CN117800857A - 一种芳香氨基化合物的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于精细化工技术领域，具体涉及一种芳香氨基化合物的制备方法，步骤为：将芳香硝基化合物、还原剂、还原助剂、碱和和溶剂加入反应器中，在80～110℃下反应2～4h，得到反应产物；反应产物经后处理得到芳香氨基化合物；其中，所述还原剂为联硼酸频那醇酯，所述还原助剂为β‑环糊精。本发明的制备方法不仅能够将含氨基、羟基和酯基等敏感基团的芳香硝基化合物还原为芳香氨基化合物，同时还能有效保护敏感基团，得到了含敏感基团的芳香氨基化合物；解决了现有将含敏感基团的芳香硝基化合物还原为芳香氨基化合物时，敏感基团被破坏，反应副产物多，反应产物收率低、纯度低的技术难题。
Description
技术领域
本发明属于精细化工技术领域，具体涉及一种芳香氨基化合物的制备方法。
背景技术
芳香氨基化合物是合成酰胺、亚胺、偶氮类化合物、异氰酸酯和重氮盐等的重要中间体，被广泛的应用于药物合成、染料、杀虫剂、除草剂和聚胺酯生产等领域。目前有大量的研究可以实现芳香硝基化合物还原为芳香氨基化合物。现有芳香氨基化合物是通过将芳香硝基化合物还原制备而成，还原方法可以分为两类：(1)金属参与的还原，如Fe、Zn、Pd、Ni、Ru等；(2)无金属参与的还原含硼路易斯酸、氯硅烷等；其中，还原方法(1)存在产物中有金属残留或后处理复杂等问题；还原方法(2)存在无法兼容明敏感基团(如氨基、羟基、酯基等)的缺陷，比如(a)含酯基的芳香硝基化合物发生水解或酯交换副反应，(b)硝基还原产物复杂多样，以氧化偶氮苯类中间体为主，需进一步还原才能获得氨基产物，方法复杂、繁琐。
发明内容
针对现有技术中存在的问题和不足，本发明的目的旨在提供一种芳香氨基化合物的制备方法。
为实现发明目的，本发明采用的技术方案如下：
本发明提供了一种芳香氨基化合物的制备方法，包括以下步骤：将芳香硝基化合物、还原剂、还原助剂、碱和和溶剂加入反应器中，在80～110℃下反应2～4h，得到反应产物；反应产物经后处理得到芳香氨基化合物；其中，所述还原剂为联硼酸频那醇酯，所述还原助剂为β-环糊精。
根据上述的制备方法，优选地，所述联硼酸频那醇酯与芳香硝基化合物的摩尔比为(1～4)：1；所述β-环糊精与芳香硝基化合物的摩尔比为(0.5～2)：1。
根据上述的制备方法，优选地，所述碱为叔丁醇钾、甲醇钠、氢氧化钠、氢氧化钾中的至少一种。
根据上述的制备方法，优选地，所述碱与芳香硝基化合物的摩尔比为(1～3)：1。
根据上述的制备方法，优选地，所述溶剂为异丙醇、甲醇、乙醇中的至少一种。
根据上述的制备方法，优选地，所述溶剂与芳香硝基化合物的摩尔比为(50～150)：1。
根据上述的制备方法，优选地，所述芳香硝基化合物含有敏感基团，所述敏感基团为-NH2、-OH、-COOR中的至少一种。
根据上述的制备方法，优选地，-COOR中R为甲基、乙基、异丙基、正丁基中的任意一种。
根据上述的制备方法，优选地，所述芳香硝基化合物为4-硝基苯甲酸甲酯、4-硝基苯酚、4-硝基苯氨、4-硝基苯甲酸乙酯、4-硝基苯甲酸异丙酯、4-硝基苯甲酸正丁酯、4-硝基甲苯、4-硝基氯苯、3-硝基氯苯、3-硝基溴苯、4-硝基碘苯或4-硝基苯氰。
根据上述的制备方法，优选地，所述后处理的具体操作为：向反应产物中加入乙酸乙酯，混合均匀后过滤，得到第一滤液；去除所述第一滤液中的溶剂和乙酸乙酯，得到残留物，向所述残留物中加入甲醇，搅拌溶解后在-20～-15℃进行重结晶，然后进行过滤，得到第二滤液；将第二滤液减压浓缩后进行柱层析分离，即得芳香氨基化合物。
根据上述的制备方法，优选地，向所述残留物中加入甲醇时，所述甲醇用量：甲醇与硝基芳香化合物的摩尔比为(100～300)：1。
根据上述的制备方法，优选地，所述重结晶温度优选为-20℃。
根据上述的制备方法，优选地，所述柱层析采用的洗脱剂为石油醚与乙酸乙酯的混合物；所述所述洗脱剂中石油醚与乙酸乙酯的体积比为(10～50):1。
