CN111269129B - 连续流氧化偶联法制备5,5ˊ-二取代-2,2ˊ-二氨基联苯及其盐酸盐的方法 - Google Patents

连续流氧化偶联法制备5,5ˊ-二取代-2,2ˊ-二氨基联苯及其盐酸盐的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种连续氧化偶联法制备5,5ˊ‑二取代‑2,2ˊ‑二氨基联苯及其盐酸盐的方法，其依次通过基于连续流微反应器将4‑取代苯胺在过渡金属盐的催化作用下生成联苯、去除生成物中的过氧化物、通过乙酸乙酯洗涤和甲苯对联苯进行提纯的方法实现5,5ˊ‑二取代‑2,2ˊ‑二氨基联苯的制备，并进一步利用盐析法得到5,5ˊ‑二取代‑2,2ˊ‑二氨基联苯盐酸盐；该方法反应路线合理，具有原料价廉易得、反应步骤简单、反应条件温和、合成前体少的特点，且极大的提升了反应速度和效率以及产物的纯度和收率，在制备过程中使用的有机溶剂也能够实现重复利用，有效降低了生产成本低，具有较大的工业化前景。

Description

连续流氧化偶联法制备5，5ˊ-二取代-2，2ˊ-二氨基联苯及其 盐酸盐的方法
技术领域
本发明涉及油气田井下作业技术领域，特别涉及一种连续流氧化偶联法制备5,5ˊ-二取代-2,2ˊ-二氨基联苯及其盐酸盐的方法。
背景技术
联苯胺类化合物是一种重要的化工原料，广泛用于颜料、染料的合成、聚酰亚胺材料的制备、聚氨酯橡胶与纤维生产中的扩链剂等领域。目前最为广泛使用的联苯胺为4,4'-二氨基联苯及其衍生物，而其相应异构体2,2'-二氨基联苯的合成以及功能研究则相对欠缺，关于4,4'-二取代-2,2'-二氨基联苯的合成方法主要包括Suzuki偶联法、Pd催化脱卤偶联法、及酰胺氧化偶联-水解法，其中氧化偶联法的酰胺前体合成相对简单，偶联效率较高，参见
Schulz,L.；Enders,M.；Elsler,B.；Schollmeyer,D.；Dyballa,K.M.；Franke,R.andWaldvogel,S.R.Reagentandmetal-freeanodicC@Ccross-couplingofanilinederivatives.Angew.Chem.Int.Ed.2017,56,4877–4881；Fujimoto,S.；Matsumoto,K.；Iwata,T.；Shindo,M.AerobicoxidativehomocouplingreactionofanilidesusingheterogeneousmetalcatalystsTetrahedronLett.2017,58,973–976；MeiC.andLuW.Palladium(II)-catalyzedoxidativehomo-andcross-couplingofarylortho-sp2C-Hbondsofanilidesatroomtemperature.J.Org.Chem.2018,83,4812-4823；Weng,Y.；Lan,T.；Sun,C.；Yang,T.；Sua,W.；Xie,Y.Mechanochemicalpalladium-catalyzedC(sp2)–HhomocouplingofN-arylcarbamates:synthesisof2,2′-biaryldiamines.Org.Chem.Front.,2018,5,2103-2107。但是，上述合成方法均采用贵金属催化剂、并且所用原料均为苯胺的衍生物，反应步骤较多，成本较大，不利于大量生产。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于4-取代苯胺并采用连续流氧化偶联法制备5,5ˊ-二取代-2,2ˊ-二氨基联苯的方法。
