CN105418442A - 一种2,4-二氨基苯甲酸的合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种2,4-二氨基苯甲酸的合成方法,属于化学合成领域。本发明先用邻苯二甲酸酐为原料,加入浓硫酸和发烟硝酸生成4-硝基邻苯二甲酸,再向其中加入乙酸酐,加热至固体全部溶解,***洗涤后得4-硝基邻苯二甲酸酐,再将其和尿素混合加热,对反应体系进行抽真空,之后加入盐酸得4-硝基-2-甲酰胺基苯甲酸,再在次氯酸钠溶液和冰浴的条件下得2-氨基-4-硝基苯甲酸,最后再和无水乙醇进行回流,加入硫化铵溶液,利用微波加热等条件最终制得2,4-二氨基苯甲酸。
Description
技术领域
本发明公开了一种2,4-二氨基苯甲酸的合成方法,属于化学合成领域。
背景技术
3,5-二硝基苯甲酸和3,5-二氨基苯甲酸是一类重要的染料、医药中间体,以它们为原料,可以开发出泛影酸、聚酰亚胺等许多高附加值下游产品。目前,国内外对这两种物质有较大的市场需求。3,5-二硝基苯甲酸一般以苯甲酸或间硝基苯甲酸为原料,经硝化反应得到。3,5-二氨基苯甲酸可以由3,5-二硝基苯甲酸经过还原制备。
苯甲酸上苯环所连的羧基是第二类定位基,用硝酸硝化时,硝基定位在羧基的间位,同时,硝基也是第二类定位基,第二个硝基也定位在间位上,由于羧基的钝化作用,继续硝化生成三硝基化合物的几率极小。在硝化反应中,由于硝基和羧基的钝化作用,第二个硝基很难进攻上去,同时由于硫酸的存在,高温容易发生磺化反应,产生副产物。用发烟硝酸及发烟硫酸,可以提高硝化反应的脱水值,降低反应所需要的温度,减少或避免副反应的发生。该反应具有高选择性、高转化率、安全的优点。反应产生的废水用氢氧化钙中和,然后直接焚烧可以得到建筑材料石膏,同时消除废水。
发明内容
本发明提供一种反应条件温和、收率高的2,4-二氨基苯甲酸的合成方法。
为达到上述目的,本发明2,4-二氨基苯甲酸的合成路线为:
本发明涉及的2,4-二氨基苯甲酸的合成过程包括以下步骤:
(1)在500mL的四口烧瓶中加入80~100g的邻苯二甲酸酐,向其中缓慢加入180~200mL质量分数90~92%的浓硫酸,搅拌10~15min后,放置水浴中,在70℃下滴加60~70g的发烟硝酸,并保持反应体系温度在70~100℃,滴加完成后,在70~90℃下搅拌反应1~2h,反应完成后用冰浴冷却至室温,过滤,将滤渣用清水洗涤3~4次,之后溶于100~150mL的蒸馏水中,保温在55~66℃下静置1~2h,之后过滤,将滤渣干燥即得4-硝基邻苯二甲酸;
(2)取100~150g上述的制得4-硝基邻苯二甲酸与四口烧瓶中,向其中加入30~40mL的乙酸酐,在90~105℃下搅拌直至固体全部溶解,溶解后升温至120~130℃,保持在此温度下反应2~4h,并且边反应边搅拌,反应结束后冷却至室温,过滤,取滤渣用***洗涤2~3,洗涤后在40~50℃下干燥4~5h,得4-硝基邻苯二甲酸酐;
(3)将20~25g的尿素加入500mL的三口烧瓶中,放入水浴中,控制温度在5~8℃时,分3~4次向烧瓶中加入上述制得的4-硝基邻苯二甲酸酐,每次加入量为10~15g,并且边加入边搅拌,加入完成后缓慢升温至70~80℃,使得4-硝基邻苯二甲酸酐完全溶解,之后降温至45~50℃对烧瓶中进行抽真空,当不再有固体析出时向其中加入10~15mL质量分数为60~70%的盐酸,之后剧烈搅拌20~30min,转速控制在400~500r/min,搅拌后降温至室温,进行过滤,将滤渣用蒸馏水清洗后,在50~55℃下干燥,可得4-硝基-2-甲酰胺基苯甲酸;