根据上述的制备方法，优选地，所述乙酸乙酯与芳香硝基化合物的摩尔比为(300～500)：1。
与现有技术相比，本发明取得的积极有益效果如下：
(1)本发明将芳香硝基化合物还原为芳香氨基化合物的过程中，利用β-环糊精为还原助剂，利用环糊精的空腔，提供反应空间达到限域效应，从而对敏感基团(如氨基、羟基和酯基等)起到保护作用，而且，敏感基团在环糊精空腔中可避免被环境中的其它组分破坏(氧化或水解)。因此，本发明的制备方法不仅能够将含氨基、羟基和酯基等敏感基团的芳香硝基化合物还原为芳香氨基化合物，同时还能有效保护敏感基团，得到了含敏感基团的芳香氨基化合物，而且芳香氨基化合物的产率最高达到了91％，纯度达到了99％；解决了现有将含敏感基团的芳香硝基化合物还原为芳香氨基化合物时，敏感基团被破坏，反应副产物多，反应产物收率低、纯度低的技术难题。
(2)本发明制备方法采用联硼酸频那醇酯作为还原剂，采用β-环糊精作为还原助剂，反应过程无金属参与，不会出现金属残留；而且，反应时间短，流程简单，易于实现工业化生产。
附图说明
图1为实施例2-1制备的4-氨基苯甲酸甲酯的核磁氢谱图；
图2为实施例2-1制备的4-氨基苯甲酸甲酯的核磁碳谱图；
图3为实施例6制备的4-氨基苯酚的核磁氢谱图；
图4为实施例6制备的4-氨基苯酚的核磁碳谱图；
图5为实施例7制备的4-氨基苯氨的核磁氢谱图；
图6为实施例7制备的4-氨基苯氨的核磁碳谱图；
图7为实施例8制备的4-氨基苯甲酸乙酯的核磁氢谱图；
图8为实施例8制备的4-氨基苯甲酸乙酯的核磁碳谱图；
图9为实施例9制备的4-氨基苯甲酸异丙酯的核磁氢谱图；
图10为实施例9制备的4-氨基苯甲酸异丙酯的核磁碳谱图；
图11为实施例10制备的4-氨基苯甲酸正丁酯的核磁氢谱图；
图12为实施例10制备的4-氨基苯甲酸正丁酯的核磁碳谱图；
图13为实施例11制备的4-甲基苯氨的核磁氢谱图；
图14为实施例11制备的4-甲基苯氨的核磁碳谱图；
图15为实施例12制备的4-氯苯氨的核磁氢谱图；
图16为实施例12制备的4-氯苯氨的核磁碳谱图；
图17为实施例13制备的3-氯苯氨的核磁氢谱图；
图18为实施例13制备的3-氯苯氨的核磁碳谱图；
图19为实施例14制备的3-溴苯氨的核磁氢谱图；
图20为实施例14制备的3-溴苯氨的核磁碳谱图；
图21为实施例15制备的4-碘苯氨的核磁氢谱图；
图22为实施例15制备的4-碘苯氨的核磁碳谱图；
图23为实施例16制备的4-氨基苯氰的核磁氢谱图；
图24为实施例16制备的4-氨基苯氰的核磁碳谱图。
具体实施方式
以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、部件和/或它们的组合。
下列实施例中未注明具体条件的实验方法，均采用本技术领域常规技术，或按照生产厂商所建议的条件；所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本发明的技术方案，以下将结合具体的实施例详细说明本发明的技术方案。
实施例1：β-环糊精用量筛选实验
为了研究β-环糊精用量对4-氨基苯甲酸甲酯产率、反应转化率的影响，本发明进行了实施例1-1～实施例1-3的研究。实施例1-1～实施例1-3的具体内容如下：
实施例1-1：
4-氨基苯甲酸甲酯的制备方法，步骤如下：
(1)将芳香硝基化合物、还原剂、还原助剂、碱和和溶剂加入反应器中，常压下在100℃下反应4h，得到反应产物；其中，所述芳香硝基化合物为4-硝基苯甲酸甲酯，所述还原剂为联硼酸频那醇酯，联硼酸频那醇酯与芳香硝基化合物的摩尔比为3:1；所述还原助剂为β-环糊精，β-环糊精与芳香硝基化合物的摩尔比为1:1；所述碱为叔丁醇钾，叔丁醇钾与芳香硝基化合物的摩尔比为1:1；所述溶剂为乙醇，乙醇与芳香硝基化合物的摩尔比为100:1。
由4-硝基苯甲酸甲酯制备4-氨基苯甲酸甲酯的化学反应式如下：
