CN114057588B - 一种8-氨基-2-萘酚的合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种8‑氨基‑2‑萘酚的合成方法，属于精细化工中间体技术领域。以2‑萘硼酸为原料，采用醋酸和浓硝酸进行硝化，得到8‑硝基‑2‑萘硼酸，经过铁粉或钯碳还原后，接着双氧水氧化得到8‑氨基‑2‑萘酚。该合成方法解决了硝化反应时选择性问题，硼酸基团通过氧化顺利再次转变为羟基，工艺条件相对比较温和，仅需在最后反应步骤进行重结晶即可得到高纯产品。
Description
技术领域
本发明涉及一种8-氨基-2-萘酚的合成方法，属于精细化工中间体技术领域。
背景技术
8-氨基-2-萘酚，8-Amino-2-naphthol，CAS：118-46-7，浅灰色至类白色固体，用作中性染料灰、棕、黑、卡其等偶合组分的中间体。
目前文献主要合成方法为，采用1-氨基-7-萘磺酸为原料，与烧碱碱熔，升温至280～300℃反应生成8-氨基-2-萘酚钠盐，加入稀酸酸化，得到8-氨基-2-萘酚析出；该方法中需要超高反应温度，对车间设备要求较高。
申请人拟采用8-硝基-2-甲氧基萘通过脱甲基方法得到8-硝基-2-萘酚，然后8-硝基-2-萘酚通过还原得到8-氨基-2-萘酚，经过检索文献，针对8-硝基-2-甲氧基萘：文献中采用2-甲氧基萘在负载有硅胶的硝酸铈铵发生硝化反应，生成两种硝化产物，1-硝基-2-甲氧基萘和8-硝基-2-甲氧基萘，收率分别为45％和38％，两种产物通过柱层析分离。不采用硅胶负载时，则生成四种硝化产物，分别为2-甲氧基-8-硝基萘(30％)、2-甲氧基-6-硝基萘(46％)、2-甲氧基-1-硝基萘(30％)和2-甲氧基4,8-二硝基萘(15％)。对上述实验进行重复时(采用乙酸/发烟硝酸体系)，发现主要产物为1-硝基-2-乙氧基萘，通过两次乙醇重结晶可以纯化得到1-硝基-2-乙氧基萘，收率69％，次要产物8-硝基-2-乙氧基萘进入母液中无法纯化。
因此，寻找更为合适的合成方法，提高硝化反应时主产物与副产物比例仍有较大改进空间。
发明内容
为了克服上述技术缺陷，本发明公开了一种8-氨基-2-萘酚的合成方法。经过多种硝化条件和试剂工艺优化，以2-萘硼酸为原料，发现采用该底物进行硝化时，主产物为8-硝基-2-萘硼酸，经过铁粉或钯碳还原后，接着双氧水氧化得到8-氨基-2-萘酚。该合成方法解决了硝化反应时选择性问题，硼酸基团通过氧化顺利再次转变为羟基，工艺条件相对比较温和，仅需在最后反应步骤进行重结晶即可得到高纯产品。
本发明所述一种8-氨基-2-萘酚的合成方法，采用反应方程式表示如下：
包括如下步骤：
第一步，硝化反应
2-萘硼酸与含有硝酸的混酸，控温-10℃至40℃反应，生成8-硝基-2-萘硼酸；
第二步，还原反应
8-硝基-2-萘硼酸采用铁粉在乙酸中反应；或在钯碳存在下，催化氢化反应，得到8-氨基-2-萘硼酸；
第三步，氧化反应
8-氨基-2-萘硼酸在乙酸溶剂中，与双氧水反应，重结晶后得到8-氨基-2-萘酚。
进一步地，在上述技术方案中，第一步硝酸为浓硝酸或发烟硝酸，混酸为乙酸和硝酸、浓硫酸和硝酸体系；其中浓硫酸和浓硝酸体系，异构体较多，最佳反应条件为乙酸和浓硝酸体系，采用不同硝化反应条件时，主要异构体为4-硝基-2-萘硼酸。
进一步地，在上述技术方案中，第二步采用铁粉还原时，溶剂为乙醇；采用钯碳还原时，反应溶剂为四氢呋喃或乙酸乙酯。采用甲醇或乙醇溶剂时，出现掉硼副产物，推测可能为硼酸与醇反应生成不稳定硼酸酯，加氢时发生脱硼现象。
