RU2577545C1

RU2577545C1 - Method for obtaining 4-(3-amino-4-nitrophenoxy)benzoic acid under impact of ultrasound

Info

Publication number: RU2577545C1
Application number: RU2015108621/04A
Authority: RU
Inventors: Роман Сергеевич Бегунов; Ася Николаевна Валяева; Татьяна Викторовна Шебунина; Наталья Олеговна Добрецова
Priority date: 2015-03-11
Filing date: 2015-03-11
Publication date: 2016-03-20

Abstract

FIELD: chemistry.

SUBSTANCE: method includes process of halogen substitution in 2-nitro-5-chloroaniline in interaction with 4-hydroxybenzoic acid in DMSO in presence of K₂CO₃with ultrasonic activation. Aromatic nucleophilic substitution of chlorine is carried out in DMSO in presence of K₂CO₃ at ultrasound frequency, equal 37 kHz, at temperature 80°C for 2 h and molar ratio of 2-nitro-5-chloroaniline:4-hydroxybenzoic acid = 1:1.05.

EFFECT: method makes it possible to reduce the number of stages, to reduce duration and temperature of reaction of aromatic nucleophilic substitution, to increase target product output.

1 ex

Description

Изобретение относится к способу синтеза аминофеноксибензойных кислот, в частности к получению 4-(3-амино-4-нитрофенокси)бензойной кислоты под действием ультразвука,The invention relates to a method for the synthesis of aminophenoxybenzoic acids, in particular to the production of 4- (3-amino-4-nitrophenoxy) benzoic acid under the action of ultrasound,

которая используется в качестве полупродукта в синтезе мономера АБ-типа для термостабильных полимерных материалов (US 4414383, 8.11.1983; US 4483977, 20.11.1984; US 5374706, 20.12.1994; А.Ю. Лейкин, А.Л. Русанов, Р.С. Бегунов, А.И. Фоменков. Синтез и свойства поли-2-(4′-оксифенилен)-5-бензимидазола и протонпроводящей мембраны на его основе // Высокомолек. соед. С. 2009. Т. 51. №7. С. 1264-1268).which is used as an intermediate in the synthesis of AB-type monomer for thermostable polymeric materials (US 4414383, 11/08/1983; US 4483977, 11/20/1984; US 5374706, 12/20/1994; A.Yu. Leikin, A.L. Rusanov, P . S. Begunov, A. I. Fomenkov, Synthesis and Properties of Poly-2- (4′-hydroxyphenylene) -5-benzimidazole and a Proton Conductive Membrane Based on It // Vysokomolek Comp. S. 2009. V. 51. No. 7 S. 1264-1268).

Известен трехстадийный способ получения 4-(3-амино-4-нитрофенокси)бензойной кислоты (Патент 2409554 РФ, Бегунов Р.С., Зубишина А.А.), включающий следующие стадии: ацилирование 2-нитро-5-хлоранилина уксусным ангидридом при температуре 90°С в течение 1 ч, нуклеофильное замещение атома хлора, при взаимодействии с 4-гидроксибензойной кислотой в ДМСО в присутствии K₂CO₃ при температуре 105°С в течении 8 ч, снятие ацильной защиты аминогруппы в результате щелочного гидролиза при температуре 60°С в течении 0.5 ч.Known three-step method for producing 4- (3-amino-4-nitrophenoxy) benzoic acid (RF Patent 2409554, R. Begunov, A. Zubishin), which includes the following stages: acylation of 2-nitro-5-chloroaniline with acetic anhydride at at a temperature of 90 ° C for 1 h, nucleophilic substitution of a chlorine atom, when reacted with 4-hydroxybenzoic acid in DMSO in the presence of K ₂ CO ₃ at a temperature of 105 ° C for 8 h, deprotection of the amino group by alkaline hydrolysis at a temperature of 60 ° C for 0.5 hours

Недостатками известного способа синтеза 4-(3-амино-4-нитрофенокси)бензойной кислоты являются: продолжительное время протекания реакции ароматического нуклеофильного замещения, а также необходимость дополнительных стадий ацилирования 2-нитро-5-хлоранилина и гидролиза ацетамидной связи в 4-(3-ацетамидо-4-нитрофенокси)бензойной кислоте, что увеличивает операционное время процесса, а также приводит к снижению суммарного выхода целевого продукта и его степени чистоты.The disadvantages of the known method for the synthesis of 4- (3-amino-4-nitrophenoxy) benzoic acid are: the long reaction time of the aromatic nucleophilic substitution reaction, as well as the need for additional acylation steps of 2-nitro-5-chloraniline and hydrolysis of the acetamide bond in 4- (3- acetamido-4-nitrophenoxy) benzoic acid, which increases the operating time of the process, and also leads to a decrease in the total yield of the target product and its degree of purity.

Цель изобретения - сокращение количества стадий, уменьшение времени и температуры реакции ароматического нуклеофильного замещения, повышение выхода 4-(3-амино-4-нитрофенокси)бензойной кислоты.The purpose of the invention is to reduce the number of stages, reduce the time and temperature of the aromatic nucleophilic substitution reaction, increase the yield of 4- (3-amino-4-nitrophenoxy) benzoic acid.

