CN111170851A - 一锅法制备乙酸-2，5-二甲基苯酯和2，5-二甲基硝基苯 - Google Patents
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Abstract
一锅法制备乙酸‑2，5‑二甲基苯酯和2，5‑二甲基硝基苯，包括如下操作步骤：步骤一：在单口烧瓶中加入的乙酸酐，再加入的对二甲苯，在室温下磁力搅拌；步骤二：向步骤一中单口瓶中加入硝酸盐，搅拌反应；步骤三：加入去离子水，搅拌反应，冷却至室温；步骤四：将步骤三所得的反应液倒入分液漏斗，用二氯甲烷萃取，经水洗分离再加入无水硫酸钠干燥；步骤五：将步骤四干燥后的溶液减压旋蒸至无二氯甲烷挥发出既得产品，即乙酸‑2，5‑二甲基苯酯和2，5‑二甲基硝基苯的混合物。本发明采用硝酸盐同时作为氧化剂和硝化剂，价格便宜，且本发明在得到乙酸‑2，5‑二甲基苯酯的同时还能得到2，5‑二甲基硝基苯，一步反应得到两种产物，提高了原料的利用率。
Description
技术领域
本发明属于乙酸-2，5-二甲基苯酯制备领域，具体地说是一锅法制备乙酸-2，5-二甲基苯酯和2，5-二甲基硝基苯。
背景技术
乙酸-2，5-二甲基苯酯和2，5-二甲基硝基苯都是重要的有机中间体，现有的制备技术主要使用无水硝酸，对环境的亲和性差，收率较低一般都在30％以下，或者采用贵金属作为催化剂，成本高。
发明内容
本发明提供一锅法制备乙酸-2，5-二甲基苯酯和2，5-二甲基硝基苯，用以解决现有技术中的缺陷。
本发明通过以下技术方案予以实现：
一锅法制备乙酸-2，5-二甲基苯酯和2，5-二甲基硝基苯，包括如下操作步骤：
步骤一：在单口烧瓶中加入3-7mL的乙酸酐，再加入3-5mmol的对二甲苯，在室温下磁力搅拌0.4-0.6h；
步骤二：向步骤一中单口瓶中加入4.2-7.0mmol硝酸盐，在30-40℃的温度下搅拌反应6-8h；
步骤三：加入15-25ml的去离子水，在35-45℃的温度下搅拌反应0.4-0.6h，冷却至室温；
步骤四：将步骤三所得的反应液倒入分液漏斗，用8-15mL二氯甲烷萃取2-4次，合并二氯甲烷相用饱和的碳酸钠溶液洗涤至中性，经水洗分离再加入无水硫酸钠干燥18-30h；
步骤五：将步骤四干燥后的溶液减压旋蒸至无二氯甲烷挥发出既得产品，即乙酸-2，5-二甲基苯酯和2，5-二甲基硝基苯的混合物。
如上所述的一锅法制备乙酸-2，5-二甲基苯酯和2，5-二甲基硝基苯，所述的步骤二中先向单口瓶中加入0.2544-0.4240g的催化剂后再加入4.2-7.0mmol硝酸盐。
如上所述的一锅法制备乙酸-2，5-二甲基苯酯和2，5-二甲基硝基苯，所述的催化剂为杂多酸改性的MOF催化剂。
如上所述的一锅法制备乙酸-2，5-二甲基苯酯和2，5-二甲基硝基苯，所述的步骤四在进行萃取时催化剂位于上层水相与二氯甲烷相分离，并通过过滤回收催化剂，干燥后可重复使用。
如上所述的一锅法制备乙酸-2，5-二甲基苯酯和2，5-二甲基硝基苯，所述的步骤二中添加的硝酸盐既是制备乙酸-2，5-二甲基苯酯的氧化剂，又是制备2，5-二甲基硝基苯的硝化试剂。
本发明的优点是：本发明采用硝酸盐同时作为氧化剂和硝化剂，价格便宜，且本发明在得到乙酸-2，5-二甲基苯酯的同时还能得到2，5-二甲基硝基苯，一步反应得到两种产物，提高了原料的利用率，而且通过添加杂多酸改性的MOF催化剂的可以控制乙酸-2，5-二甲基苯酯和2，5-二甲基硝基苯生成比例，乙酸-2，5-二甲基苯酯所占比例在28-55％，总收率可达60-90％。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的反应流程图；
图2是乙酸-2，5-二甲基苯酯的质谱图；
图3是2，5-二甲基硝基苯的质谱图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一锅法制备乙酸-2，5-二甲基苯酯和2，5-二甲基硝基苯，包括如下操作步骤：
步骤一：在单口烧瓶中加入3mL的乙酸酐，再加入3mmol的对二甲苯，在室温下磁力搅拌0.4h；
步骤二：向步骤一中单口瓶中0.2544g的杂多酸改性的MOF催化剂再加入4.2mmol硝酸盐，在30℃的温度下搅拌反应6h；
步骤三：加入15ml的去离子水，在35℃的温度下搅拌反应0.4h，冷却至室温；
步骤四：将步骤三所得的反应液倒入分液漏斗，用8mL二氯甲烷萃取2次，合并二氯甲烷相用饱和的碳酸钠溶液洗涤至中性，经水洗分离再加入无水硫酸钠干燥18h；
步骤五：将步骤四干燥后的溶液减压旋蒸至无二氯甲烷挥发出既得产品，即乙酸-2，5-二甲基苯酯和2，5-二甲基硝基苯的混合物。