(2)向所述反应产物中加入乙酸乙酯，乙酸乙酯与芳香硝基化合物的摩尔比为400：1，混合均匀后过滤，得到第一滤液；去除所述第一滤液中的溶剂和乙酸乙酯，得到残留物，向所述残留物中加入甲醇，搅拌溶解后在-20℃进行重结晶，甲醇与4-硝基苯甲酸甲酯的摩尔比为300：1，然后进行过滤，得到第二滤液；将第二滤液减压浓缩后进行柱层析分离，即得芳香氨基化合物(4-氨基苯甲酸甲酯)。其中，柱层析采用的柱子为常压砂芯柱，洗脱剂为石油醚与乙酸乙酯按体积比50:1混合得到的混合物。
实施例1-2：
实施例1-2的内容与实施例1-1基本相同，其不同之处在于：β-环糊精与芳香硝基化合物的摩尔比为0.5:1。
实施例1-3：
实施例1-3的内容与实施例1-1基本相同，其不同之处在于：β-环糊精与芳香硝基化合物的摩尔比为0:1，即不添加β-环糊精。
对实施例1-1～实施例1-3反应转化率、制备的4-氨基苯甲酸甲酯产率(产率＝实际产物收率/理论产物收率)进行统计，其结果如表1所示。
表1β-环糊精用量对反应转化率、4-氨基苯甲酸甲酯产率的影响统计结果
由表1可知，β-环糊精与芳香硝基化合物的摩尔比为1:1，反应转化率最高，同时，4-氨基苯甲酸甲酯产率也达到了最高(59％)。因此，β-环糊精与芳香硝基化合物的摩尔比优选为1:1。
实施例2：溶剂种类筛选实验
为了研究溶剂种类对4-氨基苯甲酸甲酯产率、反应转化率的影响，本发明进行了实施例2-1～实施例2-3的研究。实施例2-1～实施例2-3的具体内容如下：
实施例2-1：
实施例2-1的内容与实施例1-1基本相同，其不同之处在于：步骤(1)中，所述溶剂为异丙醇，异丙醇与芳香硝基化合物的摩尔比为100:1。
实施例2-1制备的4-氨基苯甲酸甲酯的核磁氢谱图、碳谱图分别如图1、图2所示。由图1、图2可知，甲酸酯上的甲基等特征峰明显，其它氢符合产物特征，说明4-氨基苯甲酸甲酯合成成功。
实施例2-2：
实施例2-2的内容与实施例1-1基本相同，其不同之处在于：步骤(1)中，所述溶剂为1,4-二氧六环，1,4-二氧六环与芳香硝基化合物的摩尔比为100:1。
实施例2-3：
实施例2-3的内容与实施例1-1基本相同，其不同之处在于：步骤(1)中，所述溶剂为水，水与芳香硝基化合物的摩尔比为100:1。
对实施例2-1～实施例2-3反应转化率、制备的4-氨基苯甲酸甲酯产率(产率＝实际产物收率/理论产物收率)进行统计，其结果如表2所示。
表2溶剂种类反应转化率、4-氨基苯甲酸甲酯产率统计结果
由表2可知，采用异丙醇作为反应溶剂时，反应的转化率最高，且4-氨基苯甲酸甲酯产率也达到了最高(64％)，因此，反应溶剂优选为异丙醇。
实施例3：联硼酸频那醇酯用量筛选实验
为了研究联硼酸频那醇酯用量对4-氨基苯甲酸甲酯产率、反应转化率的影响，本发明进行了实施例3-1～实施例3-2的研究。实施例3-1～实施例3-2的具体内容如下：
实施例3-1：
实施例3-1的内容与实施例2-1基本相同，其不同之处在于：步骤(1)中，所述联硼酸频那醇酯与芳香硝基化合物的摩尔比为1:1。
实施例3-2：
实施例3-2的内容与实施例2-1基本相同，其不同之处在于：步骤(1)中，所述联硼酸频那醇酯与芳香硝基化合物的摩尔比为2:1。
对实施例3-1～实施例3-2反应转化率、制备的4-氨基苯甲酸甲酯产率(产率＝实际产物收率/理论产物收率)进行统计，其结果如表3所示。
表3溶剂种类反应转化率、4-氨基苯甲酸甲酯产率统计结果
由表3可知，随着联硼酸频那醇酯与芳香硝基化合物摩尔比的增大，反应转化率和4-氨基苯甲酸甲酯产率逐渐增大，当联硼酸频那醇酯与芳香硝基化合物的摩尔比为3:1时，4-氨基苯甲酸甲酯产率最高，可达64％。
实施例4：碱种类的筛选实验
为了研究碱种类对4-氨基苯甲酸甲酯产率、反应转化率的影响，本发明进行了实施例4-1～实施例4-5的研究。实施例4-1～实施例4-5的具体内容如下：
实施例4-1：
实施例4-1的内容与实施例2-1基本相同，其不同之处在于：步骤(1)中，所述碱为甲醇钠，甲醇钠与芳香硝基化合物的摩尔比为1:1。
实施例4-2：
实施例4-2的内容与实施例2-1基本相同，其不同之处在于：步骤(1)中，所述碱为氢氧化钾，氢氧化钾与芳香硝基化合物的摩尔比为1:1。
实施例4-3：
