RU2800093C1 - Эффективный способ получения орто- и пара-аминофенолов - Google Patents

Эффективный способ получения орто- и пара-аминофенолов Download PDF

Info

Publication number
RU2800093C1
RU2800093C1 RU2022129996A RU2022129996A RU2800093C1 RU 2800093 C1 RU2800093 C1 RU 2800093C1 RU 2022129996 A RU2022129996 A RU 2022129996A RU 2022129996 A RU2022129996 A RU 2022129996A RU 2800093 C1 RU2800093 C1 RU 2800093C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
para
aminophenols
aniline
ortho
oxidation
Prior art date
Application number
RU2022129996A
Other languages
English (en)
Inventor
Ахат Газизьянович Мустафин
Альфия Раисовна Гимадиева
Юлия Зулькифовна Хазимуллина
Айгиза Айдаровна Гилимханова
Ильдус Бариевич Абдрахманов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение Уфимский федеральный исследовательский центр Российской академии наук
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное научное учреждение Уфимский федеральный исследовательский центр Российской академии наук filed Critical Федеральное государственное бюджетное научное учреждение Уфимский федеральный исследовательский центр Российской академии наук
Application granted granted Critical
Publication of RU2800093C1 publication Critical patent/RU2800093C1/ru

Links

Abstract

Изобретение относится к органической химии, конкретно к синтезу 2- и 4-аминофенолов, которые являются важным сырьем для химической и фармацевтической промышленности. Способ получения орто- и пара-аминофенолов осуществляется путем окисления анилина в щелочной среде и последующим гидролизом промежуточных 4(2)-аминофенилсульфатов соляной кислотой при 85-95°С, характеризуется тем, что окисление анилина проводят персульфатом аммония (ПСА), или натрия (ПСН), или калия (ПСК) и пероксидом водорода как вторым окислителем при мольном соотношении Анилин:NaOH:ПСА(ПСН, ПСК):Н2О2, равном 1:5:1,5:2, температуре 40-50°С в течение 2-12 ч. Техническим результатом изобретения является увеличение выхода целевых продуктов. 2 з.п. ф-лы, 5 табл., 1 пр.

