CN103992238A - 3-氨基水杨酸的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及制备3-氨基水杨酸的新方法。该方法起始原料为水杨酸类化合物Ⅰ,通式:用硝化剂生成3-硝基水杨酸类化合物Ⅱ,通式:
Description
技术领域
本发明涉及化工领域,尤其是涉及一种3-氨基水杨酸的制备方法。
技术背景
3-氨基水杨酸广泛应用于有机合成、医药研究、分析化学、生命科学等领域。
目前有文献报导的3-氨基水杨酸的制备方法主要是通过3-硝基水杨酸的催化氢化还原(参考文献:US2012/329773;(2012);(A1)English),但是3-硝基水杨酸价格极其昂贵,市场上无工业化产品。文献报导3-硝基水杨酸的制备主要以水杨酸为原料直接硝化而得(参考文献:US2010/0298567AI),此法不具备选择性,生成大量5-硝基水杨酸,3-硝基水杨酸的收率不足20%,而且难以纯化。此路线总收率不足10%,不适合工业化生产。
本发明选择苯环5位为卤素取代的水杨酸为初始原料可以选择性的在苯环的3位进行硝化,而避免了直接用水杨酸进行硝化产生大量5-硝基水杨酸的缺点,得到苯环5位卤素取代的3-硝基水杨酸,产物几乎无副产物,收率明显提高。得到的5位为卤素取代的3-硝基水杨酸经一步反应催化氢化还原硝基的同时脱卤氢解,直接得到3-硝基水杨酸。本发明所用原料5-氯硝基水杨酸廉价易得,反应副产物少,收率高,反应条件温和,工艺操作简单,两步反应总收率大于40%。
发明内容
为了克服上述缺点,本发明提出新的3-氨基水杨酸的制备方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:本发明涉及制备3-氨基水杨酸的新方法。该方法起始原料为水杨酸类化合物Ⅰ,通式:用硝化剂生成3-硝基水杨酸类化合物Ⅱ,通式:3-硝基水杨酸类化合物Ⅱ在有效量催化剂及供氢体存在下催化氢化还原硝基、脱卤氢解得3-氨基水杨酸。
所述步骤a中,选择的起始原料为水杨酸类化合物Ⅰ,可为5位为任意卤素取代的水杨酸,具体的可用通式表示化合物Ⅰ:考虑到原料的价格及反应的难易程度,优选Cl和Br,即优选5-氯水杨酸和5-溴水杨酸为起始原料,此两种原料都可使用市售的产品。
所述步骤a中,硝化剂是浓硫酸和浓硝酸、硝酸钾和硫酸、浓硝酸和冰醋酸。优选浓硝酸和冰醋酸。所述步骤a中,用硝化剂生成3-硝基水杨酸类化合物Ⅱ,化合物Ⅱ为通式:上式中X表示:Cl、Br、I、F。
所述步骤b中,有效量的催化剂为钯和/镍和/铂,优选钯。
上述的催化剂是沉积在无机或有机载体上。
上述载体选自木炭、活性炭、乙炔碳、二氧化硅、氧化铝、粘土或其等同物或聚合树脂的无机或有机载体,优选活性炭。
上述金属的沉积量为催化剂重量的0.5%-20%,优选5%-10%。
所述步骤b,优选的催化剂为5%-10%的Pb/C。
所述步骤b中的供氢体为氢气、甲酸铵、肼、环己烯、异丙醇。优选氢气。
当所述供氢体为氢气时,氢气压力为1到30巴范围内,优选3-10巴的范围内。
所述步骤b中反应在溶剂中进行,溶剂可以为水、有机溶剂及其混合物。
所述有机溶剂优选可以溶解所得到的产物,优选也可以溶解原料并且优选可以与水混溶的惰性溶剂。
所述有机溶剂可以是醇类溶剂,优选甲醇、乙醇。
所述步骤b中反应在温度在0℃到80℃,优选20℃到50℃。
