專利名稱：3-氯-2-硝基甲苯的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種硝基化合物的制備方法，特別涉及一種3-氯-2-硝基甲苯的制備方法。
背景技術(shù)：
3-氯-2-硝基甲苯可作為硝吡咯菌素，及其類似物7-吲哚羧酸和喹 喔啉曾啉等產(chǎn)品的中間體，具有極其廣泛的用途。近年來又有報(bào)道將 其用于制備新型的心血管藥物，使其發(fā)展前景更為廣闊。目前，該化 合物國內(nèi)主要依賴于進(jìn)口，價(jià)格昂貴?，F(xiàn)有3-氯-2-硝基甲苯的合成 方法如下
1) 以2，6-二氯苯胺為原料，經(jīng)重氮化、取代反應(yīng)和縮合反應(yīng)制得 2 -氰基-2-(3'-氯-2'-硝基苯基)乙酸甲酯。
2) 由2-氰基-2-(3'-氯-2'-硝基苯萄乙酸甲酯經(jīng)水解脫羧制得3-氯-2-硝基苯乙酸。
3) 3-氯-2-硝基苯乙酸脫羧反應(yīng)制得3 -氯-2-硝基甲苯。
天津大學(xué)陳磊等人曾對(duì)后兩步反應(yīng)進(jìn)行了研究，第二步鹽酸:醋 酸2-氰基-2-(3-氯-2-硝基苯基)乙酸甲酯的摩爾比為80 : 40 : 1加熱水解脫羧制得3-氯-2-硝基苯乙酸，反應(yīng)所需酸量較大，后處理復(fù)雜。 第三步3-氯-2-硝基苯乙酸125-130。C脫羧得到3-氯-2-硝基甲苯，脫羧 反應(yīng)所需溫度較高，后兩步反應(yīng)總收率只有60%左右。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的克服如上所述的現(xiàn)有3-氯-2-硝基甲苯制備方法的 缺點(diǎn)，以提供一種反應(yīng)條件溫和且高純度高收率的3-氯-2-硝基甲苯 的制備方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案
一種3-氯-2-硝基甲苯的制備方法，包括下列步驟
(1) 在容器中加入摩爾比為l: 0.8 1.5: 1 4的2，6-二氯硝基苯、氰 乙酸叔丁酯、碳酸鉀，再按加入的2，6-二氯硝基苯的量計(jì)算加入 N,N-二甲基甲酰胺溶劑，即每lg2，6-二氯硝基苯加入2 6mL的 N,N-二甲基甲酰胺，攪拌加熱至70 120°C ，保溫并反應(yīng)2 20h， 停止反應(yīng)，自然冷卻至室溫，30mmHg下減壓蒸餾，回收N,N-二甲基甲酰胺后，將殘液自然冷卻至室溫后與冰水比較按體積 比為1:2 IO倒入冰水中，攪拌下滴加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的鹽酸溶 液直至pH值為3 4，待固體充分析出，抽濾，濾餅用石油醚和 乙酸乙酯混合液重結(jié)晶得2-氰基-2-(3-氯-2-硝基苯基)乙酸叔丁 酯；
(2) 將步驟(1)所獲得的2-氰基-2-(3-氯-2-硝基苯基)乙酸叔丁酯及 鹽酸、醋酸，按投料摩爾比為鹽酸醋酸2-氰基-2-(3-氯-2-硝基苯基)乙酸叔丁酯=10 40 : io 20 : i，加入到容器中，加熱
回流2 6h,自然冷卻至室溫，待固體充分析出，抽濾，得3-氯
-2-硝基苯乙酸；
(3)將步驟(2)所獲得的3-氯-2-硝基苯乙酸、碳酸鉀和溶劑N,N-二甲基甲酰胺，按投料摩爾比3-氯-2-硝基苯乙酸碳酸鉀為-l: 0.1 2，再按加入的3-氯-2-硝基苯乙酸的量計(jì)算加入N,N-二甲 基甲酰胺溶劑，即按每lg 3-氯-2-硝基苯乙酸加入5 2011^1^^-二甲基甲酰胺于容器中，攪拌加熱至50 90。C，反應(yīng)0.5 4h， 減壓蒸餾回收N，N-二甲基甲酰胺，殘液倒入水中，用三氯甲烷 萃取，脫去三氯甲垸，即得3-氯-2-硝基甲苯。
本發(fā)明的有益效果
本發(fā)明通過三步制備3-氯-2-硝基甲苯，特別在步驟(2)改用2-氰基-2-(3-氯-2-硝基苯基)乙酸叔丁酯為原料，減少了鹽酸及醋酸的用 量，加快了水解反應(yīng)的速度。并且在步驟(3)脫羧反應(yīng)中，加入了 碳酸鉀，使反應(yīng)溫度大大低于現(xiàn)有文獻(xiàn)報(bào)道(125-130°C)，從而降低 了能耗，減少了副反應(yīng)，從而提高了反應(yīng)收率，總收率大于80%。 具休實(shí)施方式