(4)在500mL的四口烧瓶中加入40~50mL质量分数10~20%次氯酸钠水溶液,放置冰浴中,控制温度在0~2℃下加入100~110g上述制得的4-硝基-2-甲酰胺基苯甲酸,加入后升温至30~40℃,保持在此温度下反应2~3h,边反应边搅拌,反应完成后冷却至-5℃,冷却后立即抽滤,将滤渣在60~70℃下干燥,即得2-氨基-4-硝基苯甲酸;
(5)在250mL的三口烧瓶中加入15~20g上述制得的2-氨基-4-硝基苯甲酸,再向其中加入90~100mL无水乙醇,在100~105℃下进行回流1~2h,回流后向其中滴加50~60mL质量分数9%的硫化铵溶液,在800~900W微波加热下继续回流5~7min,趁热抽滤,用水清洗滤渣至pH为7~8,合并滤液,倒入50~60g冰水中,并迅速搅拌,静置5~10min后将粗产物析出,用质量分数30~40%盐酸溶解粗产物,过滤。将滤液用质量分数30%的氨水调至pH为3~4,析出固体后进行抽滤,将滤渣放置60~70℃下干燥,即可得2,4-二氨基苯甲酸。
具体实施方案
本发明涉及的一种2,4-二氨基苯甲酸的合成过程包括以下步骤:
首先在500mL的四口烧瓶中加入80~100g的邻苯二甲酸酐,向其中缓慢加入180~200mL质量分数90~92%的浓硫酸,搅拌10~15min后,放置水浴中,在70℃下滴加60~70g的发烟硝酸,并保持反应体系温度在70~100℃,滴加完成后,在70~90℃下搅拌反应1~2h,反应完成后用冰浴冷却至室温,过滤,将滤渣用清水洗涤3~4次,之后溶于100~150mL的蒸馏水中,保温在55~66℃下静置1~2h,之后过滤,将滤渣干燥即得4-硝基邻苯二甲酸;取100~150g制得4-硝基邻苯二甲酸与四口烧瓶中,向其中加入30~40mL的乙酸酐,在90~105℃下搅拌直至固体全部溶解,溶解后升温至120~130℃,保持在此温度下反应2~4h,并且边反应边搅拌,反应结束后冷却至室温,过滤,取滤渣用***洗涤2~3,洗涤后在40~50℃下干燥4~5h,得4-硝基邻苯二甲酸酐;将20~25g的尿素加入500mL的三口烧瓶中,放入水浴中,控制温度在5~8℃时,分3~4次向烧瓶中加入制得的4-硝基邻苯二甲酸酐,每次加入量为10~15g,并且边加入边搅拌,加入完成后缓慢升温至70~80℃,使得4-硝基邻苯二甲酸酐完全溶解,之后降温至45~50℃对烧瓶中进行抽真空,当不再有固体析出时向其中加入10~15mL质量分数为60~70%的盐酸,之后剧烈搅拌20~30min,转速控制在400~500r/min,搅拌后降温至室温,进行过滤,将滤渣用蒸馏水清洗后,在50~55℃下干燥,可得4-硝基-2-甲酰胺基苯甲酸;在500mL的四口烧瓶中加入40~50mL质量分数10~20%次氯酸钠水溶液,放置冰浴中,控制温度在0~2℃下加入100~110g上述制得的4-硝基-2-甲酰胺基苯甲酸,加入后升温至30~40℃,保持在此温度下反应2~3h,边反应边搅拌,反应完成后冷却至-5℃,冷却后立即抽滤,将滤渣在60~70℃下干燥,即得2-氨基-4-硝基苯甲酸;在250mL的三口烧瓶中加入15~20g上述制得的2-氨基-4-硝基苯甲酸,再向其中加入90~100mL无水乙醇,在100~105℃下进行回流1~2h,回流后向其中滴加50~60mL质量分数9%的硫化铵溶液,在800~900W微波加热下继续回流5~7min,趁热抽滤,用水清洗滤渣至pH为7~8,合并滤液,倒入50~60g冰水中,并迅速搅拌,静置5~10min后将粗产物析出,用质量分数30~40%盐酸溶解粗产物,过滤。将滤液用质量分数30%的氨水调至pH为3~4,析出固体后进行抽滤,将滤渣放置60~70℃下干燥,即可得2,4-二氨基苯甲酸。
实例1