本发明的另一目的是提供一种基于4-取代苯胺并采用连续流氧化偶联法制备5,5ˊ-二取代-2,2ˊ-二氨基联苯盐酸盐的方法。
为此，本发明技术方案如下：
一种连续流氧化偶联法制备5,5ˊ-二取代-2,2ˊ-二氨基联苯的方法，步骤如下：
S1、配制由4-取代苯胺、过渡金属盐催化剂和冰醋酸混合得到的反应液；其中，过渡金属盐催化剂与4-取代苯胺的重量比为1:50～1:2000；
其中，反应液的优选配制方法为：将过渡金属盐催化剂溶解在冰醋中，形成过渡金属盐催化剂的冰醋酸溶液，然后再将4-取代苯胺溶解在过渡金属盐催化剂的冰醋酸溶液中，形成反应液；
S2、将步骤S1配制的反应液在微通道反应器的预热模块中预热至50℃
～200℃后，通过计量泵以10mL/min～1000mL/min的液体流速进入反应模块中；与此同时，通过气体计量泵将纯氧通过计量泵以2000mL/min～10000mL/min的气体流速通入微通道反应器的反应模块中，使4-取代苯胺与纯氧按照摩尔比为1:4～1:12在反应模块中混合，并在1.2MPa～4.0MPa的反应压力下在反应模块中停留50s～300s进行充分反应；待反应完成后从反应器的出口流出，经冷却后进入收料釜；
S3、向收料釜中加入亚硫酸氢钠以中和生成物中的过氧化物，并经蒸馏回收醋酸溶剂；蒸馏所得粗产品用乙酸乙酯加热至70～75℃溶解，过滤，将滤液浓缩蒸干，即得到5,5ˊ-二取代-2,2ˊ-二氨基联苯粗品；使用甲苯对5,5ˊ-二取代-2,2ˊ-二氨基联苯粗品重结晶，即得到5,5ˊ-二取代-2,2ˊ-二氨基联苯。
上述制备方法的具体化学反应式如下：
Figure GDA0004034089180000021
优选，4-取代苯的化学结构式为：
Figure GDA0004034089180000031
其中，X为F、Cl、Br、I、CF3、COOH、COOR、CONH2、R或OR，其中，R为碳数取值为1～8中任意整数的直链型烷基或支链型烷基。
优选，在步骤S1中，过渡金属盐催化剂为铜盐、铁盐或锰盐或者其混合物；其中，铜盐为醋酸铜、溴化铜、氯化铜、硫酸铜、硝酸铜、磷酸铜中至少一种；铁盐可采用溴化亚铁、溴化铁、氯化亚铁、氯化铁、溴化铜、硫酸亚铁、硫酸铁、硝酸亚铁、硝酸铁、磷酸亚铁、磷酸铁、硫酸亚铁铵、亚铁氰化钾、铁氰化钾中至少一种；锰盐可采用醋酸锰、氯化锰、溴化锰、硫酸锰、硝酸锰、磷酸锰、草酸锰中至少一种。
优选，在步骤S1中，4-取代苯胺与冰醋酸的重量比为1:1～1:10。
优选，在步骤S3中，亚硫酸氢钠与4-取代苯胺的重量比为1:20～1:50。
优选，在步骤S3中，蒸馏所得粗产品与乙酸乙酯的重量比1:3～1:20。
优选，在步骤S3中，5,5ˊ-二取代-2,2ˊ-二氨基联苯粗品与甲苯的质量比为1：3～1:20。
一种基于上述连续流氧化偶联法制备的5,5ˊ-二取代-2,2ˊ-二氨基联苯的方法制备5,5ˊ-二取代-2,2ˊ-二氨基联苯盐酸盐的方法，步骤在于：在完成上述步骤S1～S3后，进行步骤S4：将经步骤S3得到的5,5ˊ-二取代-2,2ˊ-二氨基联苯加入至5wt.％的盐酸溶液中，加热至65～95℃全溶，然后滴加30～35wt.％的浓盐酸溶液生成固体沉淀，然后降温至0～25℃，待沉淀析出完全，过滤即得5,5ˊ-二取代-2,2ˊ-二氨基联苯盐酸盐。
上述制备方法的具体化学反应式如下：
Figure GDA0004034089180000041
优选，在步骤S4中，5,5ˊ-二取代-2,2ˊ-二氨基联苯与5wt.％的盐酸的重量比为1:20～1:75；5,5ˊ-二取代-2,2ˊ-二氨基联苯与30～35wt.％的浓盐酸的重量比为1:1～1:7。
