RU2794896C1 - Method for obtaining 5-nitrovanillin - Google Patents

Method for obtaining 5-nitrovanillin Download PDF

Info

Publication number
RU2794896C1
RU2794896C1 RU2022118817A RU2022118817A RU2794896C1 RU 2794896 C1 RU2794896 C1 RU 2794896C1 RU 2022118817 A RU2022118817 A RU 2022118817A RU 2022118817 A RU2022118817 A RU 2022118817A RU 2794896 C1 RU2794896 C1 RU 2794896C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
nitrovanillin
vanillin
synthesis
nitrovaniline
nitration
Prior art date
Application number
RU2022118817A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Германович Хабаров
Илья Иванович Пиковской
Вячеслав Александрович Вешняков
Дмитрий Сергеевич Косяков
Original Assignee
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северный (Арктический) федеральный университет имени М. В. Ломоносова"
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северный (Арктический) федеральный университет имени М. В. Ломоносова" filed Critical Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северный (Арктический) федеральный университет имени М. В. Ломоносова"
Application granted granted Critical
Publication of RU2794896C1 publication Critical patent/RU2794896C1/en

Links

Abstract

FIELD: organic chemistry.
SUBSTANCE: method for producing 5-nitrovanillin. The method consists in the interaction of vanillin with acetyl nitrate and is characterized by the fact that it is carried out without the use of chlorine-containing solvents. Vanillin is dissolved in an organic solvent - ethanol, acetyl nitrate obtained from concentrated nitric acid and acetic anhydride is added, the reaction mixture is kept for 30 minutes. After that, 5-nitrovanillin is precipitated with water, separated by vacuum filtration, washed with water and dried without heating to constant weight.
EFFECT: proposed method makes it possible to obtain high-purity 5-nitrovanillin with a high yield and a short duration of synthesis, as well as without the release of toxic nitrogen oxides.
1 cl, 1 tbl, 5 ex

Description

Изобретение относится к органической химии и касается способов получения 5-нитрованилина.The invention relates to organic chemistry and relates to methods for producing 5-nitrovanillin.

5-Нитрованилин является одним из 3-х возможных продуктов мононитрования ванилина. Он является коммерческим продуктом органического синтеза и находит различные применения:5-Nitrovanilin is one of the 3 possible mononitration products of vanillin. It is a commercial product of organic synthesis and has various uses:

Известно использование 5-нитрованилина в качестве калибровочного вещества в системах определения следовых количеств взрывчатых и наркотических веществ. Калибрование спектрометра частично зависит от стабильности калибровочного химического вещества, которое периодически вводят вместе с образцом газа в область ионизации спектрометра. Калибровочное химическое вещество дает сигнал, и при этом известно отношение времени пролета калибровочного химического вещества ко времени пролета целевого химического вещества, что можно использовать для калибрования времени пролета ожидаемого целевого химического вещества [1].It is known to use 5-nitrovanillin as a calibration substance in systems for determining trace amounts of explosives and narcotic substances. The calibration of the spectrometer depends in part on the stability of the calibration chemical, which is periodically introduced along with the gas sample into the ionization region of the spectrometer. The calibration chemical produces a signal and the ratio of the time of flight of the calibration chemical to the time of flight of the target chemical is known, which can be used to calibrate the time of flight of the expected target chemical [1].

Коммерчески доступный 5-нитрованилин успешно использован при энантиоселективном синтезе противоопухолевого антибиотика (+) - FR900482 [2].Commercially available 5-nitrovanillin has been successfully used in the enantioselective synthesis of the antitumor antibiotic (+) FR900482 [2].

5-нитрованилин входит в состав красящей композиции, предназначенной для окрашивания кератиновых волокон и в том числе волос человека [3].5-nitrovanillin is a part of a coloring composition intended for dyeing keratin fibers, including human hair [3].

5-нитрованилин используется при синтезе катехиновых производных для применения в фармацевтической промышленности [4].5-nitrovanillin is used in the synthesis of catechin derivatives for use in the pharmaceutical industry [4].

5-нитрованилин используется при синтезе маркеров биологических молекул [5].5-nitrovanillin is used in the synthesis of markers of biological molecules [5].

Известен метод получения 5-нитрованилина, в соответствии с которым 10 г ванилина растворяют в 30 мл уксусной кислоты и затем медленно добавляют при перемешивании раствор, приготовленный из 3 мл дымящей азотной кислоты в 20 мл уксусной кислоты. Смесь переносят в воду, продукт отфильтровывают и перекристаллизуют из уксусной кислоты [6]. Недостатком метода является использование дымящей азотной кислоты, что создает экологические проблемы, для получения чистого продукта требуется перекристаллизация.A known method for obtaining 5-nitrovanillin, according to which 10 g of vanillin is dissolved in 30 ml of acetic acid and then slowly added with stirring, a solution prepared from 3 ml of fuming nitric acid in 20 ml of acetic acid. The mixture is transferred into water, the product is filtered off and recrystallized from acetic acid [6]. The disadvantage of the method is the use of fuming nitric acid, which creates environmental problems; recrystallization is required to obtain a pure product.