首先在500mL的四口烧瓶中加入80g的邻苯二甲酸酐,向其中缓慢加入180mL质量分数90%的浓硫酸,搅拌10min后,放置水浴中,在70℃下滴加60g的发烟硝酸,并保持反应体系温度在70℃,滴加完成后,在70℃下搅拌反应1h,反应完成后用冰浴冷却至室温,过滤,将滤渣用清水洗涤3次,之后溶于100mL的蒸馏水中,保温在55℃下静置1h,之后过滤,将滤渣干燥即得4-硝基邻苯二甲酸;取100g制得4-硝基邻苯二甲酸与四口烧瓶中,向其中加入30mL的乙酸酐,在90℃下搅拌直至固体全部溶解,溶解后升温至120℃,保持在此温度下反应2h,并且边反应边搅拌,反应结束后冷却至室温,过滤,取滤渣用***洗涤2,洗涤后在40℃下干燥4h,得4-硝基邻苯二甲酸酐;将20g的尿素加入500mL的三口烧瓶中,放入水浴中,控制温度在5℃时,分3次向烧瓶中加入制得的4-硝基邻苯二甲酸酐,每次加入量为10g,并且边加入边搅拌,加入完成后缓慢升温至70℃,使得4-硝基邻苯二甲酸酐完全溶解,之后降温至45℃对烧瓶中进行抽真空,当不再有固体析出时向其中加入10mL质量分数为60%的盐酸,之后剧烈搅拌20min,转速控制在400r/min,搅拌后降温至室温,进行过滤,将滤渣用蒸馏水清洗后,在50℃下干燥,可得4-硝基-2-甲酰胺基苯甲酸;在500mL的四口烧瓶中加入40mL质量分数10%次氯酸钠水溶液,放置冰浴中,控制温度在0℃下加入100g上述制得的4-硝基-2-甲酰胺基苯甲酸,加入后升温至30℃,保持在此温度下反应2h,边反应边搅拌,反应完成后冷却至-5℃,冷却后立即抽滤,将滤渣在60℃下干燥,即得2-氨基-4-硝基苯甲酸;在250mL的三口烧瓶中加入15g上述制得的2-氨基-4-硝基苯甲酸,再向其中加入90mL无水乙醇,在100℃下进行回流1h,回流后向其中滴加50mL质量分数9%的硫化铵溶液,在800W微波加热下继续回流5min,趁热抽滤,用水清洗滤渣至pH为7,合并滤液,倒入50g冰水中,并迅速搅拌,静置5min后将粗产物析出,用质量分数30%盐酸溶解粗产物,过滤。将滤液用质量分数30%的氨水调至pH为3,析出固体后进行抽滤,将滤渣放置60℃下干燥,即可得2,4-二氨基苯甲酸。
实例2
首先在500mL的四口烧瓶中加入90g的邻苯二甲酸酐,向其中缓慢加入190mL质量分数91%的浓硫酸,搅拌13min后,放置水浴中,在70℃下滴加65g的发烟硝酸,并保持反应体系温度在85℃,滴加完成后,在80℃下搅拌反应1.5h,反应完成后用冰浴冷却至室温,过滤,将滤渣用清水洗涤3次,之后溶于125mL的蒸馏水中,保温在60℃下静置1.5h,之后过滤,将滤渣干燥即得4-硝基邻苯二甲酸;取125g制得4-硝基邻苯二甲酸与四口烧瓶中,向其中加入35mL的乙酸酐,在100℃下搅拌直至固体全部溶解,溶解后升温至125℃,保持在此温度下反应3h,并且边反应边搅拌,反应结束后冷却至室温,过滤,取滤渣用***洗涤3,洗涤后在45℃下干燥4.5h,得4-硝基邻苯二甲酸酐;将23g的尿素加入500mL的三口烧瓶中,放入水浴中,控制温度在6℃时,分3次向烧瓶中加入制得的4-硝基邻苯二甲酸酐,每次加入量为13g,并且边加入边搅拌,加入完成后缓慢升温至75℃,使得4-硝基邻苯二甲酸酐完全溶解,之后降温至47℃对烧瓶中进行抽真空,当不再有固体析出时向其中加入13mL质量分数为65%的盐酸,之后剧烈搅拌25min,转速控制在450r/min,搅拌后降温至室温,进行过滤,将滤渣用蒸馏水清洗后,在53℃下干燥,可得4-硝基-2-甲酰胺基苯甲酸;在500mL的四口烧瓶中加入45mL质量分数15%次氯酸钠水溶液,放置冰浴中,控制温度在1℃下加入105g上述制得的4-硝基-2-甲酰胺基苯甲酸,加入后升温至35℃,保持在此温度下反应2.5h,边反应边搅拌,反应完成后冷却至-5℃,冷却后立即抽滤,将滤渣在65℃下干燥,即得2-氨基-4-硝基苯甲酸;在250mL的三口烧瓶中加入17g上述制得的2-氨基-4-硝基苯甲酸,再向其中加入95mL无水乙醇,在103℃下进行回流1.5h,回流后向其中滴加55mL质量分数9%的硫化铵溶液,在850W微波加热下继续回流6min,趁热抽滤,用水清洗滤渣至pH为7.5,合并滤液,倒入55g冰水中,并迅速搅拌,静置7min后将粗产物析出,用质量分数35%盐酸溶解粗产物,过滤。将滤液用质量分数30%的氨水调至pH为3.5,析出固体后进行抽滤,将滤渣放置65℃下干燥,即可得2,4-二氨基苯甲酸。