与现有技术相比，本申请提供的以4-取代苯胺为原料采用连续氧化偶联法制备5,5ˊ-二取代-2,2ˊ-二氨基联苯及其盐酸盐的方法反应路线合理，具有原料价廉易得、反应步骤简单、反应条件温和、合成前体少的特点，且其以4-取代苯胺为原料基于连续流微反应器发生反应，使物料在微米至毫米级内的通道下进行传质，将反应时间缩短到几秒至几分钟，极大的提升了反应速度和效率；并且物料在推进过程中具有无反混特点，并且核心反应器控温更加精准，降低了副反应，从而提升了纯度和收率；并且利用纯氧作为氧化剂、过渡金属盐作为催化剂催化反应，降低了生产成本，且该方法制备的5,5ˊ-二取代-2,2ˊ-二氨基联苯及其盐酸纯度大于99％，摩尔得率可达85％以上；且在制备过程中使用的有机溶剂也能够实现重复利用，进一步实现有效降低生产成本的目的，具有较大的工业化前景。
附图说明
图1为本发明的采用连续流氧化偶联法制备5,5ˊ-二取代-2,2ˊ-二氨基联苯及其盐酸盐的方法的化学反应过程示意图；
图2为本发明的采用连续流氧化偶联法制备5,5ˊ-二取代-2,2ˊ-二氨基联苯及其盐酸盐的方法的生产工艺图；
图3为本发明的实施例1制备5,5ˊ-二甲氧基-2,2ˊ-二氨基联苯的核磁共振氢谱谱图；
图4为本发明的实施例4制备5,5ˊ-二甲基-2,2ˊ-二氨基联苯的核磁共振氢谱谱图；
图5为本发明的实施例6制备5,5ˊ-二氟-2,2ˊ-二氨基联苯的核磁共振氢谱谱图；
图6为本发明的实施例8制备5,5ˊ-二异丙基-2,2ˊ-二氨基联苯的核磁共振氢谱谱图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步的说明，但下述实施例绝非对本发明有任何限制。
实施例1
S1、将氯化铜0.1g溶解在400g冰醋酸中，形成氯化铜的冰醋酸溶液，然后再将200g对甲氧基苯胺溶解在氯化铜的冰醋酸溶液中，形成反应液；
S2、将步骤S1配制的反应液在微通道反应器的预热模块中预热至50℃后，通过计量泵以100mL/min的液体流速进入反应模块中；与此同时，通过气体计量泵将纯氧通过计量泵以2400mL/min的气体流速通入微通道反应器的反应模块中，使对甲氧基苯胺与纯氧按照摩尔比为1:4在反应模块中混合，并在1.2MPa条件下反应45s，然后反应生成的氧化偶联产物经冷却后转移至收料釜中；
S3、向收料釜中加入6g亚硫酸氢钠并搅拌反应1h，以中和生成物中的过氧化物；然后，蒸馏回收醋酸溶剂，将蒸馏所得5,5ˊ-二甲氧基-2,2ˊ-二氨基联苯醋酸盐粗产品用400g的乙酸乙酯加热至70～75℃溶解，过滤不溶物，滤液蒸馏浓缩回收乙酸乙酯，所得固体为5,5ˊ-二甲氧基-2,2ˊ-二氨基联苯粗品，纯度约95％；在5,5ˊ-二甲氧基-2,2ˊ-二氨基联苯粗品中加入360g甲苯并加热溶解，趁热过滤不溶物，冷却至20～30℃得到结晶，过滤，得5,5ˊ-二甲氧基-2,2ˊ-二氨基联苯113g，纯度＞99％，滤液甲苯可回收套用；
S4、向经步骤S3得到的5,5ˊ-二甲氧基-2,2ˊ-二氨基联苯中加入至5wt.％的盐酸溶液2500mL中，加热至65～75℃，使5,5ˊ-二甲氧基-2,2ˊ-二氨基联苯全部溶解在盐酸溶液中，趁热向混合溶液中滴加31wt.％的浓盐酸溶液360mL，酸析3～4h，待沉淀析出完全并降温至20～30℃，过滤即得5,5ˊ-二甲氧基-2,2ˊ-二氨基联苯盐酸盐122g，纯度＞99％。
实施例2
S1、将氯化亚铁1g溶解在350g冰醋酸中，形成氯化亚铁的冰醋酸溶液，然后再将200g对甲氧基苯胺溶解在氯化亚铁的冰醋酸溶液中，形成反应液；
S2、将步骤S1配制的反应液在微通道反应器的预热模块中预热至80℃后，通过计量泵以200mL/min的液体流速进入反应模块中；与此同时，通过气体计量泵将纯氧通过计量泵以5600mL/min的气体流速通入微通道反应器的反应模块中，使对甲氧基苯胺与纯氧按照摩尔比为1:5在反应模块中混合，并在1.5MPa条件下反应75s，然后反应生成的氧化偶联产物经冷却后转移至收料釜中；
S3、向收料釜中加入10g亚硫酸氢钠并搅拌反应1h，以中和生成物中的过氧化物；然后，蒸馏回收醋酸溶剂，将蒸馏所得5,5ˊ-二甲氧基-2,2ˊ-二氨基联苯醋酸盐粗产品用400g的乙酸乙酯加热至70～75℃溶解，过滤不溶物，滤液蒸馏浓缩回收乙酸乙酯，所得固体为5,5ˊ-二甲氧基-2,2ˊ-二氨基联苯粗品，纯度约95％；在5,5ˊ-二甲氧基-2,2ˊ-二氨基联苯粗品中加入360g甲苯并加热溶解，趁热过滤不溶物，冷却至20～30℃得到结晶，过滤，得5,5ˊ-二甲氧基-2,2ˊ-二氨基联苯116g，纯度＞99％，滤液甲苯可回收套用；
S4、向经步骤S3得到的5,5ˊ-二甲氧基-2,2ˊ-二氨基联苯中加入至5wt.％的盐酸溶液3000mL中，加热至85～95℃，使5,5ˊ-二甲氧基-2,2ˊ-二氨基联苯全部溶解在盐酸溶液中，趁热向混合溶液中滴加30wt.％的浓盐酸溶液500mL，酸析3～4h，待沉淀析出完全并降温至20～30℃，过滤即得5,5ˊ-二甲氧基-2,2ˊ-二氨基联苯盐酸盐122g，纯度＞99％。
实施例3
S1、将硫酸亚铁铵2g溶解在380g冰醋酸中，形成硫酸亚铁铵的冰醋酸溶液，然后再将200g对甲氧基苯胺溶解在硫酸亚铁铵的冰醋酸溶液中，形成反应液；
S2、将步骤S1配制的反应液在微通道反应器的预热模块中预热至75℃后，通过计量泵以100mL/min的液体流速进入反应模块中；与此同时，通过气体计量泵将纯氧通过计量泵以2000mL/min的气体流速通入微通道反应器的反应模块中，同时将纯氧通入微通道反应器的反应模块中，使对甲氧基苯胺与纯氧按照摩尔比为1:5在反应模块中混合，并在2MPa条件下反应50s，然后反应生成的氧化偶联产物经冷却后转移至收料釜中；
S3、向收料釜中加入8g亚硫酸氢钠并搅拌反应1h，以中和生成物中的过氧化物；然后，蒸馏回收醋酸溶剂，将蒸馏所得5,5ˊ-二甲氧基-2,2ˊ-二氨基联苯醋酸盐粗产品用500g的乙酸乙酯加热至70～75℃溶解，过滤不溶物，滤液蒸馏浓缩回收乙酸乙酯，所得固体为5,5ˊ-二甲氧基-2,2ˊ-二氨基联苯粗品，纯度约95％；在5,5ˊ-二甲氧基-2,2ˊ-二氨基联苯粗品中加入400g甲苯并加热溶解，趁热过滤不溶物，冷却至20～30℃得到结晶，过滤，得5,5ˊ-二甲氧基-2,2ˊ-二氨基联苯110g，纯度大于99％，滤液甲苯可回收套用；
S4、向经步骤S3得到的5,5ˊ-二甲氧基-2,2ˊ-二氨基联苯中加入至5wt.％的盐酸溶液3000mL中，加热至85～95℃，使5,5ˊ-二甲氧基-2,2ˊ-二氨基联苯全部溶解在盐酸溶液中，趁热向混合溶液中滴加31wt.％的浓盐酸溶液250mL，酸析3～4h，待沉淀析出完全并降温至20～30℃，过滤即得5,5ˊ-二甲氧基-2,2ˊ-二氨基联苯盐酸盐120g，纯度＞99％。
实施例4
S1、将醋酸锰0.5g和氯化锰0.5g溶解在200g冰醋酸中，形成醋酸锰和氯化锰的冰醋酸溶液，然后再将250g对甲基苯胺溶解在醋酸锰和氯化锰的冰醋酸溶液中，形成反应液；
S2、将步骤S1配制的反应液在微通道反应器的预热模块中预热至200℃后，通过计量泵以10mL/min的液体流速进入反应模块中；与此同时，通过气体计量泵将纯氧通过计量泵以2000mL/min的气体流速通入微通道反应器的反应模块中，同时将纯氧通入微通道反应器的反应模块中，使对甲基苯胺与纯氧按照摩尔比为1:12在反应模块中混合，并在1.2MPa条件下反应100s，然后反应生成的氧化偶联产物经冷却后转移至收料釜中；