Description

Изобретение относится к органической химии, конкретно к синтезу орто- и пара-аминофенолов, которые являются важным сырьем для химической и фармацевтической промышленности. Так, орто-аминофенол используется в составе красителя для меха, в фотографии как проявитель, в синтезе некоторых лекарственных препаратов. Пара-аминофенол используется как компонент красителей для меха, черно-белый проявитель в фотографии, в синтезе лекарственных препаратов, в частности парацетамола.
Известен двухстадийный способ получения орто- и пара-аминофенолов. На первой стадии проводят нитрование фенола, на второй - восстановление соответствующего нитрофенола в присутствии железных опилок в кислой среде (А.Е. Чичибабин «Основные начала органической химии», т.II).
Нитрофенолы, в свою очередь, можно получить нитрованием фенола [US 3663261 (1973), US 3517075 (1971), US 3510527 (1971)], гидроперекиси кумола [US 3388173 (1968)], из нитрохлорбензола [US 3263011 (1966)], окислением нитрозофенола [пат.СРР 53445 (1971), RU 2076095 (1997)].
Так, при нитровании фенола нитрующей смесью, состоящей из азотной, серной кислот и оксидов азота [US 3663261 (1973), US 3517075 (1971)] либо жидкими оксидами азота в азотной кислоте [US 3510527 (1971)] получают смесь орто- и пара-нитрофенолов с выходом 17 и 73% соответственно. Недостатком данного метода является использование токсичных оксидов азота.
При нитровании гидроперекиси кумола смесью азотной кислоты и оксидов азота в хлороформе также получают смесь орто- и пара-нитрофенолов с выходами 30 и 7% соответственно [US 3388173 (1968)]. Недостатками этого метода наряду с использованием токсичных оксидов азота является применение неустойчивой гидроперекиси кумола, а также необходимость разделения орто- и пара-нитрофенолов перегонкой с водяным паром.
Согласно [US 3263011 (1966)] при нагревании 4- или 2-нитрохлорбензолов в автоклаве в 2-4%-ном водном растворе щелочи при 160 °С при непрерывном продувании воздухом получают соответствующий нитрофенол. Недостатком данного способа получения нитрофенолов является проведение процесса под давлением, а также неселективность нитрования хлорбензола, требующая разделения орто- и пара-изомеров перегонкой с водяным паром.
Пара-нитрофенолы можно также получить окислением пара-нитрозофенола. Так, по [пат.СРР 53445 (1971)] пара-нитрозофенол окисляют азотной кислотой, а согласно [RU 2076095 (1997)] - 33% перекисью водорода в присутствии катализатора Na2WO4⋅2Н2О. Общим недостатком метода является труднодоступность исходного пара-нитрозофенола, кроме того в первом случае происходит выделение токсичных оксидов азота в ходе окисления, а во втором - используется дорогостоящий и токсичный катализатор.
Пара-нитрозофенол можно восстановить до пара-аминофенола в этилацетате в присутствии катализатора Pd/C при давлении водорода 2,0-4,- атм и температуре 20-50 °С [RU 2461543 (2012)]. Недостатком метода является проведение процесса под давлением, использование дорогостоящего катализатора (Pd), а также экологически небезопасных растворов концентрированных кислот (HCl, HNO3) и щелочей.
Известен способ получения аминофенолов путем фотоокисления ароматических аминов кислородом при облучении видимым светом в водно-органическом растворителе в присутствии активных и стабильных фотосенсибилизаторов, представляющих собой замещенные фталоцианины [RU 2567552 (2015)]. Выход п-аминофенола составляет 70%. Однако данный способ предполагает использование сложного специального оборудования - лазера или светодиодов.
Наиболее близким к заявляемому способом получения орто- и пара-аминофенолов является двухстадийный процесс, на первой стадии которого анилин окисляют персульфатом аммония в щелочной среде при 40-60 °С, в присутствии 0,01-0,03 вес% фталоцианинового катализатора окисления (фталоцианина кобальта, железа (II), железа (III), марганца, никеля или цинка), с последующим охлаждением реакционной смеси, выделением промежуточных 4(2)-аминофенилсульфатов. При гидролизе последних в кислой среде при 85-95 °С получают смесь орто- и пара-аминофенолов, из которой орто-аминофенол выделяют экстракцией хлороформом. Пара-аминофенол остается в водной фазе. В зависимости от продолжительности окисления анилина выход и соотношение образующихся орто- и пара-изомеров варьируется. Максимальный выход пара-аминофенола (72%) достигается при продолжительности окисления анилина 15 ч, при этом из реакционной смеси выделен также орто-аминофенол (13%) (Заявка на патент РФ №2021130569).
Задача, на решение которой направлено настоящее изобретение, заключается в увеличении выхода целевых соединений.