Известен метод нитрования ванилина, в соответствии с которым 1 ммоль ванилина растворяют в 3 мл ледяной уксусной кислоты и обрабатывают 1 ммоль Y(NO3)3∙6H2O при комнатной температуре в течение 10 мин. После завершения реакции к реакционной смеси добавляют ледяную воду (30 мл) и оставляют на 15 мин. Твердое вещество выделяют фильтрацией и промывают водой. Выход 5-нитрованилина 87 % [7]. Недостатком метода является использование нитрата редкоземельного элемента - иттрия, который после проведения реакции необходимо регенерировать.A method of nitration of vanillin is known, according to which 1 mmol of vanillin is dissolved in 3 ml of glacial acetic acid and treated with 1 mmol of Y(NO 3 ) 3 ∙6H 2 O at room temperature for 10 minutes. After completion of the reaction, ice water (30 ml) was added to the reaction mixture and left for 15 minutes. The solid is isolated by filtration and washed with water. The yield of 5-nitrovaniline is 87% [7]. The disadvantage of the method is the use of rare earth element yttrium nitrate, which must be regenerated after the reaction.

Известен метод нитрования фенолов в соответствии с которым субстрат (1 ммоль) и 1 г нитрата меди (1,35 ммоль), нанесенный на цеолит, тщательно перемешивают в ступке. Реакционную смесь нагревают на масляной бане при температуре 70…80 °С в течение различных интервалов. Реакция сопровождается выделением оксидов азота. Смесь продуктов нитрования выделяют экстрагированием хлороформом. Кроме нагревания на масляной водяной бане было использовано нагревание в микроволновой печи при 900 Вт. Выход 5-нитрованилина при нитровании ванилина с нагреванием на масляной бане в течение 30 мин составил 81 %, а при использовании микроволнового излучения в течение 45 мин составил 87 % [8]. Недостатком метода является выделение токсичных оксидов азота.A known method of nitration of phenols, according to which the substrate (1 mmol) and 1 g of copper nitrate (1.35 mmol) deposited on the zeolite, thoroughly mixed in a mortar. The reaction mixture is heated in an oil bath at a temperature of 70...80 °C for various intervals. The reaction is accompanied by the release of nitrogen oxides. A mixture of nitration products is isolated by extraction with chloroform. In addition to heating in an oil water bath, heating in a microwave oven at 900 W was used. The yield of 5-nitrovaniline during the nitration of vanillin with heating in an oil bath for 30 min was 81%, and when using microwave radiation for 45 min it was 87% [8]. The disadvantage of the method is the release of toxic nitrogen oxides.

Известен способ нитрования ванилина в ацетоне нитратом никеля(II) с использованием в качестве катализатора пара-толуолсульфоновой кислоты, при этом образуется 5-нитрованилин. Продолжительность реакции 70 мин. Выход 5-нитрованилина 71 % [9]. Недостатком метода является большая продолжительность синтеза.A known method of nitration of vanillin in acetone with nickel(II) nitrate using para -toluenesulfonic acid as a catalyst, 5-nitrovanillin is formed. Reaction time 70 min. The yield of 5-nitrovaniline is 71% [9]. The disadvantage of this method is the long duration of the synthesis.

Известен способ получения 5-нитрованилина с помощью нитрования ванилина диоксидом азота в присутствии катализатора. В качестве растворителя используют метиленхлорид, хлороформ, четыреххлористый углерод, 1,1-дихлорэтан или 1,2-дихлорэтан, катализатором является цеолит HZSM-5, цеолит HY, цеолит SAP0. Массовое соотношение ванилин: катализатор 1:(0,1…0,5). Массовое соотношение ванилина и диоксида азота составляет 1:(0,3…0,6). Реакцию проводят в течение 1…24 ч при 0…50 °С. Извлеченный из катализатора продукт реакции отфильтровывают, промывают несколько раз водой. Выход 5-нитрованилина составляет 71…78 % [10]. Недостатками способа синтеза 5-нитрованилина являются гетерогенный характер реакции и большая продолжительность реакции.A known method of obtaining 5-nitrovanillin by nitration of vanillin with nitrogen dioxide in the presence of a catalyst. Methylene chloride, chloroform, carbon tetrachloride, 1,1-dichloroethane or 1,2-dichloroethane are used as a solvent, the catalyst is zeolite HZSM-5, zeolite HY, zeolite SAP0. Mass ratio of vanillin: catalyst 1:(0.1...0.5). The mass ratio of vanillin and nitrogen dioxide is 1:(0.3...0.6). The reaction is carried out for 1...24 h at 0...50 °C. The reaction product extracted from the catalyst is filtered off, washed several times with water. The yield of 5-nitrovaniline is 71...78% [10]. The disadvantages of the method for the synthesis of 5-nitrovanillin are the heterogeneous nature of the reaction and the long reaction time.

Известен метод синтеза 5-нитрованилина, который заключается в следующем. В раствор, содержащий 1 ммоль ванилина, 2 мл 90 %-ной уксусной кислоты и 1,25 ммоль полиэтиленгликоля 400, медленно добавляют по каплям при перемешивании водный раствор, содержащий 0,58 ммоль аммония-нитрата церия, при 20 °С в течение 2,5 ч. Для выделения продукта в реакционную смесь выливают ледяную воду, отфильтровывают, промывают дистиллированной водой 2-3 раза с получением неочищенного продукта 5-нитрованилина. Выход: 71% [11].A known method for the synthesis of 5-nitrovanilina, which is as follows. To a solution containing 1 mmol of vanillin, 2 ml of 90% acetic acid and 1.25 mmol of polyethylene glycol 400, an aqueous solution containing 0.58 mmol of ammonium cerium nitrate is slowly added dropwise with stirring at 20 ° C for 2 ,5 h. To isolate the product, ice water is poured into the reaction mixture, filtered, washed with distilled water 2-3 times to obtain the crude product of 5-nitrovanilina. Yield: 71% [11].

Известен синтез 5-нитрованилина, который заключается в том, что первоначально готовят раствор 25 г ванилина в 50 мл уксусной кислоты и к охлажденному до -10 °С раствору по каплям приливают дымящую азотную кислоту. Осадок фильтруют, промывают и сушат холодным метанолом (5×20 мл). Выход 5-нитрованилина составляет 32 г [12]. Недостатком способа является использование для очистки токсичного метанола и дымящей азотной кислоты, что создает экологические проблемы.The synthesis of 5-nitrovanillin is known, which consists in the fact that initially a solution of 25 g of vanillin in 50 ml of acetic acid is prepared and fuming nitric acid is added dropwise to the solution cooled to -10 ° C. The precipitate is filtered, washed and dried with cold methanol (5×20 ml). The yield of 5-nitrovaniline is 32 g [12]. The disadvantage of this method is the use of toxic methanol and fuming nitric acid for purification, which creates environmental problems.

Известен способ синтеза 5-нитрованилина, который заключается в деоксимировании соответствующего производного 5-нитрованилина. Для этого 0,1 ммоль оксима 5-нитрованилина растворяют в 10 мл метанола. В раствор добавляют 0,1 ммоль кобальтового катализатора и смесь кипятят в течение 2…3 ч. Во время кипячения добавляют 1,5 мл 30 % раствора пероксида водорода тремя равными порциями. После добавления пероксида водорода реакционную смесь кипятят еще 30 мин. Затем реакционную смесь охлаждают, твердый продукт отделяют фильтрованием, промывают несколько раз холодной водой и высушивают и проводят дополнительную очистку. Выход 5-нитрованилина составил 85 % [13]. Недостатками способа являются использование токсичного метанола и большая продолжительность синтеза.A known method for the synthesis of 5-nitrovanillin, which consists in the deoximation of the corresponding derivative of 5-nitrovanillin. To do this, 0.1 mmol of 5-nitrovanillin oxime is dissolved in 10 ml of methanol. 0.1 mmol of a cobalt catalyst is added to the solution and the mixture is boiled for 2–3 hours. During boiling, 1.5 ml of a 30% hydrogen peroxide solution is added in three equal portions. After the addition of hydrogen peroxide, the reaction mixture was refluxed for another 30 minutes. The reaction mixture is then cooled, the solid product is separated by filtration, washed several times with cold water and dried, and further purification is carried out. The yield of 5-nitrovaniline was 85% [13]. The disadvantages of this method are the use of toxic methanol and the long duration of the synthesis.

Известен способ нитрования ванилина разбавленной азотной кислотой, при котором образуются 3 соединения. Одно из них имеет температуру плавления 178 °С, соответствующую температуре плавления 5-нитрованилина [14]. Недостатком способа является образование смеси продуктов.A known method of nitrating vanillin with dilute nitric acid, in which 3 compounds are formed. One of them has a melting point of 178°C, corresponding to the melting point of 5-nitrovanillin [14]. The disadvantage of this method is the formation of a mixture of products.

Известен способ получения 5-нитрованилина, который заключается в обработке ванилина диоксидом азота при давлении 0,3 бар в течение 12 ч. После завершения реакции смесь разделили препаративной хроматографией и выделили мононитрованилины. Содержание 5-нитрованилина в смеси составило 81 % [15]. Недостатками является образование смеси мононитрованилинов, большая продолжительность и необходимость проведения синтеза в герметичном аппарате.A known method for producing 5-nitrovanillin, which consists in the treatment of vanillin with nitrogen dioxide at a pressure of 0.3 bar for 12 hours. After completion of the reaction, the mixture was separated by preparative chromatography and the mononitrovanilines were isolated. The content of 5-nitrovaniline in the mixture was 81% [15]. The disadvantages are the formation of a mixture of mononitrovanilines, the long duration and the need for synthesis in a sealed apparatus.

Известен способ синтеза 5-нитрованилина [16], который заключается в первоначальном получении ацетилнитрата из нитрата серебра и ацетилхлорида в сухом хлороформе при -20 °C, после чего его отделяли от осадка хлорида серебра. Затем ацетилнитрат сорбировали на силикагеле, затем добавляли ванилин и через 1 ч температуру медленно повышали до комнатной. После завершения реакции силикагель отфильтровывали, промывая эфиром. Выход 5-нитрованилина после выпаривания растворителей составил 88 %. Недостатками способа являются необходимость использования хлороформа, гетерогенные условия синтеза и большая продолжительность (прототип).There is a known method for the synthesis of 5-nitrovanillin [16], which consists in the initial preparation of acetyl nitrate from silver nitrate and acetyl chloride in dry chloroform at -20 °C, after which it was separated from the precipitate of silver chloride. Then acetyl nitrate was adsorbed on silica gel, then vanillin was added, and after 1 h the temperature was slowly raised to room temperature. After completion of the reaction, the silica gel was filtered off, washing with ether. The yield of 5-nitrovaniline after evaporation of the solvents was 88%. The disadvantages of this method are the need to use chloroform, heterogeneous synthesis conditions and long duration (prototype).

Задачей изобретения является упрощение синтеза:The objective of the invention is to simplify the synthesis of:

- сокращение продолжительности синтеза;- reduction of the duration of the synthesis;

- проведение синтеза в гомогенных условиях без использования хлорсодержащего растворителя.- carrying out the synthesis under homogeneous conditions without the use of a chlorine-containing solvent.

Для решения поставленной задачи для синтеза 5-нитрованилина был выполнен эксперимент, который заключается в том, что первоначально синтезируют ацетилнитрат в соответствии с [17], а именно смешивают при охлаждении концентрированную азотную кислоту и уксусный ангидрид в объемном соотношении 1:3,5. Навеску ванилина растворяют в органическом растворителе и к полученному раствору добавляют приготовленный раствор ацетилнитрата. Выделение продукта нитрования происходило через 3…4 мин, общее время реакции 30 мин. Продукт реакции отделяют с помощью вакуумного фильтрования после добавления 4-х кратного объема холодной воды, промывают холодной дистиллированной водой и сушили без нагревания до постоянной массы. Выход продукта нитрования ванилина определяют весовым методом. Температуру плавления определяют на приборе Stuart SMP30.To solve the problem for the synthesis of 5-nitrovanillin, an experiment was performed, which consists in the fact that acetyl nitrate is initially synthesized in accordance with [17], namely, concentrated nitric acid and acetic anhydride are mixed during cooling in a volume ratio of 1:3.5. A portion of vanillin is dissolved in an organic solvent, and the prepared solution of acetyl nitrate is added to the resulting solution. The isolation of the nitration product occurred after 3–4 min, the total reaction time was 30 min. The reaction product is separated by vacuum filtration after adding 4 times the volume of cold water, washed with cold distilled water and dried without heating to constant weight. The yield of the vanillin nitration product is determined by the gravimetric method. The melting point is determined on a Stuart SMP30 apparatus.

Идентификацию продуктов реакции проводили с помощью хромато-масс- спектрометрии. Для проведения анализа 1 мг исследуемого образца растворяли в 1 мл дихлорметана (99,8 %, Labscan Ltd., Ирландия). Анализ компонентов пробы проводили на газовом хромато-масс-спектрометре GC-MS QP2010Ultra (Shimadzu, Япония), оснащенном масс-селективным детектором квадруполь-ного типа и автосамплером AOC-5000 (PAL CTC). В качестве газа-носителя использовался гелий, разделение компонентов проводили на капиллярной колонке Rxi-5Sil MS (Restek), диаметр 0,25 мм, толщина неподвижной фазы 0,25 мкм, длина колонки 30 м.The reaction products were identified by chromato-mass spectrometry. For analysis, 1 mg of the test sample was dissolved in 1 ml of dichloromethane (99.8%, Labscan Ltd., Ireland). Sample components were analyzed on a GC-MS QP2010Ultra gas chromatography-mass spectrometer (Shimadzu, Japan) equipped with a quadrupole-type mass selective detector and an AOC-5000 autosampler (PAL CTC). Helium was used as a carrier gas, the separation of the components was carried out on a capillary column Rxi-5Sil MS (Restek), diameter 0.25 mm, stationary phase thickness 0.25 μm, column length 30 m.

Условия хроматографирования:Chromatography conditions:

Ввод пробы с делением потока 1:20.Sample injection with flow division 1:20.

Температура устройства ввода 280 °С.The temperature of the input device is 280 °C.

Управление потоком газа - постоянное давление.Gas flow control - constant pressure.

Поток через колонку 1 мл/мин.Flow through column 1 ml/min.

Начальная температура термостата 50 °С, изотерма 3 мин.Initial thermostat temperature 50 °С, isotherm 3 min.

подъем температуры со скоростью 10 °С/мин до 320 °С, изотерма 5 мин.temperature rise at a rate of 10 °C/min to 320 °C, isotherm 5 min.

Температура устройства сопряжения 280 °С.The temperature of the interface device is 280 °C.

Температура ионного источника 230 °С.The temperature of the ion source is 230 °C.

Энергия ионизации 70 эВ.Ionization energy 70 eV.

Напряжение на детекторе 1,2 кВ.The voltage on the detector is 1.2 kV.

Режим работы масс-детектора: Scan (сканирование диапазона).Mass detector operating mode: Scan (range scanning).

Диапазон сканирования масс: 40-600.Mass scan range: 40-600.

Для идентификации использовали библиотеки масс-спектров NIST-11 и WILEY-10.NIST-11 and WILEY-10 mass spectra libraries were used for identification.

Пример 1. Для нитрования ванилина 549 мг ванилина растворили в 2 мл абсолютированного этанола. К полученному раствору добавили раствор ацетилнитрата, приготовленный из 0,63 мл концентрированной азотной кислоты и 2,2 мл этанового ангидрида. Выделение осадка продукта нитрования начиналось через 3…4 мин, общая продолжительность реакции составила 30 мин. Для выделения продуктов реакции реакционную смесь разбавляли холодной дистиллированной водой. Осадок отделяли от раствора фильтрованием, промывали небольшим количеством холодной дистиллированной воды и сушили до постоянной массы в вакуум-эксикаторе при комнатной температуре. Нитрование проходило без выделения токсичных оксидов азота. Выход 5-нитрованилина составил 77,1 %, температура плавления 175,6 °С. По данным хромато-масс-спектрометрии содержание 5-нитрованилина в продукте составило 99,3 %.Example 1. For the nitration of vanillin, 549 mg of vanillin were dissolved in 2 ml of absolute ethanol. To the resulting solution was added a solution of acetyl nitrate prepared from 0.63 ml of concentrated nitric acid and 2.2 ml of ethane anhydride. Isolation of the precipitate of the nitration product began after 3–4 min, the total reaction time was 30 min. To isolate the reaction products, the reaction mixture was diluted with cold distilled water. The precipitate was separated from the solution by filtration, washed with a small amount of cold distilled water, and dried to constant weight in a vacuum desiccator at room temperature. Nitration took place without the release of toxic nitrogen oxides. The yield of 5-nitrovaniline was 77.1%, the melting point was 175.6°C. According to chromato-mass spectrometry, the content of 5-nitrovanillin in the product was 99.3%.

Пример 2. Нитрование ванилина в условиях примера 1, отличающееся тем, что объем абсолютированного этанола составил 0,7 мл. Нитрование проходило без выделения токсичных оксидов азота. Выход 5-нитрованилина составил 79,0 %, температура плавления 175,1 °С. По данным хромато-масс-спектрометрии содержание 5-нитрованилина в продукте составило 98,4 %.Example 2 Nitration of vanillin under the conditions of example 1, characterized in that the volume of absolute ethanol was 0.7 ml. Nitration took place without the release of toxic nitrogen oxides. The yield of 5-nitrovaniline was 79.0%, the melting point was 175.1°C. According to chromato-mass spectrometry, the content of 5-nitrovaniline in the product was 98.4%.

Пример 3. Нитрование ванилина в условиях примера 1, отличающееся тем, что в качестве растворителя использовали 1,4-диоксан, объем которого составил 0,5 мл. Нитрование проходило без выделения токсичных оксидов азота. Выход 5-нитрованилина составил 70,2 %, температура плавления 177,4 °С. По данным хромато-масс-спектрометрии содержание 5-нитрованилина в продукте составило 97,7 %.Example 3 Nitration of vanillin under the conditions of example 1, characterized in that 1,4-dioxane was used as a solvent, the volume of which was 0.5 ml. Nitration took place without the release of toxic nitrogen oxides. The yield of 5-nitrovaniline was 70.2%, the melting point was 177.4°C. According to chromato-mass spectrometry, the content of 5-nitrovaniline in the product was 97.7%.

Пример 4. Нитрование ванилина в условиях примера 1, отличающееся тем, что в качестве растворителя использовали этанол (96 %, ректификат), объем которого составил 2 мл. Нитрование проходило без выделения токсичных оксидов азота. Выход 5-нитрованилина составил 77,4 %, температура плавления 175,3 °С. По данным хромато-масс-спектрометрии содержание 5-нитрованилина в продукте составило 98,5 %.Example 4 Nitration of vanillin under the conditions of example 1, characterized in that ethanol (96%, rectified) was used as a solvent, the volume of which was 2 ml. Nitration took place without the release of toxic nitrogen oxides. The yield of 5-nitrovaniline was 77.4%, the melting point was 175.3°C. According to chromato-mass spectrometry, the content of 5-nitrovanillin in the product was 98.5%.

Пример 5. Нитрование ванилина в условиях примера 3, отличающееся тем, что после завершения реакции жидкую фазу испаряли без нагревания и затем высушивали до постоянной массы в вакуум-эксикаторе. Выход 5-нитрованилина составил 100,2 %, температура плавления 176,4 °С. По данным хромато-масс-спектрометрии содержание 5-нитрованилина в продукте составило 98,8 %.Example 5 Nitration of vanillin under the conditions of example 3, characterized in that after completion of the reaction, the liquid phase was evaporated without heating and then dried to constant weight in a vacuum desiccator. The yield of 5-nitrovaniline was 100.2%, the melting point was 176.4°C. According to chromato-mass spectrometry, the content of 5-nitrovaniline in the product was 98.8%.

Полученные результаты приведены в таблице 1.The results obtained are shown in table 1.

Таблица 1. Результаты нитрования ванилина ацетилнитратомTable 1. Results of nitration of vanillin with acetyl nitrate ПримерExample Выход, % от теоретическогоYield, % of theoretical Температура плавления, °СMelting point, °С Содержание 5-нитрованилина в продукте, %The content of 5-nitrovaniline in the product,% 11 77,177.1 175,6175.6 99,399.3 22 79,079.0 175,1175.1 98,498.4 33 70,270.2 177,4177.4 97,797.7 44 77,477.4 175,3175.3 98,598.5 55 100,2100.2 176,4176.4 98,898.8 Примечание: символ «%» обозначает массовый процент.Note: The symbol "%" denotes a mass percentage.