进一步地，在上述技术方案中，第二步铁粉与8-硝基-2-萘硼酸摩尔比为2-4：1；钯碳选自5％或10％湿钯碳，加入量为8-硝基-2-萘硼酸重量的2-5％。
进一步地，在上述技术方案中，第三步双氧水浓度为20-30％；双氧水与8-氨基-2-萘硼酸摩尔比为1-2：1。
进一步地，在上述技术方案中，第三步采用异丙醇与环己烷重结晶进行纯化，产品纯度可达95-97％。
进一步地，在上述技术方案中，为了得到更高纯度产品，经过实验研究发现：还原反应时，8-氨基-2-萘硼酸粗品与新戊二醇生成8-氨基-2-萘硼酸新戊二醇酯，加入二氯甲烷溶解，加入甲苯溶剂析出8-氨基-2-萘硼酸新戊二醇酯。采用该方法可以去除异构体，得到纯度99.0％以上8-氨基-2-萘硼酸新戊二醇酯；接着双氧水氧化，正庚烷打浆即可得到高纯8-氨基-2-萘酚。
说明书附图
图1为实施例7中固体产品1HNMR谱图；
图2为实施例7中固体产品13CNMR谱图；
具体实施例
实施例1
在250mL三口瓶内，加入2-萘硼酸(17.2g,0.1mol)和80mL冰醋酸，控温-10℃至0℃滴加浓硝酸(0.11mol)，滴加完毕，保温搅拌1.5小时。TLC检测原料消失，体系有明显主斑点。将反应液倒入冰水中，过滤得到粗品。粗品加入乙酸乙酯溶解，水洗两次，饱和食盐水洗，旋蒸干燥后得到土黄色固体18.7g，收率86％。HPLC纯度为97.3％，其中主产物与异构体两者比例为91/9。主产物柱层析纯化得到样品：1H NMR(400MHz,CD3OD):8.79(s,1H),8.42(m,1H),8.21-8.28(m,2H),7.74(s,1H),7.33(s,1H)。
实施例2
实施例1同样反应条件下，将80mL冰醋酸采用50mL浓硫酸替代，反应结束处理后，收率88％，产品主产物与异构体比例为85/15。
实施例3
实施例1同样反应条件下，将浓硝酸采用发烟硝酸替代，反应结束处理后，收率91％，产品主产物与异构体比例为77/23。
实施例4
在配有机械搅拌500mL三口瓶内，加入实施例1中方法得到的8-硝基-2-萘硼酸(21.7g,0.1mol)、还原铁粉(0.32mol)和220mL乙醇，搅拌均匀升温至50-55℃。控制温度50-65℃滴加醋酸溶液(0.25mol)，滴加完毕升温至回流反应3小时，TLC检测原料消失，降温至50℃，硅藻土过滤，乙醇进行淋洗，滤液减压浓缩至干，加入120mL乙酸乙酯，0.5M稀盐酸洗，饱和食盐水洗，有机层减压浓缩，加入30mL甲醇完全溶清后，再加入180mL水溶液搅拌，过滤得到浅黄色固体16.6g，收率89％。
实施例5
磁力搅拌下，在500mL三口瓶内，加入实施例1中方法得到的8-硝基-2-萘硼酸(21.7g,0.1mol)、5％Pd/C和220mL无水乙醇，氢气置换三次后，冲入氢气至压力为0.3MPa，升温至40-45℃至不再吸氢为止。降温泄压，过滤掉催化剂，母液旋蒸至约45mL，搅拌下加入180mL水溶液搅拌，过滤得到浅黄色固体17.9g，收率96％。
实施例6
磁力搅拌下，在500mL三口反应瓶内，加入实施例5中得到的8-氨基-2-萘硼酸(18.7g,0.1mol)和110mL甲醇溶剂，接着加入催化量碘(1mmol)，搅拌下体系完全溶清，升温至30℃开始滴加25％双氧水溶液(0.13mol)，滴加过程中有明显放热，控制滴加过程中温度不超过40℃。滴加完毕，继续保温35-40℃搅拌1小时，TLC检测反应完毕。将至室温，加入乙酸乙酯150mL，饱和亚硫酸氢钠洗两次，饱和食盐水洗，有机层旋干，得到粗品14.6g，HPLC纯度90.2％。粗品加入异丙醇和环己烷(体积比1/5)重结晶，得到类白色固体8-氨基-2-萘酚12.2g，收率78％，HPLC纯度95.7％。
