CN109970568A - 一种3-氨基邻苯二甲酸二甲酯的绿色合成工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种3‑氨基邻苯二甲酸二甲酯的绿色合成工艺，包括如下步骤：(1)室温下，3‑硝基邻苯二甲酸酐与甲醇，在固体酸催化剂的作用下，反应得到3‑硝基邻苯二甲酸二甲酯；(2)将步骤(1)得到的3‑硝基邻苯二甲酸二甲酯溶于有机溶剂，在还原剂作用下，反应得到3‑氨基邻苯二甲酸二甲酯。

Description

一种3-氨基邻苯二甲酸二甲酯的绿色合成工艺
技术领域
本发明属于医药中间体合成领域，具体涉及一种3-氨基邻苯二甲酸二甲酯的绿色合成工艺。
背景技术
随着生活水平的提高，人们越来越关注自己的健康，医药行业近两年也日渐火爆。3-氨基邻苯二甲酸二甲酯是一种重要的化工中间体和医药中间体，尤其可作为制备放化疗期间引起的DNA损伤的修复药物——氮杂非那烯-3-酮的衍生物的医药中间体。现有技术中(CN104945406 A、CN106631844 A)多采用3-硝基邻苯二甲酸或3-硝基邻苯二甲酸酐在氯化亚砜或硫酸的作用下与甲醇酯化后，硝基还原制备。但是现有技术的方法，往往需要加热、回流，且反应中使用的硫酸、氯化亚砜等具有腐蚀性，对设备、环境等造成较大危害。近来申请人通过实验获得一种新型固体酸——生物碳材料负载磺化聚苯胺。本发明采用该固体酸用于催化制备3-氨基邻苯二甲酸二甲酯。
发明内容
本发明提供一种3-氨基邻苯二甲酸二甲酯的绿色合成工艺，其特征在于包括如下步骤：
(1)室温下，3-硝基邻苯二甲酸酐与甲醇，在固体酸催化剂的作用下，反应得到3-硝基邻苯二甲酸二甲酯；
(2)将步骤(1)得到的3-硝基邻苯二甲酸二甲酯溶于有机溶剂，在还原剂作用下，反应得到3-氨基邻苯二甲酸二甲酯。
步骤(1)中每毫摩尔3-硝基邻苯二甲酸酐使用甲醇3-5mL，使用固体酸催化剂2-3mg；所述固体酸催化剂选自生物碳材料负载磺化聚苯胺；通过TLC检测反应进程来确定反应时间，优选8-10h。所述生物碳材料负载磺化聚苯胺由如下方法制备：聚苯胺包覆生物碳材料置于发烟硫酸中，搅拌加热至55-60℃磺化4-5h后，将反应物倒入冰水中，搅拌0.5h后，过滤、滤饼用水洗涤、干燥即得所述生物碳材料负载磺化聚苯胺。所述发烟硫酸优选三氧化硫浓度为20％-50％的发烟硫酸；每克聚苯胺包覆生物碳材料，优选使用发烟硫酸5-6毫升。
步骤(2)所述有机溶剂优选甲醇、乙醇、二氯甲烷、乙酸乙酯中的一种或几种混合；所述还原剂选自本领域常规的硝基还原剂，优选H2、Pd/C组合，氯化亚锡或硫酸亚铁；通过TLC检测反应进程来确定反应时间，优选5-24h。
本发明制备生物碳材料负载磺化聚苯胺时使用的聚苯胺包覆生物碳材料(按先前方法CN201810743453.1制备)由如下方法制备：
(1)取干燥的红薯叶，在氮气保护下，升温至600-700度，碳化5-6小时后，自然冷却至室温，得生物碳材料；
(2)将步骤(1)得到的生物碳材料用盐酸溶液超声浸泡4-5小时后，加入苯胺，冰浴下，加入过硫酸铵溶液，继续在冰浴下反应6-10h，过滤、沉淀洗涤、干燥即得聚苯胺包覆生物碳材料。
步骤(2)中所述盐酸的浓度优选1.0-2.0mol/L，每克生物碳材料使用10-15mL盐酸溶液，每克生物碳材料使用苯胺0.5mL，每毫升苯胺使用10-15mmol过硫酸铵，所述过硫酸铵溶液的浓度优选0.5-1.0mol/L；超声频率为30-40kHz。
与现有技术相比，本发明的优点在于：(1)本发明提供一种利用新型固体酸催化剂——生物碳材料负载磺化聚苯胺制备3-氨基邻苯二甲酸二甲酯的绿色合成工艺；(2)本发明的绿色合成工艺与传统浓硫酸、氯化亚砜催化相比，具有反应条件温和、能耗低、收率高、产品易分离、纯度高等优点；(3)本发明以3-硝基邻苯二甲酸酐为原料，经2步反应制备3-氨基邻苯二甲酸二甲酯，中间无需经过纯化处理，即可以较高的收率和纯度得到3-氨基邻苯二甲酸二甲酯。
具体实施方式
为了便于对本发明的进一步理解，下面提供的实施例对其做了更详细的说明。但是这些实施例仅供更好的理解发明而并非用来限定本发明的范围或实施原则，本发明的实施方式不限于以下内容。
首先，按照中国专利申请号：CN 201810743453.1实施例1和2中记载的方法，分别制备得到聚苯胺包覆生物碳材料(产品a和产品b)。
实施例1
取聚苯胺包覆生物碳材料(产品a，400mg)置于20％发烟硫酸(2.4mL)中，搅拌加热至60℃磺化4h后，将反应物倒入冰水中，搅拌0.5h后，过滤、滤饼用水洗涤、干燥即得所述生物碳材料负载磺化聚苯胺(以下简称产品A，采用以酚酞为指示剂的酸碱滴定法测定产品A的酸密度为1.85mmol/g)。
实施例2
取聚苯胺包覆生物碳材料(产品b，400mg)置于50％发烟硫酸(2.0mL)中，搅拌加热至55℃磺化5h后，将反应物倒入冰水中，搅拌0.5h后，过滤、滤饼用水洗涤、干燥即得所述生物碳材料负载磺化聚苯胺(以下简称产品B，采用以酚酞为指示剂的酸碱滴定法测定产品B的酸密度为1.88mmol/g)。
实施例1-2在制备生物碳材料负载磺化聚苯胺可能涉及的化学反应如下：
实施例3
(1)取3-硝基邻苯二甲酸酐(2mmol)溶于甲醇(6mL)中，加入产品A(6mg)，室温下搅拌反应8小时后，TLC检测3-硝基邻苯二甲酸酐消失，过滤回收产品A，减压浓缩、真空干燥得3-硝基邻苯二甲酸二甲酯(455mg，收率95.1％，HPLC纯度95.7％)。
(2)取步骤(1)得到的3-硝基邻苯二甲酸二甲酯(239mg,1mmol)溶于甲醇(4mL)中，加入催化量的10％Pd/C，在H2(氢气球)作用下，反应12小时后，TLC检测3-硝基邻苯二甲酸二甲酯消失，过滤除去Pd/C，减压浓缩、干燥得黄色固体(192mg，收率91.8％，HPLC纯度92.7％)即为3-氨基邻苯二甲酸二甲酯；经重结晶或硅胶柱层析可得到纯度≥99％的3-氨基邻苯二甲酸二甲酯。
实施例4
(1)取3-硝基邻苯二甲酸酐(3mmol)溶于甲醇(15mL)中，加入产品B(6mg)，室温下搅拌反应10小时后，TLC检测3-硝基邻苯二甲酸酐消失，过滤回收产品B，减压浓缩、真空干燥得3-硝基邻苯二甲酸二甲酯(687mg，收率95.7％，HPLC纯度96.0％)。
(2)取步骤(1)得到的3-硝基邻苯二甲酸二甲酯(239mg,1mmol)溶于甲醇(4mL)中，加入催化量的10％Pd/C，在H2(氢气球)作用下，反应16小时后，TLC检测3-硝基邻苯二甲酸二甲酯消失，过滤除去Pd/C，减压浓缩、干燥得黄色固体(196mg，收率93.7％，HPLC纯度93.1％)即为3-氨基邻苯二甲酸二甲酯；经重结晶或硅胶柱层析可得到纯度≥99％的3-氨基邻苯二甲酸二甲酯。
实施例5
取3-硝基邻苯二甲酸酐(2mmol)溶于甲醇(6mL)中，加入20％发烟硫酸(2滴)，室温下搅拌反应8小时后，TLC检测未发现3-硝基邻苯二甲酸二甲酯。
实施例6
取3-硝基邻苯二甲酸酐(2mmol)溶于甲醇(6mL)中，加入产品a(6mg)，室温下搅拌反应8小时后，TLC检测未发现3-硝基邻苯二甲酸二甲酯。
实施例7
取3-硝基邻苯二甲酸酐(2mmol)溶于甲醇(6mL)中，加入产品a(6mg)、20％发烟硫酸(2滴)，室温下搅拌反应8小时后，TLC检测未发现3-硝基邻苯二甲酸二甲酯。