实施例4-3的内容与实施例2-1基本相同，其不同之处在于：步骤(1)中，所述碱为氢氧化钠，氢氧化钠与芳香硝基化合物的摩尔比为1:1。
实施例4-4：
实施例4-4的内容与实施例2-1基本相同，其不同之处在于：步骤(1)中，所述碱为碳酸钾，碳酸钾与芳香硝基化合物的摩尔比为1:1。
实施例4-5：
实施例4-5的内容与实施例2-1基本相同，其不同之处在于：步骤(1)中，所述碱为碳酸钠，碳酸钠与芳香硝基化合物的摩尔比为1:1。
对实施例4-1～实施例4-5反应转化率、制备的4-氨基苯甲酸甲酯产率(产率＝实际产物收率/理论产物收率)进行统计，其结果如表4所示。
表4溶剂种类反应转化率、4-氨基苯甲酸甲酯产率统计结果
由表4可知，碱种类对反应的转化率和4-氨基苯甲酸甲酯产率均有显著影响，当碱选用叔丁醇钾是，反应转化率达到最高(69％)，同时4-氨基苯甲酸甲酯产率达到最高(64％)。
实施例5：温度筛选实验
为了研究温度对4-氨基苯甲酸甲酯产率、反应转化率的影响，本发明进行了实施例5-1～实施例5-3的研究。实施例5-1～实施例5-3的具体内容如下：
实施例5-1：
实施例5-1的内容与实施例2-1基本相同，其不同之处在于：步骤(1)中，反应温度为40℃。
实施例5-2：
实施例5-2的内容与实施例2-1基本相同，其不同之处在于：步骤(1)中，反应温度为60℃。
实施例5-3：
实施例5-3的内容与实施例2-1基本相同，其不同之处在于：步骤(1)中，反应温度为80℃。
对实施例5-1～实施例5-3反应转化率、制备的4-氨基苯甲酸甲酯产率(产率＝实际产物收率/理论产物收率)进行统计，其结果如表5所示。
表5溶剂种类反应转化率、4-氨基苯甲酸甲酯产率统计结果
由表5可知，升高反应温度有利于反应的进行，当温度为100℃时，反应转化率最高，4-氨基苯甲酸甲酯产率达到最高(64％)。因此，反应温度优选为100℃。
实施例6：
4-氨基苯酚的制备方法，步骤如下：
(1)将4-硝基苯酚(1mmol)、还原剂、还原助剂、碱和和溶剂加入反应器中，常压下在100℃下反应4h，得到反应产物；其中，所述还原剂为联硼酸频那醇酯，联硼酸频那醇酯与4-硝基苯酚的摩尔比为3:1；所述还原助剂为β-环糊精，β-环糊精与4-硝基苯酚的摩尔比为1:1；所述碱为叔丁醇钾，叔丁醇钾与4-硝基苯酚的摩尔比为1.2:1；所述溶剂为异丙醇，异丙醇与4-硝基苯酚的摩尔比为100:1。
由4-硝基苯酚制备4-氨基苯酚的化学反应式如下：
(2)向所述反应产物中加入乙酸乙酯，乙酸乙酯与4-硝基苯酚的摩尔比为400：1，混合均匀后过滤，得到第一滤液；去除所述第一滤液中的溶剂和乙酸乙酯，得到残留物，向所述残留物中加入甲醇(甲醇与4-硝基苯酚的摩尔比为300：1)，搅拌溶解后在-20℃进行重结晶，，然后进行过滤，得到第二滤液；将第二滤液减压浓缩后进行柱层析分离，即得4-氨基苯酚。其中，柱层析采用的柱子为常压砂芯柱，洗脱剂为石油醚与乙酸乙酯按体积比10:1混合得到的混合物。
本实施例制备的4-氨基苯酚的核磁氢谱图、碳谱图分别如图3、图4所示。
由图3、图4可知，4-氨基苯酚上的氨基等特征峰明显，其他氢符合产物特征，表明4-氨基苯酚合成成功。
实施例7：
4-氨基苯氨的制备方法，步骤如下：
(1)将4-硝基苯氨(1mmol)、还原剂、还原助剂、碱和和溶剂加入反应器中，常压下在100℃下反应3h，得到反应产物；其中，所述还原剂为联硼酸频那醇酯，联硼酸频那醇酯与4-硝基苯氨的摩尔比为3:1；所述还原助剂为β-环糊精，β-环糊精与4-硝基苯氨的摩尔比为1:1；所述碱为叔丁醇钾，叔丁醇钾与4-硝基苯氨的摩尔比为1.2:1；所述溶剂为异丙醇，异丙醇与4-硝基苯氨的摩尔比为100:1。
由4-硝基苯氨制备4-氨基苯氨的化学反应式如下：
(2)向所述反应产物中加入乙酸乙酯，乙酸乙酯与4-硝基苯氨的摩尔比为400：1，混合均匀后过滤，得到第一滤液；去除所述第一滤液中的溶剂和乙酸乙酯，得到残留物，向所述残留物中加入甲醇后在-20℃进行重结晶，甲醇与4-硝基苯氨的摩尔比为300：1，然后进行过滤，得到第二滤液；将第二滤液减压浓缩后进行柱层析分离，即得4-氨基苯氨。其中，柱层析采用的柱子为常压砂芯柱，洗脱剂为石油醚与乙酸乙酯按体积比10:1混合得到的混合物。
