CN113121386A - 制备3,4-二羟基苯腈的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种制备3,4‑二羟基苯腈的方法，其中，该方法包括：将香兰素与盐酸羟胺和卤化物接触，以便得到3,4‑二羟基苯腈。该方法具有操作简单，副产物少，产品收率高等优点，从而利于工业化生产。
Description
技术领域
本发明属于有机合成领域，具体涉及一种制备3,4-二羟基苯腈的方法。
背景技术
3,4-二羟基苯腈用于合成含噻唑、2-噁唑啉、咪唑、三唑及苯甲嘧啶类结构的化合物，是重要的医药及农药中间体，尤其合成的喹唑啉类化合物是重要的抗癌药物，近年来，3，4-二羟基苯腈也开始应用于感光材料的合成。
对于3,4-二羟基苯腈的合成方法近年来报道很多，大致可以分为以下六种方法(1)以3，4-亚甲基二氧苯腈为原料通过硫酰氯氯化水解或者通入氯气氯化水解得到，此法主要缺点是所需原料3，4-亚甲基二氧苯腈价格高；(2)以3，4-二羟基苯甲酰胺为原料经与氯化亚砜脱水反应得到目的产物。此法工艺条件成熟，适合于工业化，但原料价格高；(3)以3，4-二羟基苯甲醛与羟胺-O-横酸反应，此法所用羟胺-O-磺酸价格高；(4)在甲酸/二氧化硅催化下，3，4-二羟基苯甲醛微波加热下与盐酸羟胺反应，收率97％，此法因采用微波加热，工业上难以实现。(5)二甲基亚砜(DMSO)作溶剂，与过量氰化钠反应得到目的产物，收率44％，此方法收率太低，不适合工业化操作；(6)以香草醛为原料，经与盐酸羟胺反应得到3-甲氧基-4-羟基苯腈，再经与溴化锂经脱甲基化得到目的产物，此方法综合收率72％，反应温度高，反应时间长，操作繁琐，不利于产业化。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种制备3,4-二羟基苯腈的方法，该方法具有操作简单，副产物少，产品收率高等优点，从而利于工业化生产。
在本发明的一个方面，本发明提出了一种制备3,4-二羟基苯腈的方法。根据本发明的实施例，所述方法包括：将香兰素与盐酸羟胺和卤化物接触，以便得到3,4-二羟基苯腈。
根据本发明实施例的制备3,4-二羟基苯腈的方法，其通过将香兰素与盐酸羟胺和卤化物接触，即可制备得到3,4-二羟基苯腈，其选用香兰素为原料，原料廉价易得，并且本发明操作简单，副产物少，反应稳定；同时所得产品不需要进一步精制，能耗低，产率高，利于工业化生产。
另外，根据本发明上述实施例的制备3,4-二羟基苯腈的方法还可以具有如下附加的技术特征：
在本发明的一些实施例中，所述方法包括：以DMF为溶剂，将所述香兰素与所述盐酸羟胺混合，然后加入所述卤化物，得到含有3,4-二羟基苯腈的反应液，再将所述含有3,4-二羟基苯腈的反应液倒入盐酸水溶液中，用萃取剂进行萃取后蒸馏分离得到3,4-二羟基苯腈。由此，可以降低副产物以及提高产品收率。
在本发明的一些实施例中，所述香兰素与所述盐酸羟胺和所述卤化物的摩尔比为1：(1～2)：(1～3)，优选1：(1.1～1.3)：(1.2～1.8)。由此，可以降低副产物以及提高产品收率。
在本发明的一些实施例中，所述卤化物包括溴化锂、溴化铝、氯化锂和氯化铝中的至少之一。
在本发明的一些实施例中，将所述香兰素与所述盐酸羟胺在60～150℃下混合0～4小时，优选在90～110℃下混合1～2小时。由此，该反应条件温和，反应时间短，节约成本。
在本发明的一些实施例中，在90～150℃下加入所述卤化物，优选在120～140℃下加入所述卤化物。由此，该反应条件温和，反应时间短，节约成本。
在本发明的一些实施例中，加入所述卤化物后反应时间为1～8小时，优选3～5小时。由此，该反应条件温和，反应时间短，节约成本。
在本发明的一些实施例中，所述盐酸水溶液的质量浓度为5～37％，优选质量浓度为8～15％。
在本发明的一些实施例中，所述萃取剂包括乙酸乙酯和乙酸丁酯中的至少之一。由此，可以提高产品收率。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是实施例1所得固体的核磁氢谱图；