Поставленная задача решается предлагаемым однореакторным способом получения орто- и пара-аминофенолов. Анилин окисляют персульфатом аммония (ПСА) или калия (ПСК) или натрия (ПСН) и пероксидом водорода как вторым окислителем, в щелочной среде при мольном соотношении Анилин:NaOH:ПСА (ПСК, ПСН):Н2О2 равном 1:5:1,5:2 при 40-50 °С в течение 2-12 ч при непрерывном барботировании воздухом. Затем реакционную смесь охлаждают до комнатной температуры, гидролизуют соляной кислотой при 85-95 °С и получают смесь о- и п-аминофенолов, из которой экстракцией хлороформом выделяют о-аминофенол (о-АФ) (выход до 41%), п-аминофенол (п-АФ) остается в водной фазе (выход до 95%). Следует отметить, что продолжительность окисления анилина (2-12 ч) влияет на соотношение орто- и пара-аминофенолов, выделяемых после гидролиза промежуточных 4(2)-аминофенилсульфатов (табл.). Так, при окислении анилина в течение 10 ч из реакционной смеси выделен только один изомер - пара-аминофенол с выходом 95% (табл 1, п.5).
Сущность заявленного технического решения подтверждается примерами конкретного выполнения.
Пример 1. Получение орто- и пара-аминофенолов (табл.1, п.3)
В трехгорлой колбе, снабженной барботером, капельной воронкой, обратным холодильником и механической мешалкой, перемешивают 5 мл (0,055 моль) анилина в 30 мл дистиллированной воды при 40 °С до полного растворения анилина, затем в реакционную смесь приливают раствор 11 г NaOH (0,275 моль) в 70 мл воды и прикапывают раствор 18,7 г (0,082 моль) персульфата аммония в 40 мл воды. После полного прибавления персульфата аммония прикапывают 10 мл 30%-ного пероксида водорода (0,11 моль) и начинают барботаж воздуха. Реакционную смесь перемешивают при температуре 40 °С в течение 6 ч при непрерывном барботировании воздухом, охлаждают до комнатной температуры, экстрагируют этилацетатом (2×30 мл) для удаления непрореагировавшего анилина. В водную фракцию прикапывают 3,34 мл (0,11 моль) соляной кислоты, нагревают до 90 °С и выдерживают при этой температуре при постоянном перемешивании в течение 3 ч, контролируя по ТСХ (элюент этанол:аммиак 4:1), охлаждают до комнатной температуры, подщелачивают раствором NaHCO3 до рН 7-8, экстрагируют хлороформом (3×20 мл), органический слой сушат MgSO4, после удаления растворителя получают 1,75 г (30%) орто-аминофенола в виде темно-коричневых кристаллов. В пересчете на исходный анилин выход орто-аминофенола составляет 30%.
Орто-аминофенол (3). Кристаллы темно-коричневого цветы. Тпл=172-175 °С.Спектр ЯМР 1Н (CDCl3, δ, м.д.): 4.4 (2Н, уш. с, NH2), 6.42 (1Н, м, H-5), 6.54-6.58 (2Н, м, ArH), 6.64 (1Н, м, H-6). Спектр ЯМР 13С (CDCl3, δ, м.д.): 115.21 (C-6), 116.17 (C-3), 118.98 (C-4), 120.47 (C-5), 134.02 (C-NH2), 144.62 (C-OH).
Водную фазу упаривают досуха, остаток растворяют в этиловом спирте, этанольный экстракт упаривают при пониженном давлении и получают 2,4 г (40%) пара-аминофенола в виде светло-коричневых кристаллов. В пересчете на исходный анилин выход пара-аминофенола составляет 40%.
Пара-аминофенол (4). Кристаллы светло-коричневого цвета. Тпл=185-188 °С.Спектр ЯМР 1Н (DMSO-d6, δ, м.д.): 4.37 (2Н, уш. с, NH2), 6.37-6.44 (2Н, м, ArH), 6.44-6.50 (2Н, м, ArH), 8.33 (1Н, уш. с, ОН). Спектр ЯМР 13С (DMSO-d6, δ, м.д.): 115.90, 116.08 (4 СН, ArH), 140.97 (C-NH2), 148.80 (C-OH).
Таблица 1.
Зависимость выхода орто- и пара-аминофенолов от продолжительности окисления, окислитель - персульфат аммония (мольное соотношение анилин:NaOH:ПСА:Н2О2 1:5:1,5:2; температура 40 °С), при барботировании воздухом
№п/п Время реакции, ч Выход АФ, %
общий о-АФ п-АФ
1 2 38 38 -
2 4 54 41 13
3 6 70 30 40
4 8 87 10 77
5 10 95 - 95
6 12 93 - 93
Таблица 2.
Зависимость выхода орто- и пара-аминофенолов от продолжительности окисления, окислитель - персульфат калия (мольное соотношение анилин:NaOH:ПСК:Н2О2 1:5:1,5:2; температура 40 °С), при барботировании воздухом
№п/п Время реакции, ч Выход АФ, %
общий о-АФ п-АФ
1 2 35 35 -
2 4 56 46 10
3 6 59 20 39
4 8 65 10 55
5 10 85 - 85
6 12 83 - 83
Таблица 3.
Зависимость выхода орто- и пара-аминофенолов от продолжительности окисления, окислитель - персульфат натрия (мольное соотношение анилин:NaOH:ПСН:Н2О2 1:5:1,5:2; температура 40 °С), при барботировании воздухом
№п/п Время реакции, ч Выход АФ, %
общий о-АФ п-АФ
1 2 30 30 -
2 4 47 40 7
3 6 49 13 36
4 8 57 7 50
5 10 81 - 81
6 12 79 - 79
Таблица 4.
Зависимость выхода орто- и пара-аминофенолов от температуры и продолжительности окисления, окислитель - персульфат аммония (мольное соотношение Анилин:NaOH:ПСА 1:5:1,5)*
п/п Время реакции, ч Температура, °С Выход АФ, %
общий о-АФ п-АФ
1 15 20 12 6,5 5,5
2 5 40 18 11 7
3 15 40 35 18 17
4 5 50 18 10 8
5 15 50 33 16 17
6 5 60 15 9 6
7 15 60 25 12 13
* - реакция проводилась без добавления Н2О2 и без барботирования воздухом
Таблица 5.
Зависимость выхода орто- и пара-аминофенолов от количества пероксида водорода, окислитель - персульфат аммония (мольное соотношение Анилин:NaOH:ПСА 1:5:1,5; время - 10 ч), температура 40 °С, при барботировании воздухом
№п/п Соотношение Анилин:Н2О2, моль Выход АФ, %
общий о-АФ п-АФ
1 1:0* 19 13 6
2 1:0 65 10 55
3 1:0,5 70 10 60
4 1:1 75 5 70
5 1:1,5 88 - 88
6 1:2 95 - 95
7 1:2,5 92 - 92
* - реакция проводилась без барботирования воздухом
Таким образом, предложен способ получения орто- и пара-аминофенолов, позволяющий увеличить выход целевых соединений и уменьшить продолжительность окисления.