本实施例制备的4-氨基苯氨的核磁氢谱图、碳谱图分别如图5、图6所示。
由图5、图6可知，4-氨基苯氨上的氨基等特征峰明显，其他氢符合产物特征，表明4-氨基苯氨合成成功。
实施例8：
4-氨基苯甲酸乙酯的制备方法，步骤如下：
(1)将4-硝基苯甲酸乙酯(1mmol)、还原剂、还原助剂、碱和和溶剂加入反应器中，常压下在100℃下反应4h，得到反应产物；其中，所述还原剂为联硼酸频那醇酯，联硼酸频那醇酯与4-硝基苯甲酸乙酯的摩尔比为3:1；所述还原助剂为β-环糊精，β-环糊精与4-硝基苯甲酸乙酯的摩尔比为1:1；所述碱为叔丁醇钾，叔丁醇钾与4-硝基苯甲酸乙酯的摩尔比为1.2:1；所述溶剂为异丙醇，异丙醇与4-硝基苯甲酸乙酯的摩尔比为100:1。
由4-硝基苯甲酸乙酯制备4-氨基苯甲酸乙酯的化学反应式如下：
(2)向所述反应产物中加入乙酸乙酯，乙酸乙酯与4-硝基苯甲酸乙酯的摩尔比为400：1，混合均匀后过滤，得到第一滤液；去除所述第一滤液中的溶剂和乙酸乙酯，得到残留物，向所述残留物中加入甲醇，搅拌溶解后在-20℃进行重结晶，甲醇与4-硝基苯甲酸乙酯的摩尔比为300：1，然后进行过滤，得到第二滤液；将第二滤液减压浓缩后进行柱层析分离，即得4-氨基苯甲酸乙酯。其中，柱层析采用的柱子为常压砂芯柱，洗脱剂为石油醚与乙酸乙酯按体积比50:1混合得到的混合物。
本实施例制备的4-氨基苯甲酸乙酯的核磁氢谱图、碳谱图分别如图7、图8所示。
由图7、图8可知，4-氨基苯甲酸乙酯上的氨基等特征峰明显，其他氢符合产物特征，确认4-氨基苯甲酸乙酯合成成功。
实施例9：
4-氨基苯甲酸异丙酯的制备方法，步骤如下：
(1)将4-硝基苯甲酸异丙酯(1mmol)、还原剂、还原助剂、碱和和溶剂加入反应器中，常压下在100℃下反应4h，得到反应产物；其中，所述还原剂为联硼酸频那醇酯，联硼酸频那醇酯与4-硝基苯甲酸异丙酯的摩尔比为3:1；所述还原助剂为β-环糊精，β-环糊精与4-硝基苯甲酸异丙酯的摩尔比为1:1；所述碱为叔丁醇钾，叔丁醇钾与4-硝基苯甲酸异丙酯的摩尔比为1.2:1；所述溶剂为异丙醇，异丙醇与4-硝基苯甲酸异丙酯的摩尔比为100:1。
由4-硝基苯甲酸异丙酯制备4-氨基苯甲酸异丙酯的化学反应式如下：
(2)向所述反应产物中加入乙酸乙酯，乙酸乙酯与4-硝基苯甲酸异丙酯的摩尔比为400：1，混合均匀后过滤，得到第一滤液；去除所述第一滤液中的溶剂和乙酸乙酯，得到残留物，向所述残留物中加入甲醇，搅拌溶解后在-20℃进行重结晶，甲醇与4-硝基苯甲酸异丙酯的摩尔比为300：1，然后进行过滤，得到第二滤液；将第二滤液减压浓缩后进行柱层析分离，即得4-氨基苯甲酸异丙酯。其中，柱层析采用的柱子为常压砂芯柱，洗脱剂为石油醚与乙酸乙酯按体积比50:1混合得到的混合物。
本实施例制备的4-氨基苯甲酸异丙酯的核磁氢谱图、碳谱图分别如图9、图10所示。
由图9、图10可知，4-氨基苯甲酸异丙酯上的氨基等特征峰明显，其他氢符合产物特征，表明4-氨基苯甲酸异丙酯合成成功。
实施例10：
4-氨基苯甲酸正丁酯的制备方法，步骤如下：
(1)将4-硝基苯甲酸正丁酯(1mmol)、还原剂、还原助剂、碱和和溶剂加入反应器中，常压下在100℃下反应4h，得到反应产物；其中，所述还原剂为联硼酸频那醇酯，联硼酸频那醇酯与4-硝基苯甲酸正丁酯的摩尔比为3:1；所述还原助剂为β-环糊精，β-环糊精与4-硝基苯甲酸正丁酯的摩尔比为1:1；所述碱为叔丁醇钾，叔丁醇钾与4-硝基苯甲酸正丁酯的摩尔比为1.2:1；所述溶剂为异丙醇，异丙醇与4-硝基苯甲酸正丁酯的摩尔比为100:1。
由4-硝基苯甲酸正丁酯制备4-氨基苯甲酸正丁酯的化学反应式如下：
