硫酸水溶液，然后在0℃～10℃下，向上述水溶液中滴加亚硝酸钠水溶液，再于0℃～10℃反应0.5～1h，然后在1～2h内升温至90～95℃反应1h。
作为本发明优选的方案，上述5-氟-2-硝基苯酚的制备方法中，步骤a)所述的NH3为浓氨水。
上述5-氟-2-硝基苯酚的制备方法中，步骤a)所述NH3与2,4-二氟硝基苯的摩尔比为2～4︰1。优选的，所述NH3与2,4-二氟硝基苯的摩尔比为2.1～2.5︰1。
上述5-氟-2-硝基苯酚的制备方法中，步骤a)所述反应的温度为35℃～40℃。由于氨在常温下是气体，反应温度过高会造成不必要的安全、环保问题，温度过低则会导致反应速率降低。
上述5-氟-2-硝基苯酚的制备方法中，步骤a)所述的反应结束后，反应液在5℃～10℃下冷却、结晶，得到5-氟-2-硝基苯胺固体。若温度过高，会导致结晶的收率低；若温度过低，则能耗高且会导致反应液变为固体。
上述5-氟-2-硝基苯酚的制备方法中，步骤b)所述硫酸和5-氟-2-硝基苯胺的摩尔比为1～4︰1。优选的，所述硫酸和5-氟-2-硝基苯胺的摩尔比为3～3.5︰1。
上述5-氟-2-硝基苯酚的制备方法中，步骤b)所述亚硝酸钠和5-氟-2-硝基苯胺的摩尔比为1～1.5︰1。优选的，所述亚硝酸钠和5-氟-2-硝基苯胺的摩尔比为1.05～1.2︰1。
上述5-氟-2-硝基苯酚的制备方法中，步骤b)所述硫酸水溶液的质量浓度为25.5～30％；所述亚硝酸钠水溶液的质量浓度为30～35.6％。
在上述反应原料中，2,4-二氟硝基苯最为昂贵，其它如氨水、硫酸、亚硝酸钠等都是无机原材料，价格较低，所以这些无机原料一般相较于有机原料会大过量，从而提高最终产品的收率；当进一步增加无机原料无法提高收率时，则会确定出无机原料加入的最佳区间。
上述5-氟-2-硝基苯酚的制备方法中，步骤b)所述反应结束后，分离出油相即得到5-氟-2-硝基苯酚。
上述5-氟-2-硝基苯酚的制备方法中，步骤b)所述所述反应结束后，分离出的水相用有机溶剂萃取进一步收集产品。所述的有机溶剂为氯仿、二氯乙烷、二氯甲烷、甲苯等。
实施例1 5-氟-2-硝基苯胺的合成
于500mL反应瓶中加入127.5g浓氨水，常温加入2,4-二氟硝基苯159g(1mol)。开启搅拌，慢慢升温至40℃反应3h。中控分析原料消失后，搅拌状态下冷却至5～10℃结晶，过滤得5-氟-2-硝基苯胺152.9g，收率98％。
实施例2 5-氟-2-硝基苯胺的合成
于500mL反应瓶中加入180g水，常温加入2,4-二氟硝基苯159g(1mol)。开启搅拌，在35～40℃下通入氨气42.5g，然后保温反应3h。中控分析原料消失后，搅拌状态下冷却至5～10℃结晶，过滤得5-氟-2-硝基苯胺153.2g，收率98.5％。
实施例3 5-氟-2-硝基苯酚的合成
于2L反应瓶中加入980mL水，浓硫酸294g，常温缓慢加入5-氟-2-硝基苯胺156g(1mol)。冷却至5～8℃，缓慢滴入由70g(1.01mol)亚硝酸钠溶于150mL水，控制温度不超过10℃。保温30min，缓慢升温至90℃反应1h后。分出油层，水相用氯仿提取，合并蒸馏得5-氟-2-硝基苯酚149.2g，收率95％。
实施例4 5-氟-2-硝基苯酚的合成
于5L反应瓶中加入2500mL水，浓硫酸857.5g，常温缓慢加入5-氟-2-硝基苯胺390g。冷却至0-5℃，缓慢滴入由210g(1.01mol)亚硝酸钠溶于380mL水，控制温度不超过8℃。保温1h，缓慢升温至90-95℃反应1h后。分出油层，水相用氯仿提取，合并蒸馏得5-氟-2-硝基苯酚371g，收率94.3％。
本发明提供的5-氟-2-硝基苯酚的制备方法，选择性好，几乎没有副反应，并且反应时间短，操作简便，收率高。

Claims (10)

1.5-氟-2-硝基苯酚的制备方法，包括以下步骤：
a)2,4-二氟硝基苯与NH3反应，得到5-氟-2-硝基苯胺；
b)5-氟-2-硝基苯胺在硫酸和亚硝酸钠的作用下，反应得到5-氟-2-硝基苯酚。
2.根据权利要求1所述的5-氟-2-硝基苯酚的制备方法，其特征在于：步骤a)所述的NH3为浓氨水。
3.根据权利要求1所述的5-氟-2-硝基苯酚的制备方法，其特征在于：步骤a)所述NH3与2,4-二氟硝基苯的摩尔比为2～4︰1；优选的，所述NH3与2,4-二氟硝基苯的摩尔比为2.1～2.5︰1。
4.根据权利要求1所述的5-氟-2-硝基苯酚的制备方法，其特征在于：步骤a)所述反应的温度为35℃～40℃。
5.根据权利要求1所述的5-氟-2-硝基苯酚的制备方法，其特征在于：步骤a)所述的反应结束后，反应液在5℃～10℃下冷却、结晶，得到5-氟-2-硝基苯胺固体。
6.根据权利要求1所述的5-氟-2-硝基苯酚的制备方法，其特征在于：步骤b)所述硫酸和5-氟-2-硝基苯胺的摩尔比为1～4︰1；优选的，所述硫酸和5-氟-2-硝基苯胺的摩尔比为3～3.5︰1。
7.根据权利要求1所述的5-氟-2-硝基苯酚的制备方法，其特征在于：步骤b)所述亚硝酸钠和5-氟-2-硝基苯胺的摩尔比为1～1.5︰1；优选的，所述亚硝酸钠和5-氟-2-硝基苯胺的摩尔比为1.05～1.2︰1。
8.根据权利要求1所述的5-氟-2-硝基苯酚的制备方法，其特征在于：步骤b)的操作为：先将5-氟-2-硝基苯胺溶解于硫酸水溶液，然后在0℃～10℃下，向上述水溶液中滴加亚硝酸钠水溶液，再于0℃～10℃反应0.5～1h，然后在1～2h内升温至90～95℃反应1h。
9.根据权利要8所述的5-氟-2-硝基苯酚的制备方法，其特征在于：所述硫酸水溶液的质量浓度为25.5～30％；所述亚硝酸钠水溶液的质量浓度为30～35.6％。
10.根据权利要求1所述的5-氟-2-硝基苯酚的制备方法，其特征在于：步骤b)所述反应结束后，分离出油相即得到5-氟-2-硝基苯酚。
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