Поставленная цель достигается тем, что процесс замещения галогена в 2-нитро-5-хлоранилине осуществляют при ультразвуковой активации. Причем ароматическое нуклеофильное замещение атома хлора проводят в ДМСО в присутствии K₂CO₃ при частоте ультразвука, равной 37 кГц, при температуре 80°С в течении 2 ч и мольном соотношении 2-нитро-5-хлоранилин : 4-гидроксибензойная кислота = 1:1.05.This goal is achieved in that the process of replacing halogen in 2-nitro-5-chloraniline is carried out with ultrasonic activation. Moreover, aromatic nucleophilic substitution of a chlorine atom is carried out in DMSO in the presence of K ₂ CO ₃ at an ultrasound frequency of 37 kHz, at a temperature of 80 ° C for 2 hours and a molar ratio of 2-nitro-5-chloraniline: 4-hydroxybenzoic acid = 1: 1.05.

Реализация предложенной схемы синтеза 4-(3-амино-4-нитрофенокси)бензойной кислоты позволяет сократить количество стадий с трех до одной, уменьшить время с 8 ч до 2 ч и температуру с 105°С до 80°С процесса ароматического нуклеофильного замещения и получить целевой продукт с выходом 95%.Implementation of the proposed synthesis scheme for 4- (3-amino-4-nitrophenoxy) benzoic acid allows to reduce the number of stages from three to one, reduce the time from 8 hours to 2 hours and the temperature from 105 ° C to 80 ° C of the aromatic nucleophilic substitution process and obtain target product with a yield of 95%.

Строение и чистоту промежуточных соединений и целевых продуктов анализировали методами ЯМР ¹Н - и масс-спектрометрии, определением температуры плавления и элементного состава.The structure and purity of intermediate compounds and target products were analyzed by ¹ H NMR and mass spectrometry, by determining the melting temperature and elemental composition.

Изобретение иллюстрируется следующим примером.The invention is illustrated by the following example.

Пример. 4-(3-амино-4-нитрофенокси)бензойная кислотаExample. 4- (3-amino-4-nitrophenoxy) benzoic acid

17.3 г (0.100 моль) 5-хлор-2-нитроанилина, 14.5 г (0.105 моль) 4-гидроксибензойной кислоты и 43.5 г (0.315 моль) K₂CO₃ в 200 мл ДМСО подвергается воздействию ультразвука при температуре 80°С в течение 2 ч. После охлаждения реакционная смесь выливается в воду и обрабатывается уксусной кислотой до рН=6, выпавший осадок отфильтровывается. Выход 26.0 г (95%), Т_пл=243-245°С.17.3 g (0.100 mol) of 5-chloro-2-nitroaniline, 14.5 g (0.105 mol) of 4-hydroxybenzoic acid and 43.5 g (0.315 mol) of K ₂ CO ₃ in 200 ml of DMSO are subjected to ultrasound at a temperature of 80 ° C for 2 h. After cooling, the reaction mixture is poured into water and treated with acetic acid to pH = 6, the precipitate is filtered off. Yield 26.0 g (95%), T _mp = 243-245 ° C.

Найдено %: С 57.06; Н 3.61; N 10.19. C₁₃H₁₀N₂O₅.Found%: C 57.06; H 3.61; N 10.19. C ₁₃ H ₁₀ N ₂ O ₅ .

Вычислено %: С 56.93; Н 3.65; N 10.22.Calculated%: C 56.93; H 3.65; N 10.22.

Спектр ЯМР ¹Н, δ, м.д.: 6.30 (дц) (1Н, Н^6′, J=10.0 Гц, J=1.0 Гц), 6.35 (д) (1H, Н^2′, J=1.5 Гц), 7.00 (д) (2Н, Н^3,5, J=9.5 Гц), 7.55 (с) (2Н, NH₂), 7.90 (д) (2Н, Н^2,6, J=10.0 Гц), 8.00 (д) (1Н, Н^5′, J=10.0 Гц), 13.00 (с) (1H, СООН). Масс-спектр, m/z (I_отн, %): 274 (84) [М]⁺, 227 (37), 123 (100), 90 (89), 76 (92). ¹ H NMR, δ, ppm .: 6.30 (dd) (1H, H ^{6 ',} J = 10.0 Hz, J = 1.0 Hz), 6.35 (d) (1H, H ^2', J = 1.5 Hz) 7.00 (d) (2H, H ^3.5 , J = 9.5 Hz), 7.55 (s) (2H, NH ₂ ), 7.90 (d) (2H, H ^2.6 , J = 10.0 Hz), 8.00 ( d) (1H, H ^{5 ′} , J = 10.0 Hz), 13.00 (s) (1H, COOH). Mass spectrum, m / z (I _Rel ,%): 274 (84) [M] ⁺ , 227 (37), 123 (100), 90 (89), 76 (92).

Claims

Способ получения 4-(3-амино-4-нитрофенокси)бензойной кислоты

под действием ультразвука, включающий процесс замещения галогена в 2-нитро-5-хлоранилине при взаимодействии с 4-гидроксибензойной кислотой в ДМСО в присутствии K₂CO₃ при ультразвуковой активации, причем ароматическое нуклеофильное замещение атома хлора проводят в ДМСО в присутствии K₂CO₃ при частоте ультразвука, равной 37 кГц, при температуре 80°С в течение 2 ч и мольном соотношении 2-нитро-5-хлоранилин:4-гидроксибензойная кислота=1:1.05. The method of obtaining 4- (3-amino-4-nitrophenoxy) benzoic acid

under the action of ultrasound, including the process of replacing halogen in 2-nitro-5-chloraline by reacting with 4-hydroxybenzoic acid in DMSO in the presence of K ₂ CO ₃ during ultrasonic activation, and the aromatic nucleophilic substitution of the chlorine atom is carried out in DMSO in the presence of K ₂ CO ₃ at an ultrasound frequency of 37 kHz, at a temperature of 80 ° C for 2 hours and a molar ratio of 2-nitro-5-chloraniline: 4-hydroxybenzoic acid = 1: 1.05.