下面通過具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)描述。 實(shí)施例1
步驟(1):在500mL三口瓶中，加入46.5g C0.24mo1) 2，6誦二氯 硝基苯和36.1g C0.25mo1)氰乙酸叔丁酯，69.0g C0.50mo1)碳酸鉀， 200mLN，N-二甲基甲酰胺作溶齊lJ，攪拌升溫至90 10(TC反應(yīng)8h;停止反應(yīng)，自然冷卻至室溫，30mmHg下，減壓脫去N,N-二甲基甲酰 胺后，自然冷卻至室溫，倒入500mL的冰水中，攪拌下滴加質(zhì)量分 數(shù)為10y。鹽酸溶液直至pH值為3，待固體充分析出，抽濾，濾餅用 石油醚和乙酸乙酯重結(jié)晶，得到62.9g淡黃色固體，收率為88.5%。
步驟(2):在250mL三口瓶中，加入2-氰基-2-(3-氯-2-硝基)苯 乙酸叔丁酯10g(0.03mo1)，加入濃鹽酸25mL (0.8mol)和冰醋酸34mL (0.6mol)，回流2h 。待反應(yīng)停止后，自然冷卻至室溫，待固體充分 析出，抽濾，得到6.5g白色固體，產(chǎn)率91.5%。
步驟(3):在100mL三口瓶中，加入3-氯-2-硝基苯乙酸 lg(0.0046mo1)和碳酸鉀0.64g (0.0046mol)，再加入N,N-二甲基甲酰 胺10mL，加熱至7(TC反應(yīng)2h，停止反應(yīng)。自然冷卻后，30mmHg 下，減壓蒸餾回收N,N-二甲基甲酰胺，殘液倒入水中，用三氯甲烷 萃取，充分脫去三氯甲垸，得0.74g黃色油狀液體,產(chǎn)率93.1。/。，兩步 總收率85.2%。
實(shí)施例2
步驟(1):在500mL三口瓶中，加入46.5g C0.24mo1) 2，6-二氯 硝基苯和35.2g (0.25mol)氰乙酸叔丁酯，69.0g C0.50mo1)碳酸鉀， 250mLN，N-二甲基甲酰胺作溶劑，攪拌升溫至80 9(TC反應(yīng)6h;停 止反應(yīng)，自然冷卻至室溫，30mmHg下，減壓脫去N，N-二甲基甲酰 胺后，自然冷卻至室溫，倒入400mL的冰水中，攪拌下滴加質(zhì)量分 數(shù)為10。/。鹽酸溶液直至pH值為4，待固體充分析出，抽濾，濾餅用 石油醚和乙酸乙酯重結(jié)晶，得到53.3g淡黃色固體，收率為74.9%。步驟(2):在250mL三口瓶中，加入2-氰基-2-(3-氯-2-硝基)苯 乙酸叔丁酯10g (O.(Bmol)，加入濃鹽酸25mL (0.8mol)和冰醋酸 28.3mL (0.5mol)，回流5h 。待反應(yīng)停止后，自然冷卻至室溫，待固 體充分析出，抽濾，得到5.9g白色固體，產(chǎn)率83.1%。
步驟(3):在100mL三口瓶中，加入3-氯-2-硝基苯乙酸 lg(0.0046mo1)和碳酸鉀0.19g (0.0014mol)，再加入N,N-二甲基甲酰 胺5mL ，加熱至9(TC反應(yīng)4h，停止反應(yīng)。冷卻后，減壓蒸餾回收 N,N-二甲基甲酰胺，殘液倒入水中，用三氯甲垸萃取，充分脫去三氯 甲烷，得0.70g黃色油狀液體,產(chǎn)率88.1Q/。，兩步總收率73.2%。
實(shí)施例3
步驟(1):在250mL三口瓶中，加入19.2g (O.lmol) 2，6-二氯 硝基苯和15.5g (O.llmol)氰乙酸叔丁酯，27.6g C0.20mo1)碳酸鉀， 70mLN，N-二甲基甲酰胺作溶劑，攪拌升溫至100 110'C反應(yīng)8h;停 止反應(yīng)，自然冷卻至室溫，30mmHg下，減壓脫去N，N-二甲基甲酰 胺后，自然冷卻至室溫，倒入200mL的冰水中，攪拌下滴加質(zhì)量分 數(shù)為10。/。鹽酸溶液直至pH值為3.5，待固體充分析出，抽濾，濾餅 用石油醚和乙酸乙酯重結(jié)晶，得到27g淡黃色固體，收率為91.5%。
步驟(2):在250mL三口瓶中，力口入2-氰基-2-(3-氯-2-硝基)苯 乙酸叔丁酯10g (0.03mol)，加入濃鹽酸20mL (0.64mol)和冰醋酸34mL (0.6mol)，回流6h 。待反應(yīng)停止后，冷卻至室溫，待固體充分析出， 抽濾，得到6.2g白色固體，產(chǎn)率87.3%。