实例3
首先在500mL的四口烧瓶中加入100g的邻苯二甲酸酐,向其中缓慢加入200mL质量分数92%的浓硫酸,搅拌15min后,放置水浴中,在70℃下滴加70g的发烟硝酸,并保持反应体系温度在100℃,滴加完成后,在90℃下搅拌反应2h,反应完成后用冰浴冷却至室温,过滤,将滤渣用清水洗涤4次,之后溶于150mL的蒸馏水中,保温在66℃下静置2h,之后过滤,将滤渣干燥即得4-硝基邻苯二甲酸;取150g制得4-硝基邻苯二甲酸与四口烧瓶中,向其中加入40mL的乙酸酐,在105℃下搅拌直至固体全部溶解,溶解后升温至130℃,保持在此温度下反应4h,并且边反应边搅拌,反应结束后冷却至室温,过滤,取滤渣用***洗涤3,洗涤后在50℃下干燥5h,得4-硝基邻苯二甲酸酐;将25g的尿素加入500mL的三口烧瓶中,放入水浴中,控制温度在8℃时,分4次向烧瓶中加入制得的4-硝基邻苯二甲酸酐,每次加入量为15g,并且边加入边搅拌,加入完成后缓慢升温至80℃,使得4-硝基邻苯二甲酸酐完全溶解,之后降温至50℃对烧瓶中进行抽真空,当不再有固体析出时向其中加入15mL质量分数为70%的盐酸,之后剧烈搅拌30min,转速控制在500r/min,搅拌后降温至室温,进行过滤,将滤渣用蒸馏水清洗后,在55℃下干燥,可得4-硝基-2-甲酰胺基苯甲酸;在500mL的四口烧瓶中加入50mL质量分数20%次氯酸钠水溶液,放置冰浴中,控制温度在2℃下加入110g上述制得的4-硝基-2-甲酰胺基苯甲酸,加入后升温至40℃,保持在此温度下反应3h,边反应边搅拌,反应完成后冷却至-5℃,冷却后立即抽滤,将滤渣在70℃下干燥,即得2-氨基-4-硝基苯甲酸;在250mL的三口烧瓶中加入20g上述制得的2-氨基-4-硝基苯甲酸,再向其中加入100mL无水乙醇,在105℃下进行回流2h,回流后向其中滴加60mL质量分数9%的硫化铵溶液,在900W微波加热下继续回流7min,趁热抽滤,用水清洗滤渣至pH为8,合并滤液,倒入60g冰水中,并迅速搅拌,静置10min后将粗产物析出,用质量分数40%盐酸溶解粗产物,过滤。将滤液用质量分数30%的氨水调至pH为4,析出固体后进行抽滤,将滤渣放置70℃下干燥,即可得2,4-二氨基苯甲酸。
Claims (2)
1.一种2,4-二氨基苯甲酸的合成方法,其特征在于2,4-二氨基苯甲酸的合成:
(1)在500mL的四口烧瓶中加入80~100g的邻苯二甲酸酐,向其中缓慢加入180~200mL质量分数90~92%的浓硫酸,搅拌10~15min后,放置水浴中,在70℃下滴加60~70g的发烟硝酸,并保持反应体系温度在70~100℃,滴加完成后,在70~90℃下搅拌反应1~2h,反应完成后用冰浴冷却至室温,过滤,将滤渣用清水洗涤3~4次,之后溶于100~150mL的蒸馏水中,保温在55~66℃下静置1~2h,之后过滤,将滤渣干燥即得4-硝基邻苯二甲酸;
(2)取100~150g上述的制得4-硝基邻苯二甲酸与四口烧瓶中,向其中加入30~40mL的乙酸酐,在90~105℃下搅拌直至固体全部溶解,溶解后升温至120~130℃,保持在此温度下反应2~4h,并且边反应边搅拌,反应结束后冷却至室温,过滤,取滤渣用***洗涤2~3,洗涤后在40~50℃下干燥4~5h,得4-硝基邻苯二甲酸酐;