(2)向所述反应产物中加入乙酸乙酯，乙酸乙酯与4-硝基苯甲酸正丁酯的摩尔比为400：1，混合均匀后过滤，得到第一滤液；去除所述第一滤液中的溶剂和乙酸乙酯，得到残留物，向所述残留物中加入甲醇，搅拌溶解后在-20℃进行重结晶，甲醇与4-硝基苯甲酸正丁酯的摩尔比为300：1，然后进行过滤，得到第二滤液；将第二滤液减压浓缩后进行柱层析分离，即得4-氨基苯甲酸正丁酯。其中，柱层析采用的柱子为常压砂芯柱，洗脱剂为石油醚与乙酸乙酯按体积比50:1混合得到的混合物。
本实施例制备的4-氨基苯甲酸正丁酯的核磁氢谱图、碳谱图分别如图11、图12所示。
由图11、图12可知，4-氨基苯甲酸正丁酯上的氨基等特征峰明显，其他氢符合产物特征，确认4-氨基苯甲酸正丁酯合成成功。
实施例11：
4-甲基苯氨的制备方法，步骤如下：
(1)将4-硝基甲苯(1mmol)、还原剂、还原助剂、碱和和溶剂加入反应器中，常压下在100℃下反应3h，得到反应产物；其中，所述还原剂为联硼酸频那醇酯，联硼酸频那醇酯与4-硝基甲苯的摩尔比为3:1；所述还原助剂为β-环糊精，β-环糊精与4-硝基甲苯的摩尔比为1:1；所述碱为叔丁醇钾，叔丁醇钾与4-硝基甲苯的摩尔比为1.2:1；所述溶剂为异丙醇，异丙醇与4-硝基甲苯的摩尔比为100:1。
由4-硝基甲苯制备4-甲基苯氨的化学反应式如下：
(2)向所述反应产物中加入乙酸乙酯，乙酸乙酯与4-硝基甲苯的摩尔比为400：1，混合均匀后过滤，得到第一滤液；去除所述第一滤液中的溶剂和乙酸乙酯，得到残留物，向所述残留物中加入甲醇后在-20℃进行重结晶，甲醇与4-硝基甲苯的摩尔比为300：1，然后进行过滤，得到第二滤液；将第二滤液减压浓缩后进行柱层析分离，即得4-甲基苯氨。其中，柱层析采用的柱子为常压砂芯柱，洗脱剂为石油醚与乙酸乙酯按体积比50:1混合得到的混合物。
本实施例制备的4-甲基苯氨的核磁氢谱图、碳谱图分别如图13、图14所示。
由图13、图14可知，4-甲基苯氨上的氨基等特征峰明显，其他氢符合产物特征，表明4-甲基苯氨合成成功。
实施例12：
4-氯苯氨的制备方法，步骤如下：
(1)将4-硝基氯苯(1mmol)、还原剂、还原助剂、碱和和溶剂加入反应器中，常压下在100℃下反应3h，得到反应产物；其中，所述还原剂为联硼酸频那醇酯，联硼酸频那醇酯与4-硝基氯苯的摩尔比为3:1；所述还原助剂为β-环糊精，β-环糊精与4-硝基氯苯的摩尔比为1:1；所述碱为叔丁醇钾，叔丁醇钾与4-硝基氯苯的摩尔比为1.2:1；所述溶剂为异丙醇，异丙醇与4-硝基氯苯的摩尔比为100:1。
由4-硝基氯苯制备4-氯苯氨的化学反应式如下：
(2)向所述反应产物中加入乙酸乙酯，乙酸乙酯与4-硝基氯苯的摩尔比为400：1，混合均匀后过滤，得到第一滤液；去除所述第一滤液中的溶剂和乙酸乙酯，得到残留物，向所述残留物中加入甲醇，搅拌溶解后在-20℃进行重结晶，甲醇与4-硝基氯苯的摩尔比为300：1，然后进行过滤，得到第二滤液；将第二滤液减压浓缩后进行柱层析分离，即得4-氯苯氨。其中，柱层析采用的柱子为常压砂芯柱，洗脱剂为石油醚与乙酸乙酯按体积比50:1混合得到的混合物。
本实施例制备的4-氯苯氨的核磁氢谱图、碳谱图分别如图15、图16所示。
由图15、图16可知，4-氯苯氨上的氨基等特征峰明显，其他氢符合产物特征，确认4-氯苯氨合成成功。
实施例13：
3-氯苯氨的制备方法，步骤如下：
(1)将3-硝基氯苯(1mmol)、还原剂、还原助剂、碱和和溶剂加入反应器中，常压下在100℃下反应4h，得到反应产物；其中，所述还原剂为联硼酸频那醇酯，联硼酸频那醇酯与3-硝基氯苯的摩尔比为3:1；所述还原助剂为β-环糊精，β-环糊精与3-硝基氯苯的摩尔比为1:1；所述碱为叔丁醇钾，叔丁醇钾与3-硝基氯苯的摩尔比为1.2:1；所述溶剂为异丙醇，异丙醇与3-硝基氯苯的摩尔比为100:1。
由3-硝基氯苯制备3-氯苯氨的化学反应式如下：
(2)向所述反应产物中加入乙酸乙酯，乙酸乙酯与3-硝基氯苯的摩尔比为400：1，混合均匀后过滤，得到第一滤液；去除所述第一滤液中的溶剂和乙酸乙酯，得到残留物，向所述残留物中加入甲醇，搅拌溶解后在-20℃进行重结晶，甲醇与3-硝基氯苯的摩尔比为300：1，然后进行过滤，得到第二滤液；将第二滤液减压浓缩后进行柱层析分离，即得3-氯苯氨。其中，柱层析采用的柱子为常压砂芯柱，洗脱剂为石油醚与乙酸乙酯按体积比50:1混合得到的混合物。