实施例7
将实施例5中得到的8-氨基-2-萘硼酸(11.2g,0.06mol)加入80mL乙酸乙酯和新戊二醇(0.066mol)，室温搅拌1小时，TLC检测反应完毕。加入饱和碳酸氢钠洗，饱和食盐水洗，有机层旋蒸得到8-氨基-2-萘硼酸新戊二醇酯(HPLC分析产物/异构体比例为90.1/9.9％)。加入22mL二氯甲烷加热至30-35℃搅拌下溶解，再加入甲苯140mL，待甲苯溶剂慢慢渗透析出固体，降温至0℃，过滤得到类白色固体12.4g，HPLC纯度99.3％。
磁力搅拌下，在500mL三口反应瓶内，加入上述8-氨基-2-萘硼酸新戊二醇酯(20.7g,0.081mol)和110mL甲醇溶剂，接着加入催化量碘(0.81mmol)，搅拌下体系完全溶清，升温至30℃开始滴加25％双氧水溶液(0.11mol)，滴加过程中有明显放热，控制滴加过程中温度不超过40℃。滴加完毕，继续保温35-40℃搅拌1小时，TLC检测反应完毕。将至室温，加入乙酸乙酯150mL，饱和亚硫酸氢钠洗两次，饱和食盐水洗，有机层旋干，异丙醇/环己烷(体积比1/5)重结晶得到类白色固体11.8g，收率91％，HPLC纯度99.2％。1H NMR(400MHz,DMSO-d6):9.40(s,1H),7.57(m,1H),7.23(s,1H),6.94-7.02(m,3H),6.59(m,1H),5.28(s,2H)；13C NMR(100MHz,DMSO-d6):154.3,143.5,129.7,129.1,124.9,123.6,118.3,116.3,108.2,104.7。
以上实施例描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明原理的范围下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进均落入本发明保护的范围内。
Claims (7)
1.一种8-氨基-2-萘酚的合成方法，其特征在于，包括如下操作：包括如下步骤：
第一步，硝化反应
2-萘硼酸与含有硝酸的混酸，控温-10℃至40℃反应，生成8-硝基-2-萘硼酸；
第二步，还原反应
8-硝基-2-萘硼酸采用铁粉在乙酸中反应；或在钯碳存在下，催化氢化反应，得到8-氨基-2-萘硼酸；
第三步，氧化反应
8-氨基-2-萘硼酸在乙酸溶剂中，与双氧水反应，重结晶后得到8-氨基-2-萘酚。
2.根据权利要求1所述8-氨基-2-萘酚的合成方法，其特征在于：第一步中，硝酸为浓硝酸或发烟硝酸，混酸为乙酸和硝酸、浓硫酸和硝酸体系。
3.根据权利要求1所述8-氨基-2-萘酚的合成方法，其特征在于：第二步中，采用铁粉还原时，反应溶剂为乙醇。
4.根据权利要求1所述8-氨基-2-萘酚的合成方法，其特征在于：第二步中，采用钯碳还原时，反应溶剂为四氢呋喃或乙酸乙酯。
5.根据权利要求1所述8-氨基-2-萘酚的合成方法，其特征在于：第二步中，铁粉与8-硝基-2-萘硼酸摩尔比为2-4：1；钯碳选自5％或10％湿钯碳，加入量为8-硝基-2-萘硼酸重量的2-5％。
6.根据权利要求1所述8-氨基-2-萘酚的合成方法，其特征在于：第三步中，双氧水浓度为20-30％；双氧水与8-氨基-2-萘硼酸摩尔比为1-2：1。
7.根据权利要求1所述8-氨基-2-萘酚的合成方法，其特征在于：第三步中，采用异丙醇与环己烷重结晶。
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