(3)将20~25g的尿素加入500mL的三口烧瓶中,放入水浴中,控制温度在5~8℃时,分3~4次向烧瓶中加入上述制得的4-硝基邻苯二甲酸酐,每次加入量为10~15g,并且边加入边搅拌,加入完成后缓慢升温至70~80℃,使得4-硝基邻苯二甲酸酐完全溶解,之后降温至45~50℃对烧瓶中进行抽真空,当不再有固体析出时向其中加入10~15mL质量分数为60~70%的盐酸,之后剧烈搅拌20~30min,转速控制在400~500r/min,搅拌后降温至室温,进行过滤,将滤渣用蒸馏水清洗后,在50~55℃下干燥,可得4-硝基-2-甲酰胺基苯甲酸;
(4)在500mL的四口烧瓶中加入40~50mL质量分数10~20%次氯酸钠水溶液,放置冰浴中,控制温度在0~2℃下加入100~110g上述制得的4-硝基-2-甲酰胺基苯甲酸,加入后升温至30~40℃,保持在此温度下反应2~3h,边反应边搅拌,反应完成后冷却至-5℃,冷却后立即抽滤,将滤渣在60~70℃下干燥,即得2-氨基-4-硝基苯甲酸;
(5)在250mL的三口烧瓶中加入15~20g上述制得的2-氨基-4-硝基苯甲酸,再向其中加入90~100mL无水乙醇,在100~105℃下进行回流1~2h,回流后向其中滴加50~60mL质量分数9%的硫化铵溶液,在800~900W微波加热下继续回流5~7min,趁热抽滤,用水清洗滤渣至pH为7~8,合并滤液,倒入50~60g冰水中,并迅速搅拌,静置5~10min后将粗产物析出,用质量分数30~40%盐酸溶解粗产物,过滤。
2.将滤液用质量分数30%的氨水调至pH为3~4,析出固体后进行抽滤,将滤渣放置60~70℃下干燥,即可得2,4-二氨基苯甲酸。
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Date | Code | Title | Description |
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C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
CB02 | Change of applicant information |
Address after: 213164 Changzhou Province, north of the New District, Jiangsu Biguiyuan, unit B, room 1601, room 32 Applicant after: Ding Yuqin Address before: 213164 Changzhou Province, north of the new North Industrial Park Road, one hundred environmental protection (Fan Qun drying equipment Co., Ltd.) Applicant before: Ding Yuqin |
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COR | Change of bibliographic data | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20160323 |
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WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |