CN104529815B - 合成2,4-二硝基苯氧胺的方法 - Google Patents

合成2,4-二硝基苯氧胺的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种合成2,4‑二硝基苯氧胺的方法，在反应容器中加入羟胺盐，水和乙酸酯，n(乙酸酯)：n(羟胺盐)＝1.0‑2.0:1，在15‑40℃温度下滴加30％碱金属氢氧化物水溶液并继续反应1小时，n(碱金属氢氧化物)：n(羟胺盐)＝1.5‑3；反应结束后升温至50℃，滴加2,4‑二硝基氯苯的乙酸酯溶液(浓度50％)，n(2，4‑二硝基氯苯)：n(羟胺盐)＝0.5‑1.0，滴加完毕后继续反应2小时；降温过滤用碱液打浆洗涤再过滤；在反应容器中加入滤饼，加入等摩尔盐酸后升温反应1‑3小时，降温后过滤；滤饼用甲醇重结晶后得产品。本发明反应步骤短，原料价廉易得，操作简便，容易工业化生产。

Description

合成2,4-二硝基苯氧胺的方法
技术领域
本发明涉及化合物合成方法技术领域，特别涉及一种合成的方法。
背景技术
二硝基苯氧胺(2,4-二硝基苯氧胺,O-(2,4-二硝基苯基)羟胺)是有机合成中一个优良的胺化剂，可用于各类含仲氮及负碳离子化合物的胺化反应。用二硝基苯氧胺进行胺化不仅操作简便，而且适用于其分子中存在其他对亚硝化或随后还原时有影响的化合物引入氨基。
目前用于合成2,4-二硝基苯氧胺的方法有：
1)Eidem(J Heterocyel Chem 1967，4，413)介绍了以叔丁氧甲酰氯保护羟胺中氮原子后，再与2,4-二硝基氯苯反应在氧原子上引入芳基，最后用三氟乙酸水解的工艺。该工艺采用叔丁氧甲酰氯及三氟乙酸作原料，价格昂贵。
2)日本公开特许87-70344公开了以邻苯二甲酸酐与羟胺形成N-羟基邻苯二甲酰亚胺，再与2,4-二硝基氯苯反应，然后肼解或羟胺解的工艺。该工艺步骤虽短，但肼解或羟胺解操作麻烦，副产物不易回收，成本较高。
3)忻涛等(中国医药工业杂志1993,03,134-135)介绍了在乙氰和乙醇的混合液中通入干燥氯化氢制得乙亚胺酸乙酯盐酸盐，再与盐酸羟胺反应生成乙羟肟酸乙酯，氧原子上进行芳化，然后用高氯酸水解的工艺。该工艺步骤较长，工艺复杂且操作麻烦，不利于大生产。
发明内容
本发明针对现有技术的上述不足，提供一种原料价廉易得，步骤短，操作简便，容易工业化生产的合成2,4-二硝基苯氧胺的方法。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：先用乙酸酯与羟胺盐进行肟化反应对N保护，其反应式如下式所示：
式中R为甲基或乙基，HX为盐酸或硫酸；
然后所得的产物与2,4-二硝基氯苯反应，其反应式如下式所示：
然后再加入盐酸进行水解，其反应式如下式所示：
具体的合成步骤如下：
(1)在反应容器中加入羟胺盐，水和乙酸酯，然后在15-40℃温度下、向反应容器中滴加质量百分比为25-35％的碱金属氢氧化物水溶液并保温1-2小时；水的用量为羟胺盐重量的0.5-2倍，乙酸酯与羟胺盐的摩尔比为1.0-2.0:1，碱金属氢氧化物与羟胺盐的摩尔比为1.5-3.0:1；
(2)保温结束后升温至40-50℃，滴加2,4-二硝基氯苯的乙酸酯溶液(2,4-二硝基氯苯在配置好的乙酸酯溶液中的质量百分比为40-50％)，滴加完毕后40-50℃保温1-2小时；2,4-二硝基氯苯与步骤(1)中所加羟胺盐的摩尔比为0.5-1.0:1；
(3)将步骤(2)合成的物料降至室温后过滤，所得滤饼用质量百分比为3-5％碱金属氢氧化物水溶液打浆洗涤，滤饼与质量百分比为3-5％碱金属氢氧化物水溶液之间重量比为1:1-2，然后再次过滤得到滤饼；
(4)在反应容器中加入步骤(3)再次过滤得到的滤饼，然后加入与步骤(2)中2,4-二硝基氯苯等摩尔的质量百分比为10-20％盐酸(等摩尔为2,4-二硝基氯苯与盐酸的摩尔比)，然后升温至50-70℃反应1-3小时，反应结束后降至室温(根据当时室温环境，一般15-30度)过滤得到滤料；
(5)用步骤(4)得到的滤料5-6倍重量的甲醇对滤料进行加热回流、冷却实现重结晶，再过滤获得的结晶在50-60℃、0.5-0.8MPa下真空干燥3-4小时，得到2,4-二硝基苯氧胺产品。
上述步骤(1)中水的用量优选为羟胺盐重量的0.8-1.5倍，过少羟胺盐溶解不完导致副反应的产生，过高则导致生产率下降，能耗增大。
上述步骤(1)中碱金属氢氧化物为氢氧化钠或氢氧化钾，优选为氢氧化钠，因两者性能相差不大，但价格相差悬殊，氢氧化钠能显著降低成本。
上述步骤(1)中碱金属氢氧化物与羟胺盐的摩尔比优选为1.6-2.2:1，过低反应不完全，过高则易导致副反应。
上述步骤(1)中乙酸酯与羟胺盐的摩尔比优选为1.1-1.5:1，过低反应不完全，过高原料浪费。
上述步骤(1)中反应温度优选为20-30℃，过低反应不完全，过高则易导致副反应。
上述步骤(2)中2,4-二硝基氯苯与步骤(1)中所加羟胺盐的摩尔比优选为0.6-0.8:1，过低则原料消耗增加，过高烷基化不完全，易产生副反应。
上述步骤(4)中反应时间为1-2小时，过少则水解不完全，过长导致副反应增加；反应温度为50-60℃，过低则水解不完全，过高导致副反应增加。
与现有技术相比，本发明的优点在于:
1.本发明合成2,4-二硝基苯氧胺的方法中不使用叔丁氧甲酰氯及三氟乙酸等价格昂贵的原料，原料价廉易得。
2.本发明合成2,4-二硝基苯氧胺的方法中，在水解反应过程中采用盐酸水解，不仅原料价廉易得，而且处理简单。
3.本发明合成2,4-二硝基苯氧胺的方法与原有乙羟肟酸乙酯工艺比较，避免了步骤较长，工艺复杂且操作麻烦不利于大生产等问题，容易工业化生产。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细描述，但本发明不仅仅局限于以下实施例。
实施例1
在装有电动搅拌、温度计、冷凝管的500mL的四口烧瓶中加入35g水，35g(0.50mo1)盐酸羟胺，室温下搅拌溶解后再加入44.4g(0.60mol)乙酸甲酯，恒温25℃，开始滴加30％液碱120g(0.90mol)，加入时间1h，加入完后在25℃下反应1h。接着升温到50℃，滴加1:1的2,4-二硝基氯苯的乙酸甲酯溶液121.5g(0.30mol)，加入时间2h，加入完后在50℃下反应2h，然后降温至25℃。过滤，滤饼用质量比1:1的5％液碱打浆洗涤，再次过滤；固体投入500mL的四口烧瓶中，加入36.6g水，36.6g(0.30mo1)31％盐酸，升温到60℃，反应2小时后降温至25℃。过滤，固体用5倍重量甲醇回流重结晶，50℃真空干燥得产品37.1g，收率61.0％，液相含量为98.3％。
实施例2
水用量改为50g，其它同实施例1，结果为2,4-二硝基苯氧胺37.6g，收率62.1％，液相含量为98.7％。
实施例3
NaOH改为KOH，其它同实施例1，结果为2,4-二硝基苯氧胺37.4g，收率61.7％，液相含量为98.6％
实施例4
乙酸甲酯改为乙酸乙酯，其它同实施例1，结果为2,4-二硝基苯氧胺36.8g，收率60.4％，液相含量为98.1％
实施例5
NaOH用量改为0.8mol，其它同实施例1，结果为2,4-二硝基苯氧胺34.8g，收率57.6％,液相含量为98.8％.
实施例6
乙酸甲酯用量改为0.75mol，其它同实施例1，结果为2,4-二硝基苯氧胺37.4g，收率61.3％，液相含量为97.9％。
实施例7
2,4-二硝基氯苯用量改为0.4mol，其它同实施例1，结果为2,4-二硝基苯氧胺36.2g，收率43.7％，液相含量为96.3％。
实施例8
水解反应温度为70℃，保温反应时间为2h，其它同实施例1，结果为2,4-二硝基苯氧胺37.7g，收率61.9％，液相含量为98.1％。
实施例9
盐酸羟胺改为硫酸羟胺，其它同实施例1，结果为2,4-二硝基苯氧胺35.1g，收率57.8％，液相含量为98.3％
从上述具体实施例可知本发明的制备步骤简单、后处理容易且产率高，易于水解分离。