S3、向收料釜中加入5g亚硫酸氢钠并搅拌反应1h，以中和生成物中的过氧化物；然后，蒸馏回收醋酸溶剂，将蒸馏所得5,5ˊ-二甲基-2,2ˊ-二氨基联苯醋酸盐粗产品用600g的乙酸乙酯加热至70～75℃溶解，过滤不溶物，滤液蒸馏浓缩回收乙酸乙酯，所得固体为5,5ˊ-二甲基-2,2ˊ-二氨基联苯粗品，纯度约95％；在5,5ˊ-二甲基-2,2ˊ-二氨基联苯粗品中加入360g甲苯并加热溶解，趁热过滤不溶物，冷却至20～30℃得到结晶，过滤，得5,5ˊ-二甲基-2,2ˊ-二氨基联苯113g，纯度＞99％，滤液甲苯可回收套用；
S4、向经步骤S3得到的5,5ˊ-二甲基-2,2ˊ-二氨基联苯中加入至5wt.％的盐酸溶液2300mL中，加热至85～95℃，使5,5ˊ-二甲基-2,2ˊ-二氨基联苯全部溶解在盐酸溶液中，趁热向混合溶液中滴加35wt.％的浓盐酸溶液120mL，酸析3～4h，待沉淀析出完全并降温至20～30℃，过滤即得5,5ˊ-二甲基-2,2ˊ-二氨基联苯盐酸盐125g，纯度＞99％。
实施例5
S1、将氯化铜0.2g溶解在500g冰醋酸中，形成氯化铜的冰醋酸溶液，然后再将200g对甲基苯胺溶解在氯化铜的冰醋酸溶液中，形成反应液；
S2、将步骤S1配制的反应液在微通道反应器的预热模块中预热至60℃后，通过计量泵以300mL/min的液体流速进入反应模块中；与此同时，通过气体计量泵将纯氧通过计量泵以7000mL/min的气体流速通入微通道反应器的反应模块中，同时将纯氧通入微通道反应器的反应模块中，使对甲基苯胺与纯氧按照摩尔比为1:8在反应模块中混合，并在2.5MPa条件下反应120s，然后反应生成的氧化偶联产物经冷却后转移至收料釜中；
S3、向收料釜中加入5g亚硫酸氢钠并搅拌反应1h，以中和生成物中的过氧化物；然后，蒸馏回收醋酸溶剂，将蒸馏所得5,5ˊ-二甲基-2,2ˊ-二氨基联苯醋酸盐粗产品用360g的乙酸乙酯加热至70～75℃溶解，过滤不溶物，滤液蒸馏浓缩回收乙酸乙酯，所得固体为5,5ˊ-二甲基-2,2ˊ-二氨基联苯粗品，纯度约95％；在5,5ˊ-二甲基-2,2ˊ-二氨基联苯粗品中加入360g甲苯并加热溶解，趁热过滤不溶物，冷却至20～30℃得到结晶，过滤，得5,5ˊ-二甲基-2,2ˊ-二氨基联苯111g，纯度＞99％，滤液甲苯可回收套用；
S4、向经步骤S3得到的5,5ˊ-二甲基-2,2ˊ-二氨基联苯中加入至5wt.％的盐酸溶液3000mL中，加热至65～75℃，使5,5ˊ-二甲基-2,2ˊ-二氨基联苯全部溶解在盐酸溶液中，趁热向混合溶液中滴加35wt.％的浓盐酸溶液200mL，酸析3～4h，待沉淀析出完全并降温至20～30℃，过滤即得5,5ˊ-二甲基-2,2ˊ-二氨基联苯盐酸盐122g，纯度＞99％。
实施例6
S1、将氯化铜3g和氯化铁1g和1g氯化锰溶解在2500g冰醋酸中，形成氯化铜和硝酸铜的冰醋酸溶液，然后再将250g对氟苯胺溶解在氯化铜和硝酸铜的冰醋酸溶液中，形成反应液；
S2、将步骤S1配制的反应液在微通道反应器的预热模块中预热至200℃后，通过计量泵以1000mL/min的液体流速进入反应模块中；与此同时，通过气体计量泵将纯氧通过计量泵以10000mL/min的气体流速通入微通道反应器的反应模块中，同时将纯氧通入微通道反应器的反应模块中，使对氟苯胺与纯氧按照摩尔比为1:12在反应模块中混合，并在4MPa条件下反应300s，然后反应生成的氧化偶联产物经冷却后转移至收料釜中；