Таким образом, результаты показали, что поставленная цель изобретения достигнута, а именно при небольшой продолжительности синтеза (30 мин) получили продукт с высоким содержанием 5-нитрованилина (до 99,3 %) без использования хлорсодержащего растворителя и без выделения токсичных оксидов азота. Thus, the results showed that the goal of the invention was achieved, namely, with a short synthesis time (30 min), a product with a high content of 5-nitrovaniline (up to 99.3%) was obtained without the use of a chlorine-containing solvent and without the release of toxic nitrogen oxides.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫBIBLIOGRAPHY

[1] [1] Пат 2482470 РФ. МПК G01N 27/64. Применение 5-нитрованилина в качестве калибровочного вещества для калибрования времени пролета в спектрометре ионной подвижности / Э. Героти, В. Кекух, С.Н. Банкер // Бюл. - 2013. - № 14. Pat 2482470 RF. IPC G01N 27/64. The use of 5-nitrovanillin as a calibration substance for calibrating the time of flight in an ion mobility spectrometer / E. Geroti, V. Kekuh, S.N. Bunker // Bul. - 2013. - No. 14. [2] [2] Fellows I.M., Kaelin D.E. Jr., Martin S.F. Application of Ring-Closing Metathesis to the Formal Total Synthesis of (+)-FR900482 // J. Am. Chem. Soc. - 2000. - Vol. 122, N 44. - P. 10781-10787. DOI: 10.1021/ja0013879. Fellows I.M., Kaelin D.E. Jr., Martin S.F. Application of Ring-Closing Metathesis to the Formal Total Synthesis of (+)-FR900482 // J. Am. Chem. soc. - 2000. - Vol. 122, No. 44. - P. 10781-10787. DOI: 10.1021/ja0013879. [3] [3] Pat. 4668237 US. Dye composition containing 5-nitrovanillin and its use for dyeing keratinic fibres, and especially human hair / J.F. Grollier, J. Cotteret, G. Rosenbaum. - 1987.05.26. Pat. 4668237 US. Dye composition containing 5-nitrovanillin and its use for dyeing keratinic fibres, and especially human hair / J.F. Grollier, J. Cotteret, G. Rosenbaum. - 1987.05.26. [4] [4] Pat. 5705703 US. Catechol derivatives / K. Bernauer, J. Borgulya, H. Bruderer, M. Da Prada, G. Zurcher. - 1998.01.06. Pat. 5705703 US. Catechol derivatives / K. Bernauer, J. Borgulya, H. Bruderer, M. Da Prada, G. Zurcher. - 1998.01.06. [5] [5] Pat. 7338805US. Labeling reagents, methods for synthesizing such reagents and methods for detecting biological molecules / C. Bourget, J. Lhomme, A. Laayoun, M. Kotera, E. Trevisiol, L. Menou, E.B. Mendez. - 2008.03.04. Pat. 7338805US. Labeling reagents, methods for synthesizing such reagents and methods for detecting biological molecules / C. Bourget, J. Lhomme, A. Laayoun, M. Kotera, E. Trevisiol, L. Menou, E.B. Mendez. - 2008.03.04. [6] [6] Hynning P.-Å., Remberger M., Neilson A.H. Synthesis, gas-liquid chroma-tographic analysis and gas chromatographic-mass spectrometric identification of nitrovanillins, chloronitrovanillins, nitroguaiacols and chloronitroguaiacols //, J. Chromatography A. - 1989. - Vol. 467. - P. 99-110. DOI:10.1016/s0021-9673(01)93955-x. Hynning P.-Å., Remberger M., Neilson A.H. Synthesis, gas-liquid chromatographic analysis and gas chromatographic-mass spectrometric identification of nitrovanillins, chloronitrovanillins, nitroguaiacols and chloronitroguaiacols //, J. Chromatography A. - 1989. - Vol. 467. - P. 99-110. DOI:10.1016/s0021-9673(01)93955-x. [7] [7] Mondal M.A., Mandal D., Mitra K.J. Yttrium Nitrate mediated Nitration of Phenols at room temperature in Glacial Acetic acid // Chem. Sci. - 2017. - Vol. 139, N 1. - P. 39-43. DOI: 10.1007/s12039-016-1202-1. Mondal M.A., Mandal D., Mitra K.J. Yttrium Nitrate mediated Nitration of Phenols at room temperature in Glacial Acetic acid // Chem. sci. - 2017. - Vol. 139, No. 1. - P. 39-43. DOI: 10.1007/s12039-016-1202-1. [8] [8] Lalitha A., Sivakumar K. Zeolite H-Y-supported copper(II) nitrate: A simple and effective solid-supported reagent for nitration of phenols