实施例2
一锅法制备乙酸-2，5-二甲基苯酯和2，5-二甲基硝基苯，包括如下操作步骤：
步骤一：在单口烧瓶中加入3-7mL的乙酸酐，再加入5mmol的对二甲苯，在室温下磁力搅拌0.6h；
步骤二：向步骤一中单口瓶中0.4240g的杂多酸改性的MOF催化剂再加入7.0mmol硝酸盐，在40℃的温度下搅拌反应8h；
步骤三：加入25ml的去离子水，在45℃的温度下搅拌反应0.6h，冷却至室温；
步骤四：将步骤三所得的反应液倒入分液漏斗，用15mL二氯甲烷萃取4次，合并二氯甲烷相用饱和的碳酸钠溶液洗涤至中性，经水洗分离再加入无水硫酸钠干燥30h；
步骤五：将步骤四干燥后的溶液减压旋蒸至无二氯甲烷挥发出既得产品，即乙酸-2，5-二甲基苯酯和2，5-二甲基硝基苯的混合物。
实施例3
一锅法制备乙酸-2，5-二甲基苯酯和2，5-二甲基硝基苯，包括如下操作步骤：
步骤一：在单口烧瓶中加入5.5mL的乙酸酐，再加入4mmol的对二甲苯，在室温下磁力搅拌0.5h；
步骤二：向步骤一中单口瓶中0.3402g的杂多酸改性的MOF催化剂再加入5.65mmol硝酸盐，在35℃的温度下搅拌反应7h；
步骤三：加入20ml的去离子水，在40℃的温度下搅拌反应0.5h，冷却至室温；
步骤四：将步骤三所得的反应液倒入分液漏斗，用11.5mL二氯甲烷萃取3次，合并二氯甲烷相用饱和的碳酸钠溶液洗涤至中性，经水洗分离再加入无水硫酸钠干燥24h；
步骤五：将步骤四干燥后的溶液减压旋蒸至无二氯甲烷挥发出既得产品，即乙酸-2，5-二甲基苯酯和2，5-二甲基硝基苯的混合物。
对照例
在单口烧瓶中加入2.5mmol的对二甲苯、1mmol的二乙酸碘苯、2mmol的氯化金和2ml的二氯乙烷，在110℃的温度下反应搅拌反应2h，降至室温反应液萃取分离，干燥，减压浓缩既得乙酸-2，5-二甲基苯酯。
验证对比
将实施例1-3以及对照例的所得产物经过分析得出各自收率，结果如表一所示：
| 组别 | 乙酸-2，5-二甲基苯酯 | 2，5-二甲基硝基苯 |
| 实施例1 | 33.56％ | 36.56％ |
| 实施例2 | 39.63％ | 42.83％ |
| 实施例3 | 42.89％ | 45.59％ |
| 对照例 | 31.56％ | - |
表一
如表一所示，实施例1-3的乙酸-2，5-二甲基苯酯收率均高于对照例，且实施例1-3还能得到2，5-二甲基硝基苯，从而提高了原料的利用率，同时本发明中通过添加杂多酸改性的MOF催化剂，能够控制乙酸-2，5-二甲基苯酯和2，5-二甲基硝基苯之间的生成比例，从而能够进一步的控制反应进行。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (5)
1.一锅法制备乙酸-2，5-二甲基苯酯和2，5-二甲基硝基苯，其特征在于：包括如下操作步骤：
步骤一：在单口烧瓶中加入3-7mL的乙酸酐，再加入3-5mmol的对二甲苯，在室温下磁力搅拌0.4-0.6h；
步骤二：向步骤一中单口瓶中加入4.2-7.0mmol硝酸盐，在30-40℃的温度下搅拌反应6-8h；
步骤三：加入15-25ml的去离子水，在35-45℃的温度下搅拌反应0.4-0.6h，冷却至室温；
步骤四：将步骤三所得的反应液倒入分液漏斗，用8-15mL二氯甲烷萃取2-4次，合并二氯甲烷相用饱和的碳酸钠溶液洗涤至中性，经水洗分离再加入无水硫酸钠干燥18-30h；
步骤五：将步骤四干燥后的溶液减压旋蒸至无二氯甲烷挥发出既得产品，即乙酸-2，5-二甲基苯酯和2，5-二甲基硝基苯的混合物。
2.根据权利要求1所述的一锅法制备乙酸-2，5-二甲基苯酯和2，5-二甲基硝基苯，其特征在于：所述的步骤二中先向单口瓶中加入0.2544-0.4240g的催化剂后再加入4.2-7.0mmol硝酸盐。
3.根据权利要求2所述的一锅法制备乙酸-2，5-二甲基苯酯和2，5-二甲基硝基苯，其特征在于：所述的催化剂为杂多酸改性的MOF催化剂。
4.根据权利要求2或3所述的一锅法制备乙酸-2，5-二甲基苯酯和2，5-二甲基硝基苯，其特征在于：所述的步骤四在进行萃取时催化剂位于上层水相与二氯甲烷相分离，并通过过滤回收催化剂，干燥后可重复使用。
5.根据权利要求1所述的一锅法制备乙酸-2，5-二甲基苯酯和2，5-二甲基硝基苯，其特征在于：所述的步骤二中添加的硝酸盐既是制备乙酸-2，5-二甲基苯酯的氧化剂，又是制备2，5-二甲基硝基苯的硝化试剂。
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