S3、向收料釜中加入12.5g亚硫酸氢钠并搅拌反应1h，以中和生成物中的过氧化物；然后，蒸馏回收醋酸溶剂，将蒸馏所得5,5ˊ-二氟-2,2ˊ-二氨基联苯醋酸盐粗产品用2.9kg的乙酸乙酯加热至70～75℃溶解，过滤不溶物，滤液蒸馏浓缩回收乙酸乙酯，所得固体为5,5ˊ-二氟-2,2ˊ-二氨基联苯粗品，纯度约95％；在5,5ˊ-二氟-2,2ˊ-二氨基联苯粗品中加入2.9kg甲苯并加热溶解，趁热过滤不溶物，冷却至20～30℃得到结晶，过滤，得5,5ˊ-二氟-2,2ˊ-二氨基联苯140g，纯度＞99％，滤液甲苯可回收套用；
S4、向经步骤S3得到的5,5ˊ-二氟-2,2ˊ-二氨基联苯中加入至5wt.％的盐酸溶液4200mL中，加热至75～85℃，使5,5ˊ-二氟-2,2ˊ-二氨基联苯全部溶解在盐酸溶液中，趁热向混合溶液中滴加35wt.％的浓盐酸溶液500mL，酸析3～4h，待沉淀析出完全并降温至20～30℃，过滤即得5,5ˊ-二氟-2,2ˊ-二氨基联苯盐酸盐163g，纯度＞99％。
实施例7
S1、将硫酸亚铁2g和硝酸亚铁1g溶解在2000g冰醋酸中，形成硫酸亚铁和硝酸亚铁的冰醋酸溶液，然后再将200g对氟苯胺溶解在硫酸亚铁和硝酸亚铁的冰醋酸溶液中，形成反应液；
S2、将步骤S1配制的反应液在微通道反应器的预热模块中预热至180℃后，通过计量泵以1000mL/min的液体流速进入反应模块中；与此同时，通过气体计量泵将纯氧通过计量泵以10000mL/min的气体流速通入微通道反应器的反应模块中，同时将纯氧通入微通道反应器的反应模块中，使对氟苯胺与纯氧按照摩尔比为1:12在反应模块中混合，并在4MPa条件下反应300s，然后反应生成的氧化偶联产物经冷却后转移至收料釜中；
S3、向收料釜中加入7g亚硫酸氢钠并搅拌反应1h，以中和生成物中的过氧化物；然后，蒸馏回收醋酸溶剂，将蒸馏所得5,5ˊ-二氟代2,2ˊ-二氨基联苯醋酸盐粗产品用2.2kg的乙酸乙酯加热至70～75℃溶解，过滤不溶物，滤液蒸馏浓缩回收乙酸乙酯，所得固体为5,5ˊ-二氟-2,2ˊ-二氨基联苯粗品，纯度约95％；在5,5ˊ-二氟-2,2ˊ-二氨基联苯粗品中加入2.2kg甲苯并加热溶解，趁热过滤不溶物，冷却至20～30℃得到结晶，过滤，得5,5ˊ-二氟-2,2ˊ-二氨基联苯108g，纯度＞99％，滤液甲苯可回收套用；
S4、向经步骤S3得到的5,5ˊ-二氟-2,2ˊ-二氨基联苯中加入至5wt.％的盐酸溶液8000mL中，加热至80～85℃，使5,5ˊ-二氟-2,2ˊ-二氨基联苯全部溶解在盐酸溶液中，趁热向混合溶液中滴加35wt.％的浓盐酸溶液650mL，酸析3～4h，待沉淀析出完全并降温至20～30℃，过滤即得5,5ˊ-二氟-2,2ˊ-二氨基联苯盐酸盐128g，纯度＞99％。
实施例8
S1、将硫酸亚铁1g和硝酸亚铁0.5g溶解在200g冰醋酸中，形成硫酸亚铁和硝酸亚铁的冰醋酸溶液，然后再将200g对异丙基苯胺溶解在硫酸亚铁和硝酸亚铁的冰醋酸溶液中，形成反应液；
S2、将步骤S1配制的反应液在微通道反应器的预热模块中预热至120℃后，通过计量泵以200mL/min的液体流速进入反应模块中；与此同时，通过气体计量泵将纯氧通过计量泵以4800mL/min的气体流速通入微通道反应器的反应模块中，同时将纯氧通入微通道反应器的反应模块中，使对异丙基苯胺与纯氧按照摩尔比为1:6在反应模块中混合，并在3MPa条件下反应120s，然后反应生成的氧化偶联产物经冷却后转移至收料釜中；