and their derivatives // Synth. Commun. - 2008, - Vol. 38, N 11. - P. 1745-1752. DOI: 10.1080/00397910801982456. Lalitha A., Sivakumar K. Zeolite H-Y-supported copper(II) nitrate: A simple and effective solid-supported reagent for nitration of phenols and their derivatives // Synth. commun. - 2008, - Vol. 38, No. 11. - P. 1745-1752. DOI: 10.1080/00397910801982456. [9] [9] Anuradha V., Srinivas P.V., Aparna P., Rao J.M. p-Toluenesulfonic acid cata-lyzed regiospecific nitration of phenols with metal nitrates // Tetrahedron letters. - 2006. - Vol. 47, N 28. - P. 4933-4935. DOI: 10.1016/j.tetlet.2006.05.017. Anuradha V., Srinivas P.V., Aparna P., Rao J.M. p-Toluenesulfonic acid catalyzed regiospecific nitration of phenols with metal nitrates // Tetrahedron letters. - 2006. - Vol. 47, No. 28. - P. 4933-4935. DOI: 10.1016/j.tetlet.2006.05.017. [10] [10] Pat. 107652184 CN. Method for preparing 5-nitrovanillin through nitrifying vanillin by nitrogen dioxide / Z. Xiaofeng; J. Fengcheng; X. Feng; L. Yanhua. - Publ. 2018-02-02. Pat. 107652184 CN. Method for preparing 5-nitrovanillin through nitrifying vanillin by nitrogen dioxide / Z. Xiaofeng; J. Fengcheng; X. Feng; L. Yanhua. - Publ. 2018-02-02. [11] [eleven] Pat. 201110206498 CN. Method for preparing 5-nitro vanillin. - Publ. 2011.07.22. Pat. 201110206498 CN. Method for preparing 5-nitro vanillin. - Publ. 2011.07.22. [12] [12] Grenier J.L., Cotelle N., Catteau J.P., Cotelle P. Synthesis and physico-chemical properties of nitrocaffeic acids // J. Phys. Org. Chem. - 2000. - Vol. 13, N 9. - P. 511-517. DOI: 10.1002/1099-1395(200009)13:9<511::aid-poc283>3.0.co;2-8. Grenier J.L., Cotelle N., Catteau J.P., Cotelle P. Synthesis and physico-chemical properties of nitrocaffeic acids // J. Phys. Org. Chem. - 2000. - Vol. 13, No. 9. - P. 511-517. DOI: 10.1002/1099-1395(200009)13:9<511::aid-poc283>3.0.co;2-8. [13] [13] Das P.J., Das A., Baruah A. Mixed ligand cobalt(II) complex as an efficient catalyst for oxidative deoximation using hydrogen peroxide // Indian Journal of Chemistry - Section B Organic and Medicinal Chemistry - 2010. - Vol. 49, N 8. - P. 1140-1143. Das P.J., Das A., Baruah A. Mixed ligand cobalt(II) complex as an efficient catalyst for oxidative deoximation using hydrogen peroxide // Indian Journal of Chemistry - Section B Organic and Medicinal Chemistry - 2010. - Vol. 49, No. 8. - P. 1140-1143. [14] [14] Menke A.E., Bentley W.B. Preliminary note on some new derivatives of vanillin // J. Ame. Chem. Soc. - 1898. - Vol. 20, N 4. - P. 316-317. DOI: 10.1021/ja02066a017. Menke A.E., Bentley W.B. Preliminary note on some new derivatives of vanillin // J. Ame. Chem. soc. - 1898. - Vol. 20, No. 4. - P. 316-317. DOI: 10.1021/ja02066a017. [15] [15] Kaupp G., Schmeyers J. Gas/solid reactions with nitrogen dioxide // The Journal of Organic Chemistry. - 1995. - Vol. 60, N 17. - P. 5494-5503. DOI: 10.1021/jo00122a031. Kaupp G., Schmeyers J. Gas/solid reactions with nitrogen dioxide // The Journal of Organic Chemistry. - 1995. - Vol. 60, No. 17. - P. 5494-5503. DOI: 10.1021/jo00122a031. [16] [16] Rodrigues J.A.R., de Oliveira Filho A.P., Moran P.J., Custódio R. Regioselectivity of the nitration of phenol by acetyl nitrate adsorbed on silica gel // Tetrahedron. - 1999. - Vol. 55, N 22. - P. 6733-6738. DOI: 10.1016/S0040-4020(99)00320-8.. Rodrigues J.A.R., de Oliveira Filho A.P., Moran P.J., Custódio R. Regioselectivity of the nitration of phenol by acetyl nitrate adsorbed on silica gel // Tetrahedron. - 1999. - Vol. 55, No. 22. - P. 6733-6738. DOI: 10.1016/S0040-4020(99)00320-8.. [17] [17] Louw R. Acetyl Nitrate // Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis. - 2001. DOI: 10.1002/047084289X.ra032.Louw R. Acetyl Nitrate // Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis. - 2001. DOI: 10.1002/047084289X.ra032.