所述步骤b中反应完成分离出催化剂后,通过碱中和至产物等电点来回收3-氨基水杨酸。
所述步骤b中反应完成分离出催化剂后,通过碱处理反应液至PH值达到3-6的范围,优选PH值为4-5来回收3-氨基水杨酸。
为了不使产品着色,碱的处理优选在在0℃-40℃低温下处理,更优选5℃-10℃范围内。
具体实施方式
通过下面的实施例可对本发明进行进一步的描述,然而,本发明的范围并不限于下述实施例。本领域的专业人员能够理解,在不背离本发明的精神和范围的前提下,可以对本发明进行各种变化和修饰。
实施例1
5-氯-3-硝基水杨酸的制备
在反应瓶中加入20克5-氯水杨酸,100毫升冰醋酸,冰浴下搅拌直到冰醋酸开始凝固。将8.9克90%的发烟硝酸与6毫升冰醋酸混合,加入恒压滴液漏斗中,撤去冰浴,室温水浴下慢慢滴至反应瓶中。约20分钟滴加完毕后,室温水浴中继续搅拌150分钟。反应完毕,将体系倒入120毫升碎冰中,搅拌30分钟。过滤,洗涤,滤饼在40℃烘干过夜。粗品用乙醇-水重结晶得亮黄色固体15.8克。m.p:162-166℃;MS(ESI-)216[M-H]-;1H-NMR(400MHz,DMSO-d6):δ8.21(1H,d,J=2.4Hz),8.02(1H,d,J=2.4Hz)。收率62.8%。
3-氨基水杨酸的制备
在装有涡轮机的反应器中,加入10克5-氯-3硝基水杨酸,50毫升甲醇,以10%(重量)沉积在活性炭上的钯催化剂1克。将反应器与装有氢气的容器连接,将反应器加压至5巴氢气压力,在30℃条件下搅拌反应,整个反应过程压力保持恒定。反应5小时后,氢气的消耗停止,反应完全。将反应液过滤,减压旋干溶剂得深褐色固体。将固体溶于25毫升水中,此时溶液PH小于1,过滤,滤去不溶物,得黄色液体,在冰浴下用氨水将溶液调至PH为4,析出大量固体,冷却充分,抽滤,水洗,滤饼在室温下减压干燥得灰白色固体5.1克,收率72.3%。MS(ESI)152[M-H]-;1H-NMR(400MHz,DMSO-d6):δ7.05(1H,d,J=7.2Hz),6.86(1H,d,J=7.8Hz),6.63(1H,dd,J1=7.2Hz,J2=7.8Hz)。
实施例2
5-溴-3-硝基水杨酸的制备
在反应瓶中加入20克5-溴水杨酸,100毫升冰醋酸,冰浴下搅拌直到冰醋酸开始凝固。将7.8克90%的发烟硝酸与6毫升冰醋酸混合,加入恒压滴液漏斗中,撤去冰浴,室温水浴下慢慢滴至反应瓶中。约20分钟滴加完毕后,室温水浴中继续搅拌150分钟。反应完毕,将体系倒入120毫升碎冰中,搅拌30分钟。过滤,洗涤,滤饼在50℃烘干过夜。粗品用乙醇-水重结晶得亮黄色固体15.4克,收率64.3%。MS(ESI)261[M-H]-;1H-NMR(400MHz,DMSO-d6):δ8.29(d,J=2.4Hz,1H),8.12(d,J=2.4Hz,1H)。
3-氨基水杨酸的制备
在装有涡轮机的反应器中,加入10克5-溴-3硝基水杨酸,50毫升甲醇,以10%(重量)沉积在活性炭上的钯催化剂1克。将反应器与装有氢气的容器连接,将反应器加压至5巴氢气压力,在35℃条件下搅拌反应,整个反应过程压力保持恒定。反应5小时后,氢气的消耗停止,反应完全。将反应液过滤,减压旋干滤液得深褐色固体。将固体溶于25毫升水中,此时溶液PH小于1,过滤,滤去不溶物,得黄色液体,在冰浴下用氨水将溶液调至PH为4,析出大量固体,冷却充分,抽滤,水洗,滤饼在室温下减压干燥得灰白色固体4.2克,收率71.2%。