S3、向收料釜中加入10g亚硫酸氢钠并搅拌反应1h，以中和生成物中的过氧化物；然后，蒸馏回收醋酸溶剂，将蒸馏所得5,5ˊ-二异丙基-2,2ˊ-二氨基联苯醋酸盐粗产品用500g的乙酸乙酯加热至70～75℃溶解，过滤不溶物，滤液蒸馏浓缩回收乙酸乙酯，所得固体为5,5ˊ-二异丙基-2,2ˊ-二氨基联苯粗品，纯度约95％；在5,5ˊ-二异丙基-2,2ˊ-二氨基联苯粗品中加入400g甲苯并加热溶解，趁热过滤不溶物，冷却至20～30℃得到结晶，过滤，得5,5ˊ-二异丙基-2,2ˊ-二氨基联苯119g，纯度大于99％，滤液甲苯可回收套用；
S4、向经步骤S3得到的5,5ˊ-二异丙基-2,2ˊ-二氨基联苯中加入至5wt.％的盐酸溶液3500mL中，加热至80～85℃，使5,5ˊ-二异丙基-2,2ˊ-二氨基联苯全部溶解在盐酸溶液中，趁热向混合溶液中滴加31wt.％的浓盐酸溶液500mL，酸析3～4h，待沉淀析出完全并降温至20～30℃，过滤即得5,5ˊ-二异丙基-2,2ˊ-二氨基联苯盐酸盐130g，纯度＞99％。
采用核磁共振对实施例1～8制备的5,5ˊ-二取代-2,2ˊ-二氨基联苯及其盐酸盐的化学结构进行验证。其中，以部分实施例的核磁共振氢谱谱图为例分析。
以实施例1制备的5,5ˊ-二甲氧基-2,2ˊ-二氨基联苯的核磁共振氢谱谱图为例进行说明，如图3所示，在核磁共振氢谱谱图中，δ＝3.76ppm处的单峰归属于甲基的特征峰；δ＝3.57ppm处的单峰归属于与芳香环相连的氨基；在不饱和区域δ＝7.26-6.81ppm中的两个双重峰和一个单峰归属于苯环上的碳，其中δ＝7.26ppm是氘代氯仿的特征溶剂峰，说明制备得到的就是5,5ˊ-二甲氧基-2,2ˊ-二氨基联苯。
实施例2和实施例3制备的5,5ˊ-二甲氧基-2,2ˊ-二氨基联苯的核磁共振氢谱谱图的分析结果均与实施例1相同，即均有效合成了5,5ˊ--二甲氧基-2,2ˊ-二氨基联苯。
以实施例4制备的5,5ˊ-二甲基-2,2ˊ-二氨基联苯的核磁共振氢谱谱图为例进行说明，如图4所示，在核磁共振氢谱谱图中，δ＝2.29ppm处的单峰归属于甲基的特征峰；δ＝3.62ppm处的单峰归属于与芳香环相连的氨基；在不饱和区域δ＝7.26-6.71ppm中的两个双重峰和一个单峰归属于苯环上的碳，其中δ＝7.26ppm是氘代氯仿的特征溶剂峰，说明制备得到的就是5,5ˊ-二甲基-2,2ˊ-二氨基联苯。
实施例5制备的5,5ˊ-二甲基-2,2ˊ-二氨基联苯的核磁共振氢谱谱图的分析结果均与实施例4相同，即均有效合成了5,5ˊ-二甲基-2,2ˊ-二氨基联苯。
以实施例6制备的5,5ˊ-二氟-2,2ˊ-二氨基联苯的核磁共振氢谱谱图为例进行说明，如图5所示，在核磁共振氢谱谱图中，δ＝3.62ppm处的单峰归属于氨基的特征峰；δ＝7.26ppm处的单峰归属于氘代氯仿的特征溶剂峰；在不饱和区域δ＝6.94-6.71ppm中的三个多重峰归属于苯环上的碳，说明制备得到的就是5,5ˊ-二氟-2,2ˊ-二氨基联苯。
实施例7制备的5,5ˊ-二氟-2,2ˊ-二氨基联苯的核磁共振氢谱谱图的分析结果均与实施例6相同，即均有效合成了5,5ˊ-二氟-2,2ˊ-二氨基联苯。
以实施例8制备的5,5ˊ-二异丙基-2,2ˊ-二氨基联苯的核磁共振氢谱谱图为例进行说明，如图6所示，在核磁共振氢谱谱图中，δ＝1.25-1.23ppm处的双重峰归属于甲基的特征峰，它与δ＝2.90-2.80ppm处的多重峰共同构成了异丙基的特征峰；δ＝3.61ppm处的单峰归属于氨基的特征峰；在不饱和区域δ＝7.07-6.73ppm中的两个二重峰和一个多重峰归属于苯环上的碳，由此可以说明制备得到的是5,5ˊ-二异丙基-2,2ˊ-二氨基联苯。
综上所述，本申请提供的合成路线能够实现5,5ˊ-二取代-2,2ˊ-二氨基联苯及其盐酸盐的制备，且成品收率和成品纯度高。

Claims (7)