Claims (8)

1.一种合成2,4-二硝基苯氧胺的方法，其特征在于：先用乙酸酯与羟胺盐进行肟化反应对N保护，其反应式如下式所示：
式中R为甲基或乙基，HX为盐酸或硫酸；
然后与2,4-二硝基氯苯反应，其反应式如下式所示：
再加入盐酸水解，其反应式如下式所示：
具体合成步骤如下：
（1）在反应容器中加入羟胺盐，水和乙酸酯，然后在15-40℃温度下、向反应容器中滴加质量百分比为25-35%的碱金属氢氧化物水溶液并保温1-2小时；水的用量为羟胺盐重量的0.5-2倍，乙酸酯与羟胺盐的摩尔比为1.0-2.0:1，碱金属氢氧化物与羟胺盐的摩尔比为1.5-3.0:1；
（2）保温结束后升温至40-50℃，滴加2,4-二硝基氯苯的乙酸酯溶液，滴加完毕后40-50℃保温1-2小时； 2,4-二硝基氯苯与步骤（1）中所加羟胺盐的摩尔比为0.5-1.0:1；
（3）将步骤（2）合成的物料降至室温后过滤，所得滤饼用质量百分比为3-5%碱金属氢氧化物水溶液打浆洗涤，滤饼与质量百分比为3-5%碱金属氢氧化物水溶液之间重量比为1:1-2，然后再次过滤得到滤饼；
（4）在反应容器中加入步骤（3）再次过滤得到的滤饼，然后加入与步骤（2）中2,4-二硝基氯苯等摩尔的质量百分比为10-20%盐酸，然后升温50-70℃反应1-3小时，反应结束后降至室温过滤得到滤料；
（5）用步骤（4）得到的滤料5-6倍重量的甲醇对滤料进行加热回流、冷却实现重结晶，再过滤结晶在50-60℃、0.5-0.8MPa下真空干燥3-4小时，得到2,4-二硝基苯氧胺产品。
2.根据权利要求1所述合成2,4-二硝基苯氧胺的方法，其特征在于：所述步骤（1）中乙酸酯为乙酸甲酯或乙酸乙酯；碱金属氢氧化物为氢氧化钠或氢氧化钾；羟胺盐为盐酸羟胺或硫酸羟胺。
3.根据权利要求1所述合成2,4-二硝基苯氧胺的方法，其特征在于：步骤（1）中水的用量为羟胺盐重量的0.8-1.5倍。
4.根据权利要求1所述合成2,4-二硝基苯氧胺的方法，其特征在于：步骤（1）中碱金属氢氧化物与羟胺盐的摩尔比为1.6-2.2: 1。
5.根据权利要求1所述合成2,4-二硝基苯氧胺的方法，其特征在于：步骤（1）中乙酸酯与羟胺盐的摩尔比为1.1-1.5: 1。
6.根据权利要求1所述合成2,4-二硝基苯氧胺的方法，其特征在于：步骤（1）中反应温度为20-30℃。
7.根据权利要求1所述合成2,4-二硝基苯氧胺的方法，其特征在于：步骤（2）中2,4-二硝基氯苯与步骤（1）中所加羟胺盐的摩尔比为0.6-0.8:1。
8.根据权利要求1所述合成2,4-二硝基苯氧胺的方法，其特征在于：步骤（4）中反应时间为1-2小时，反应温度为50-60℃。
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