本实施例制备的3-氯苯氨的核磁氢谱图、碳谱图分别如图17、图18所示。
由图17、图18可知，3-氯苯氨上的氨基等特征峰明显，其他氢符合产物特征，确认3-氯苯氨合成成功。
实施例14：
3-溴苯氨的制备方法，步骤如下：
(1)将3-硝基溴苯(1mmol)、还原剂、还原助剂、碱和和溶剂加入反应器中，常压下在100℃下反应4h，得到反应产物；其中，所述还原剂为联硼酸频那醇酯，联硼酸频那醇酯与3-硝基溴苯的摩尔比为3:1；所述还原助剂为β-环糊精，β-环糊精与3-硝基溴苯的摩尔比为1:1；所述碱为叔丁醇钾，叔丁醇钾与3-硝基溴苯的摩尔比为1.2:1；所述溶剂为异丙醇，异丙醇与3-硝基溴苯的摩尔比为100:1。
由3-硝基溴苯制备3-溴苯氨的化学反应式如下：
(2)向所述反应产物中加入乙酸乙酯，乙酸乙酯与3-硝基溴苯的摩尔比为400：1，混合均匀后过滤，得到第一滤液；去除所述第一滤液中的溶剂和乙酸乙酯，得到残留物，向所述残留物中加入甲醇，搅拌溶解后在-20℃进行重结晶，甲醇与3-硝基溴苯的摩尔比为300：1，然后进行过滤，得到第二滤液；将第二滤液减压浓缩后进行柱层析分离，即得3-溴苯氨。其中，柱层析采用的柱子为常压砂芯柱，洗脱剂为石油醚与乙酸乙酯按体积比50:1混合得到的混合物。
本实施例制备的3-溴苯氨的核磁氢谱图、碳谱图分别如图19、图20所示。
由图19、图20可知，3-溴苯氨上的氨基等特征峰明显，其他氢符合产物特征，表明3-溴苯氨合成成功。
实施例15：
4-碘苯氨的制备方法，步骤如下：
(1)将4-硝基碘苯(1mmol)、还原剂、还原助剂、碱和和溶剂加入反应器中，常压下在100℃下反应3h，得到反应产物；其中，所述还原剂为联硼酸频那醇酯，联硼酸频那醇酯与4-硝基碘苯的摩尔比为3:1；所述还原助剂为β-环糊精，β-环糊精与4-硝基碘苯的摩尔比为1:1；所述碱为叔丁醇钾，叔丁醇钾与4-硝基碘苯的摩尔比为1.2:1；所述溶剂为异丙醇，异丙醇与4-硝基碘苯的摩尔比为100:1。
由4-硝基碘苯制备4-碘苯氨的化学反应式如下：
(2)向所述反应产物中加入乙酸乙酯，乙酸乙酯与4-硝基碘苯的摩尔比为400：1，混合均匀后过滤，得到第一滤液；去除所述第一滤液中的溶剂和乙酸乙酯，得到残留物，向所述残留物中加入甲醇，搅拌溶解后在-20℃进行重结晶，甲醇与4-硝基碘苯的摩尔比为300：1，然后进行过滤，得到第二滤液；将第二滤液减压浓缩后进行柱层析分离，即得4-碘苯氨。其中，柱层析采用的柱子为常压砂芯柱，洗脱剂为石油醚与乙酸乙酯按体积比50:1混合得到的混合物。
本实施例制备的4-碘苯氨的核磁氢谱图、碳谱图分别如图21、图22所示。
由图21、图22可知，4-碘苯氨上的氨基等特征峰明显，其他氢符合产物特征，确认4-碘苯氨合成成功。
实施例16：
4-氨基苯氰的制备方法，步骤如下：
(1)将4-硝基苯氰(1mmol)、还原剂、还原助剂、碱和和溶剂加入反应器中，常压下在100℃下反应3h，得到反应产物；其中，所述还原剂为联硼酸频那醇酯，联硼酸频那醇酯与4-硝基苯氰的摩尔比为3:1；所述还原助剂为β-环糊精，β-环糊精与4-硝基苯氰的摩尔比为1:1；所述碱为叔丁醇钾，叔丁醇钾与4-硝基苯氰的摩尔比为1.2:1；所述溶剂为异丙醇，异丙醇与4-硝基苯氰的摩尔比为100:1。
由4-硝基苯氰制备4-氨基苯氰的化学反应式如下：
(2)向所述反应产物中加入乙酸乙酯，乙酸乙酯与4-硝基苯氰的摩尔比为400：1，混合均匀后过滤，得到第一滤液；去除所述第一滤液中的溶剂和乙酸乙酯，得到残留物，向所述残留物中加入甲醇，搅拌溶解后在-20℃进行重结晶，甲醇与4-硝基苯氰的摩尔比为300：1，然后进行过滤，得到第二滤液；将第二滤液减压浓缩后进行柱层析分离，即得4-氨基苯氰。其中，柱层析采用的柱子为常压砂芯柱，洗脱剂为石油醚与乙酸乙酯按体积比10:1混合得到的混合物。
本实施例制备的4-氨基苯氰的核磁氢谱图、碳谱图分别如图23、图24所示。