1.一种连续流氧化偶联法制备5,5ˊ-二取代-2,2ˊ-二氨基联苯的方法，其特征在于，步骤如下：
S1、配制由4-取代苯胺、过渡金属盐催化剂和冰醋酸混合得到的反应液；其中，过渡金属盐催化剂与4-取代苯胺的重量比为1:50～1:2000；
4-取代苯胺的化学结构式为：
Figure FDA0004040494130000011
其中，X为F、Cl、Br、I、CF3、R或OR，其中，R为碳数取值为1～8中任意整数的直链型烷基或支链型烷基；
S2、将步骤S1配制的反应液在微通道反应器的预热模块中预热至50℃～200℃后，通过计量泵以10mL/min～1000mL/min的液体流速进入反应模块中；与此同时，通过气体计量泵将纯氧通过计量泵以2000mL/min～10000mL/min的气体流速通入微通道反应器的反应模块中，使4-取代苯胺与纯氧按照摩尔比为1:4～1:12在反应模块中混合，并在1.2MPa～4.0MPa的反应压力下在反应模块中停留50s～300s进行充分反应；待反应完成后从反应器的出口流出，经冷却后进入收料釜；
S3、向收料釜中加入亚硫酸氢钠以中和生成物中的过氧化物，并经蒸馏回收醋酸溶剂；蒸馏所得粗产品用乙酸乙酯加热溶解，过滤，将滤液浓缩蒸干，即得到5,5ˊ-二取代-2,2ˊ-二氨基联苯粗品；使用甲苯对5,5ˊ-二取代-2,2ˊ-二氨基联苯粗品重结晶，即得到5,5ˊ-二取代-2,2ˊ-二氨基联苯。
2.根据权利要求1所述的连续流氧化偶联法制备5,5ˊ-二取代-2,2ˊ-二氨基联苯的方法，其特征在于，在步骤S1中，过渡金属盐催化剂为铜盐、铁盐、锰盐中至少一种；其中，铜盐为醋酸铜、溴化铜、氯化铜、硫酸铜、硝酸铜、磷酸铜中至少一种；铁盐为采用溴化亚铁、溴化铁、氯化亚铁、氯化铁、溴化铜、硫酸亚铁、硫酸铁、硝酸亚铁、硝酸铁、磷酸亚铁、磷酸铁、硫酸亚铁铵、亚铁氰化钾、铁氰化钾中至少一种；锰盐为采用醋酸锰、氯化锰、溴化锰、硫酸锰、硝酸锰、磷酸锰、草酸锰中至少一种。
3.根据权利要求1所述的连续流氧化偶联法制备5,5ˊ-二取代-2,2ˊ-二氨基联苯的方法，其特征在于，在步骤S1中，4-取代苯胺与冰醋酸的重量比为1:1～1:10。
4.根据权利要求1所述的连续流氧化偶联法制备5,5ˊ-二取代-2,2ˊ-二氨基联苯的方法，其特征在于，在步骤S3中，亚硫酸氢钠的加量满足：亚硫酸氢钠与4-取代苯胺的重量比为1:20～1:50。
5.根据权利要求1所述的连续流氧化偶联法制备5,5ˊ-二取代-2,2ˊ-二氨基联苯的方法，其特征在于，在步骤S3中，蒸馏所得粗产品与乙酸乙酯的重量比1:3～1:20；5,5ˊ-二取代-2,2ˊ-二氨基联苯粗品与甲苯的质量比为1:3～1:20。
6.根据权利要求1～5中任一种所述的连续流氧化偶联法制备5,5ˊ-二取代-2,2ˊ-二氨基联苯的方法制备5,5ˊ-二取代-2,2ˊ-二氨基联苯盐酸盐的方法，其特征在于，完成步骤S1～S3后，进行步骤S4：将经步骤S3得到的5,5ˊ-二取代-2,2ˊ-二氨基联苯加入至5wt.％的盐酸溶液中，加热至65～95℃全溶，然后滴加30～35wt.％的浓盐酸溶液生成固体沉淀，待沉淀析出完全并降温至室温，过滤即得5,5ˊ-二取代-2,2ˊ-二氨基联苯盐酸盐。
7.根据权利要求6所述的制备5,5ˊ-二取代-2,2ˊ-二氨基联苯盐酸盐的方法，其特征在于，在步骤S4中，5,5ˊ-二取代-2,2ˊ-二氨基联苯与5wt.％的盐酸的重量比为1:20～1:75；5,5ˊ-二取代-2,2ˊ-二氨基联苯与30～35wt.％的浓盐酸的重量比为1:1～1:7。
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