图2是实施例2所得固体的核磁氢谱图；
图3是实施例3所得固体的核磁氢谱图；
图4是实施例4所得固体的核磁氢谱图；
图5是实施例5所得固体的核磁氢谱图；
图6是实施例6所得固体的核磁氢谱图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的一个方面，本发明提出了一种制备3,4-二羟基苯腈的方法。根据本发明的实施例，该方法包括：将香兰素与盐酸羟胺和卤化物接触，以便得到3,4-二羟基苯腈。根据本发明的具体实施例，参考式1，上述方法包括：以DMF为溶剂，将香兰素与盐酸羟胺混合，然后加入卤化物，得到含有3,4-二羟基苯腈的反应液，再将所述含有3,4-二羟基苯腈的反应液倒入盐酸水溶液中，用萃取剂进行萃取后蒸馏分离得到3,4-二羟基苯腈。
具体的，以DMF为溶剂，将香兰素与盐酸羟胺在60-150℃下混合0～4小时，优选在90-110℃下混合1～2小时，然后在90～150℃下加入卤化物，优选在120～140℃下加入卤化物，并且加入卤化物后反应时间为1～8小时，优选3～5小时，得到含有3,4-二羟基苯腈的反应液，再将含有3,4-二羟基苯腈的反应液倒入盐酸水溶液中，进行酸解，用萃取剂进行萃取后蒸馏分离即可得到3,4-二羟基苯腈。发明人发现，若香兰素与盐酸羟胺反应温度过低，反应不完全，而若反应温度过高，易冲料，给操作带来不易；同时加入卤化物后反应温度过高易造成副产物的产生，影响反应收率及产品质量，而过低温度下反应不易进行。由此，采用上述混合温度可以促进反应的进行。
进一步地，上述卤化物的具体类型并不受特别限制，只要能实现上述效果即可，例如卤化物包括但不限于溴化锂、溴化铝、氯化锂和氯化铝中的至少之一，同时上述香兰素与盐酸羟胺和卤化物的摩尔比为1：(1～2)：(1～3)，优选1：(1.1～1.3)：(1.2～1.8)。
进一步地，上述使用的盐酸水溶液的质量浓度为5～37％。发明人发现，若盐酸浓度过低，酸解所需时间过长，再低酸解不能进行，而若盐酸浓度过高，反应剧烈，不易操作。优选盐酸水溶液的质量浓度8～15体积％。同时上述使用萃取剂的具体类型并不受特别限制，只要能实现上述功能即可，例如萃取剂包括但不限于乙酸乙酯和乙酸丁酯中的至少之一。另外，需要说明的是，本领域技术人员可以根据实际需要对蒸馏过程的具体操作进行选择，此处不再赘述。
本发明与现有技术相比，有以下至少之一显著优点：(1)本发明所选用香兰素为原料，原料廉价易得；(2)本发明反应条件温和，反应时间短，节约成本；(3)本发明采用“一锅法”，操作简单，副产物少，反应稳定；(4)本发明所得产品不需要进一步精制，能耗低，产率高，利于工业化生产。
下面详细描述本发明的实施例，需要说明的是下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。另外，如果没有明确说明，在下面的实施例中所采用的所有试剂均为市场上可以购得的，或者可以按照本文或已知的方法合成的，对于没有列出的反应条件，也均为本领域技术人员容易获得的。
实施例1
在装有机械搅拌的500ml三口烧瓶中，加入200ml N,N-二甲基甲酰胺(DMF)，然后加入60g香兰素，升温至110℃，分批加入盐酸羟胺32.8g，反应2h后，分批加入氯化铝65.7g，升温至130℃，继续反应4h，倒入0.4L 10体积％的盐酸水溶液中，再用乙酸乙酯萃取，最后蒸馏除去有机相，得固体48g，收率为90％，纯度为99.96％，其核磁氢谱图如图1所示。
实施例2
在装有机械搅拌的500ml三口烧瓶中，加入200ml N,N-二甲基甲酰胺(DMF)，然后加入60g香兰素，升温至90℃，分批加入盐酸羟胺32.8g，反应2h后，分批加入氯化铝65.7g，升温至110℃，继续反应4h，倒入0.4L 10体积％的盐酸水溶液中，用乙酸乙酯萃取，蒸馏除去有机相，得固体42g，收率为78.9％，纯度为99.99％，其核磁氢谱图如图2所示。