由图23、图24可知，4-氨基苯氰上的氨基等特征峰明显，其他氢符合产物特征，确认4-氨基苯氰合成成功。
对实施例6-实施例16不同反应制备的芳香氨基化合物的产率进行统计，其结果如表6所示。
表6实施例6-实施例16不同反应制备的芳香氨基化合物的产率
| 实施例 | 产物名称 | 产率 |
| 实施例6 | 4-氨基苯酚 | 84％ |
| 实施例7 | 4-氨基苯氨 | 86％ |
| 实施例8 | 4-氨基苯甲酸乙酯 | 61％ |
| 实施例9 | 4-氨基苯甲酸异丙酯 | 54％ |
| 实施例10 | 4-氨基苯甲酸正丁酯 | 91％ |
| 实施例11 | 4-甲基苯氨 | 75％ |
| 实施例12 | 4-氯苯氨 | 85％ |
| 实施例13 | 3-氯苯氨 | 78％ |
| 实施例14 | 3-溴苯氨 | 68％ |
| 实施例15 | 4-碘苯氨 | 86％ |
| 实施例16 | 4-氨基苯氰 | 72％ |
由表6可知，采用不同的芳香硝基化合物作为原料，按照本发明的制备方法均能制备得到芳香氨基化合物，芳香氨基化合物的产率较高，能够达到54％～91％，而且，反应过程无金属参与，不会出现金属残留。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，但不仅限于上述实例，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种芳香氨基化合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将芳香硝基化合物、还原剂、还原助剂、碱和和溶剂加入反应器中，在80～110℃下反应2～4h，得到反应产物；反应产物经后处理得到芳香氨基化合物；其中，所述还原剂为联硼酸频那醇酯，所述还原助剂为β-环糊精。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述联硼酸频那醇酯与芳香硝基化合物的摩尔比为（1～4）：1；所述β-环糊精与芳香硝基化合物的摩尔比为（0.5～2）：1。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述碱为叔丁醇钾、甲醇钠、氢氧化钠、氢氧化钾中的至少一种。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述碱与芳香硝基化合物的摩尔比为（1～3）：1。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述溶剂为异丙醇、甲醇、乙醇中的至少一种。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述溶剂与芳香硝基化合物的摩尔比为（50～150）：1。
7.根据权利要求1-6任一所述的制备方法，其特征在于，所述芳香硝基化合物含有敏感基团，所述敏感基团为-NH2、-OH、-COOR中的至少一种。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，-COOR中R为甲基、乙基、异丙基、正丁基中的任意一种。
9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述后处理的具体操作为：向反应产物中加入乙酸乙酯，混合均匀后过滤，得到第一滤液；去除所述第一滤液中的溶剂和乙酸乙酯，得到残留物，向所述残留物中加入甲醇，搅拌溶解后在-20～-15℃进行重结晶，然后进行过滤，得到第二滤液；将第二滤液减压浓缩后进行柱层析分离，即得芳香氨基化合物。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述柱层析采用的洗脱剂为石油醚与乙酸乙酯的混合物；所述洗脱剂中石油醚与乙酸乙酯的体积比为（10～50）:1。
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