Claims (3)

1. Способ получения орто- и пара-аминофенолов путем окисления анилина в щелочной среде и последующим гидролизом промежуточных 4(2)-аминофенилсульфатов соляной кислотой при 85-95°С, отличающийся тем, что окисление анилина проводят персульфатом аммония (ПСА), или натрия (ПСН), или калия (ПСК) и пероксидом водорода как вторым окислителем при мольном соотношении Анилин:NaOH:ПСА(ПСН, ПСК):Н2О2, равном 1:5:1,5:2, температуре 40-50°С в течение 2-12 ч.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для повышения выхода целевых продуктов процесс ведут при непрерывном барбортировании воздухом через реакционную смесь.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что синтез целевых орто- и пара-аминофенолов проводят без выделения промежуточных 4(2)-аминофенилсульфатов.
RU2022129996A 2022-11-18 Эффективный способ получения орто- и пара-аминофенолов RU2800093C1 (ru)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2800093C1 true RU2800093C1 (ru) 2023-07-18

Family

ID=

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2567552C1 (ru) * 2014-09-19 2015-11-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научный центр "Научно-исследовательский институт органических полупродуктов и красителей" (ФГУП "ГНЦ "НИОПИК") Способ получения пара-аминофенолов

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2567552C1 (ru) * 2014-09-19 2015-11-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научный центр "Научно-исследовательский институт органических полупродуктов и красителей" (ФГУП "ГНЦ "НИОПИК") Способ получения пара-аминофенолов

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
B. Marajanovic, I. Juranic, C. Ciric-Marjanovic Reply to "Comment on 'Revised Mechanism of Boyland-Sims Oxidation", journal Physical Chemistry, 2011, p.7865-7868. N. Venkatasubramanian, A. Sabesan "Substituent effects in the reaction of aromatic amines and peroxydisulfate", CANADIAN JORNAL OF CHEMISTRY, vol.47, 1969, p. 3710-3713. *
E. Boyland, P. Sims. J. Chem., Soc, 1958, p.4198. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Kornblum et al. The Synthesis of Tertiary Nitroparaffins1, 2
FR2459792A1 (fr) Procede de preparation de derives benzeniques par reaction d'un halogenobenzene active avec un reactif organique anionique oxygene ou soufre
CA1318916C (en) Process for the preparation of amino-1,3-benzenediol
RU2800093C1 (ru) Эффективный способ получения орто- и пара-аминофенолов
JP6383492B2 (ja) 2−メトキシメチル−p−フェニレンジアミンのテレスコーピング合成
KR100362772B1 (ko) 파라페닐렌디아민의 제조방법
EP0054464B1 (fr) Procédé de préparation d'orthotrifluorométhylaniline
RU2800099C1 (ru) Способ получения аминофенолов
RU2793758C1 (ru) Способ получения орто- и пара-аминофенолов
JP6383493B2 (ja) 2−メトキシメチル−p−フェニレンジアミンのテレスコーピング合成
RU2786515C1 (ru) Способ получения орто- и пара-аминофенолов
EP2197829B1 (fr) Procede de synthese d'arylamines
CN114787122B (zh) 2-甲氧基甲基-对-苯二胺的新型叠缩合成
BR0110805B1 (pt) Processo para a preparação de compostos de anilina
US2666791A (en) N-substituted aminophenols and aminophenyl ethers
TW202409003A (zh) 羥基苯基-1,3,5-三嗪化合物之製備方法
KR100294125B1 (ko) 요소와 니트로벤젠으로부터 4-니트로소아닐린을 제조하는방법
KR20230007754A (ko) 2,5-디아미노톨루엔 황산염의 제조방법
MXPA02002261A (es) Proceso para la conversion de aldehidos en nitrilos usando amoniaco y peroxido de hidrogeno.
JP5581927B2 (ja) 4−アミノ−m−クレゾールの製造方法
RU2076095C1 (ru) Способ получения 4-нитрофенола
EP0470375B1 (de) Verfahren zur Herstellung von in p-Stellung durch C1-C4-alkoxysubstituierten aromatischen Aminen
JPH0466224B2 (ru)
US5099057A (en) Process for the preparation of ar-amino-para-arenediols
KR101329242B1 (ko) 파라-아미노벤조산의 제조방법