实施例3
在装有机械搅拌的500ml三口烧瓶中，加入200ml N,N-二甲基甲酰胺(DMF)，然后加入60g香兰素，升温至110℃，分批加入盐酸羟胺30.8g，反应2h后，分批加入氯化铝65.7g，升温至130℃，继续反应4h，倒入0.4L 10体积％的盐酸水溶液中，用乙酸乙酯萃取，蒸馏除去有机相，得固体40g，收率为75.2％，纯度为100％，其核磁氢谱图如图3所示。
实施例4
在装有机械搅拌的500ml三口烧瓶中，加入200ml N,N-二甲基甲酰胺(DMF)，然后加入60g香兰素，升温至110℃，分批加入盐酸羟胺32.8g，反应2h后，分批加入氯化铝55.7g，升温至130℃，继续反应4h，倒入0.4L 10体积％的盐酸水溶液中，用乙酸乙酯萃取，蒸馏除去有机相，得固体43g，收率为80.8％，纯度为99.96％，其核磁氢谱图如图4所示。
实施例5
在装有机械搅拌的500ml三口烧瓶中，加入200ml N,N-二甲基甲酰胺(DMF)，然后加入60g香兰素，升温至110℃，分批加入盐酸羟胺32.8g，反应2h后，分批加入氯化铝65.7g，升温至130℃，继续反应4h，倒入0.5L 8体积％的盐酸水溶液中，用乙酸乙酯萃取，蒸馏除去有机相，得固体38g，收率为71.4％，纯度为99.98％，其核磁氢谱图如图5所示。
实施例6
在装有机械搅拌的500ml三口烧瓶中，加入200ml N,N-二甲基甲酰胺(DMF)，然后加入60g香兰素，升温至110℃，分批加入盐酸羟胺32.8g，反应2h后，分批加入溴化锂42.6g，升温至130℃，继续反应4h，倒入0.5L 8体积％的盐酸水溶液中，用乙酸乙酯萃取，蒸馏除去有机相，得固体30g，收率为56.4％，纯度为99.97％，其核磁氢谱图如图6所示。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (9)
1.一种制备3,4-二羟基苯腈的方法，其特征在于，包括：将香兰素与盐酸羟胺和卤化物接触，以便得到3,4-二羟基苯腈。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，包括：以DMF为溶剂，将所述香兰素与所述盐酸羟胺混合，然后加入所述卤化物，得到含有3,4-二羟基苯腈的反应液，再将所述含有3,4-二羟基苯腈的反应液倒入盐酸水溶液中，用萃取剂进行萃取后蒸馏分离得到3,4-二羟基苯腈。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述香兰素与所述盐酸羟胺和所述卤化物的摩尔比为1：(1～2)：(1～3)，优选1：(1.1～1.3)：(1.2～1.8)。
4.根据权利要求1或2的方法，其特征在于，所述卤化物包括溴化锂、溴化铝、氯化锂和氯化铝中的至少之一。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，将所述香兰素与所述盐酸羟胺在60～150℃下混合0～4小时，优选在90～110℃下混合1～2小时。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在90～150℃下加入所述卤化物，优选在120～140℃下加入所述卤化物。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，加入所述卤化物后反应时间为1～8小时，优选3～5小时。
8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述盐酸水溶液的质量浓度为5～37％，优选质量浓度为8～15％。
9.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述萃取剂包括乙酸乙酯和乙酸丁酯中的至少之一。
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