Claims (10)

1.一种3-氨基邻苯二甲酸二甲酯的绿色合成工艺，其特征在于包括如下步骤：
(1)室温下，3-硝基邻苯二甲酸酐与甲醇，在固体酸催化剂的作用下，反应得到3-硝基邻苯二甲酸二甲酯；
(2)将步骤(1)得到的3-硝基邻苯二甲酸二甲酯溶于有机溶剂，在还原剂作用下，反应得到3-氨基邻苯二甲酸二甲酯。
2.权利要求1所述的合成工艺，其特征在于步骤(1)中所述固体酸催化剂选自生物碳材料负载磺化聚苯胺。
3.权利要求1-2任一项所述的合成工艺，其特征在于步骤(1)中每毫摩尔3-硝基邻苯二甲酸酐使用甲醇3-5mL，使用固体酸催化剂2-3mg。
4.权利要求1-2任一项所述的合成工艺，其特征在于步骤(1)中反应时间优选8-10h。
5.权利要求1-2任一项所述的合成工艺，其特征在于步骤(1)中所述生物碳材料负载磺化聚苯胺由如下方法制备：聚苯胺包覆生物碳材料置于发烟硫酸中，搅拌加热至55-60℃磺化4-5h后，将反应物倒入冰水中，搅拌0.5h后，过滤、滤饼用水洗涤、干燥即得所述生物碳材料负载磺化聚苯胺。
6.权利要求5所述的合成工艺，其特征在于所述发烟硫酸优选三氧化硫浓度为20％-50％的发烟硫酸；每克聚苯胺包覆生物碳材料，优选使用发烟硫酸5-6毫升。
7.权利要求1-6任一项所述的合成工艺，其特征在于步骤(2)所述有机溶剂优选甲醇、乙醇、二氯甲烷、乙酸乙酯中的一种或几种混合。
8.权利要求1-7任一项所述的合成工艺，其特征在于步骤(2)所述还原剂选自本领域常规的硝基还原剂。
9.权利要求8所述的合成工艺，其特征在于所述还原剂优选H2、Pd/C组合，氯化亚锡或硫酸亚铁。
10.权利要求1-9任一项所述的合成工艺，其特征在于步骤(2)中反应时间优选5-24h。
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