实施例3
5-氯-3-硝基水杨酸的制备
重复实施例1中5-氯-3-硝基水杨酸的制备
3-氨基水杨酸的制备
在反应瓶中,加入10克5-氯-3硝基水杨酸,5克甲酸铵,25毫升水,25毫升甲醇,以10%(重量)沉积在活性炭上的钯催化剂1克。在35℃条件下搅拌反应,反应5小时后,LC-MS监测反应完全。将反应液过滤,减压旋干滤液。将固体溶于25毫升水中,过滤,滤去不溶物,得黄色液体,在冰浴下用氨水将溶液调至PH为4,析出大量固体,冷却充分,抽滤,水洗,滤饼在室温下减压干燥得灰白色固体4.5克,收率63.8%。
Claims (18)
1.一种3-氨基水杨酸的制备方法,其特征在于包括以下步骤:a,起始原料为水杨酸类化合物Ⅰ,通式:用硝化剂生成3-硝基水杨酸类化合物Ⅱ,通式b,3-硝基水杨酸类化合物Ⅱ在有效量催化剂及供氢体存在下催化氢化还原硝基、脱卤氢解得3-氨基水杨酸。
2.根据权利要求1的方法,其特征在于:所述步骤a中起始原料水杨酸类化合物Ⅰ为通式:式中的X表示:Cl、Br、I、F。
3.根据权利要求2的方法,其特征在于:起始原料水杨酸类化合物Ⅰ优选X为Cl和Br,即5-氯水杨酸、5-溴水杨酸。
4.根据权利要求1的方法,其特征在于:所述步骤a中硝化剂是浓硫酸和浓硝酸、硝酸钾和硫酸、浓硝酸和冰醋酸。优选浓硝酸和冰醋酸。
5.根据权利要求1的方法,其特征在于:所述步骤a中用硝化剂生成3-硝基水杨酸类化合物Ⅱ,化合物Ⅱ为通式:式中的X表示:Cl、Br、I、F。
6.根据权利要求1的方法,其特征在于:所述步骤b中有效量的催化剂为钯和/镍和/铂,优选钯。
7.根据权利要求6的方法,其特征在于:所述步骤b中的催化剂是沉积在无机或有机载体上。
8.根据权利要求7的方法,其特征在于:所述载体选自木炭、活性炭、乙炔碳、二氧化硅、氧化铝、粘土或其等同物或聚合树脂的无机或有机载体,优选活性炭。
9.根据权利要求6-8的任一项方法,其特征在于金属的沉积量为催化剂重量的0.5%-20%,优选5%-10%。
10.根据权利要求1的方法,其特征在于:所述步骤b中的供氢体为氢气、甲酸铵、肼、环己烯、异丙醇。优选氢气。
11.根据权利要求10的方法,其特征在于:供氢体为氢气时,氢气压力为1到30巴范围内,优选3-15巴的范围内。
12.根据权利要求1的方法,其特征在于:所述步骤b中反应在溶剂中进行,溶剂可以为水、有机溶剂及其混合物。
13.根据权利要求12的方法,其特征在于:所述有机溶剂优选可以溶解所得到的的产物,优选也可以溶解原料并且优选可以与水混溶的惰性溶剂。
14.根据权利要求13的方法,其特征在于:所述有机溶剂可以是醇类溶剂,优选甲醇、乙醇。
15.根据权利要求1的方法,其特征在于:所述步骤b中反应在温度在0℃到80℃,优选20℃到50℃。
16.根据权利要求1的方法,其特征在于:所述步骤b中反应完成分离出催化剂后,通过碱中和至产物等电点来回收3-氨基水杨酸。
17.根据权利要求16的方法,其特征在于:反应完成分离出催化剂后,通过碱处理反应液至PH值达到3-6的范围,优选PH值为4-5来回收3-氨基水杨酸。
18.权利要求1-17中任一项的方法在制备3-氨基水杨酸方面的用途。
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