Claims (1)

Способ получения 5-нитрованилина, заключающийся во взаимодействии ванилина с ацетилнитратом, отличающийся тем, что способ осуществляют без использования хлорсодержащих растворителей, для чего ванилин растворяют в органическом растворителе - этаноле, добавляют ацетилнитрат, полученный из концентрированной азотной кислоты и уксусного ангидрида, реакционную смесь выдерживают 30 мин, после чего 5-нитрованилин осаждают водой, отделяют с помощью вакуумного фильтрования, промывают водой и сушат без нагревания до постоянной массы.A method for producing 5-nitrovaniline, which consists in the interaction of vanillin with acetyl nitrate, characterized in that the method is carried out without the use of chlorine-containing solvents, for which vanillin is dissolved in an organic solvent - ethanol, acetyl nitrate obtained from concentrated nitric acid and acetic anhydride is added, the reaction mixture is kept for 30 min, after which 5-nitrovaniline is precipitated with water, separated by vacuum filtration, washed with water and dried without heating to constant weight.
RU2022118817A 2022-07-11 Method for obtaining 5-nitrovanillin RU2794896C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2794896C1 true RU2794896C1 (en) 2023-04-25

Family

ID=

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2318797C2 (en) * 2001-07-25 2008-03-10 Портела Энд Ка Са Method for phenol compound nitration
RU2669774C1 (en) * 2018-05-08 2018-10-16 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова" Method for producing 1-nitronaphthalene
RU2753533C1 (en) * 2020-12-02 2021-08-17 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Северный (Арктический) федеральный университет имени М. В. Ломоносова» Method for modifying sulfate lignin

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2318797C2 (en) * 2001-07-25 2008-03-10 Портела Энд Ка Са Method for phenol compound nitration
RU2669774C1 (en) * 2018-05-08 2018-10-16 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова" Method for producing 1-nitronaphthalene
RU2753533C1 (en) * 2020-12-02 2021-08-17 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Северный (Арктический) федеральный университет имени М. В. Ломоносова» Method for modifying sulfate lignin

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
K. M. AITKEN ET AL. Product Class 21: Nitroarenes, SCIENCE OF SYNTHESIS, 2007, pp. 1183-1320. *
R. LOUW, Acetyl Nitrate, ENCYCLOPEDIA OF REAGENTS FOR ORGANIC SYNTHESIS, 2001, 1; DOI: 10.1002/047084289X.ra032. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Jha et al. Convenient synthesis of 12H-benzo [a] xanthenes from 2-tetralone
Lipczynska-Kochany et al. Flash photolysis/HPLC method for studying the sequence of photochemical reactions: applications to 4-chlorophenol in aerated aqueous solution
Nave et al. The fate of flavanol–anthocyanin adducts in wines: Study of their putative reaction patterns in the presence of acetaldehyde
Mikhalchenko et al. Synthesis and analgesic activity of new heterocyclic compounds derived from monoterpenoids
Kumar et al. Four process-related potential new impurities in ticagrelor: Identification, isolation, characterization using HPLC, LC/ESI–MSn, NMR and their synthesis
Vetter et al. Bromination of 2-methoxydiphenyl ether to an average of tetrabrominated 2-methoxydiphenyl ethers
Carter Structure determination of oligomycins A and C
Kumar et al. Synthesis, isolation, identification and characterization of new process-related impurity in isoproterenol hydrochloride by HPLC, LC/ESI-MS and NMR
Petit et al. Reactivity of wine polyphenols under oxidation conditions: Hemisynthesis of adducts between grape catechins or oak ellagitannins and odoriferous thiols
RU2794896C1 (en) Method for obtaining 5-nitrovanillin
Hojati et al. A novel method for synthesis of bis (indolyl) methanes using 1, 3-Dibromo-5, 5-dimethylhydantoin as a highly efficient catalyst under solvent-free conditions
Liu et al. New fluorescent labeling reagent Benzimidazo [2, 1-b] quinazoline-12 (6H)-one-5-ethylimidazole ester and its application in the analysis of endocrine disrupting compounds in milk by high performance liquid chromatography with fluorescence detection
Basarić et al. Zwitterionic biphenyl quinone methides in photodehydration reactions of 3-hydroxybiphenyl derivatives: laser flash photolysis and antiproliferation study
Kanoh et al. A mild two-step propargylation of aromatic bioactive small molecules
Luo et al. Indium (III)‐Catalyzed Three Component Reaction of N‐Bromosuccinimide, Alkenes and N‐Tosylhydrazones
Moreira et al. Synthesis of dehydro-α-lapachones, α-and β-lapachones, and screening against cancer cell lines
Chowdhury et al. Stereochemistry of ciliarin, zexbrevin, and their relatives
CN112094191A (en) Hydroxytyrosol dihydrocaffeic acid ester with antioxidant activity and synthetic method thereof
Furst et al. Synthesis of 2-bromomethyl-2, 3-dihydrobenzofurans from 2-allylphenols enabled by organocatalytic activation of N-bromosuccinimide
Geng et al. Synthesis and biological activities of petrosiols B and D
Fujise et al. Isolation of Trifolirhizin from Ononis spinosa L.
T Thornton et al. Accessing highly-halogenated flavanones using protic ionic liquids and microwave irradiation
Carlson et al. Type 2 ring-opening reactions of Cyclopropanated 7-Oxabenzonorbornadienes with carboxylic acid nucleophiles
Sousa-Junior et al. Biomimetic oxidation studies of monensin A catalyzed by metalloporphyrins: identification of hydroxyl derivative product by electrospray tandem mass spectrometry
Warsi et al. Synthesis and Antioxidant Activity of Curcumin Analogues