步驟(3):在100mL三口瓶中，加入3-氯-2-硝基苯乙酸lg(0.0046mo1)和碳酸鉀0.32g (0.0023mol)，再加入N，N-二甲基甲酰 胺15mL ，加熱至80。C反應(yīng)2h，停止反應(yīng)。自然冷卻后，30mmHg 下，減壓蒸餾回收N，N-二甲基甲酰胺，殘液倒入水中，用三氯甲烷 萃取，充分脫去三氯甲垸，得0.75g黃色油狀液體，產(chǎn)率94.8Q/。，兩步 總收率82.8%。
實(shí)施例4
步驟(1):在500mL三口瓶中，加入46.5g C0.24mo1) 2,6-二氯 硝基苯和52g (0.36mol)氰乙酸叔丁酯，132.5g C0.96mo1)碳酸鉀， 250mLN,N-二甲基甲酰胺作溶劑，攪拌升溫至90 10(TC反應(yīng)8h;停 止反應(yīng)，自然冷卻至室溫，30mmHg下，減壓脫去N，N-二甲基甲酰 胺后，自然冷卻至室溫，倒入400mL的冰水中，攪拌下滴加質(zhì)量分 數(shù)為10n/。鹽酸溶液直至pH值為3，待固體充分析出，抽濾，濾餅用 石油醚和乙酸乙酯重結(jié)晶，得到57.7g淡黃色固體，收率為81.2%。
步驟(2):在250mL三口瓶中，加入2-氰基-2-(3-氯-2-硝基)苯 乙酸叔丁酯10g(0.03mo1)，加入濃鹽酸19mL(0.6mol)和冰醋酸17mL (0.3mol)，回流5h 。待反應(yīng)停止后，自然冷卻至室溫，待固體充分 析出，抽濾，得到5.4g白色固體，產(chǎn)率76.4%。
步驟(3):在100mL三口瓶中，加入3-氯-2-硝基苯乙酸 lg(0.0046mo1)和碳酸鉀1.28g (0.0092mol)，再加入N,N-二甲基甲酰 胺20mL，加熱至6(TC反應(yīng)3h，停止反應(yīng)。自然冷卻后，30mmHg 下，減壓蒸餾回收N，N-二甲基甲酰胺，殘液倒入水中，用三氯甲垸 萃取，充分脫去三氯甲烷，得0.75g黃色油狀液體，產(chǎn)率94.3。/。，兩步總收率72%。 實(shí)施例5
步驟(1):在500mL三口瓶中，加入46.5g (0.24mol) 2，6-二氯 硝基苯和27.7g C0.19mo1)氰乙酸叔丁酯，33.lg (0.24mol)碳酸鉀， lOOmLN，N-二甲基甲酰胺作溶劑，攪拌升溫至70 8(TC反應(yīng)20h;停 止反應(yīng)，自然冷卻至室溫，30mmHg下，減壓脫去N,N-二甲基甲酰 胺后，自然冷卻至室溫，倒入500mL的冰水中，攪拌下滴加質(zhì)量分 數(shù)為10W鹽酸溶液直至pH值為3，待固體充分析出，抽濾，濾餅用 石油醚和乙酸乙酯重結(jié)晶，得到52.5g淡黃色固體，收率為73.9%。
步驟(2):在250mL三口瓶中，加入2-氰基-2-(3-氯-2-硝基)苯 乙酸叔丁酯10g(0.03mo1)，加入濃鹽酸25mL (0.3mol)和冰醋酸34mL (0.6mol)，回流2h 。待反應(yīng)停止后，自然冷卻至室溫，待固體充分 析出，抽濾，得到5.6g白色固體，產(chǎn)率78.6%。
步驟(3):在100mL三口瓶中，加入3-氯-2-硝基苯乙酸 lg(0.0046mo1)和碳酸鉀0.96g (0.0069mol)，再加入N，N-二甲基甲酰 胺15mL，加熱至9(TC反應(yīng)0.5h，停止反應(yīng)。自然冷卻后，30mmHg 下，減壓蒸餾回收N,N-二甲基甲酰胺，殘液倒入水中，用三氯甲垸 萃取，充分脫去三氯甲垸，得0.76g黃色油狀液體，產(chǎn)率95.6。/。，兩步 總收率75.1%。
實(shí)施例6
步驟(1):在500mL三口瓶中，加入46.5g (0.24mol) 2，6-二氯 硝基苯和36.1g C0.25mo1)氰乙酸叔丁酯，69.0g (Q.50mo1)碳酸鉀，250mL N,N-二甲基甲酰胺作溶劑，攪拌升溫至110 12(TC反應(yīng)8h; 停止反應(yīng)，自然冷卻至室溫，30mmHg下，減壓脫去N,N-二甲基甲 酰胺后，自然冷卻至室溫，倒入500mL的冰水中，攪拌下滴加質(zhì)量 分?jǐn)?shù)為1(P/。鹽酸溶液直至pH值為3，待固體充分析出，抽濾，濾餅 用石油醚和乙酸乙酯重結(jié)晶，得到57.3g淡黃色固體，收率為80.7%。
步驟(2):在250mL三口瓶中，加入2-氰基-2-(3-氯-2-硝基)苯 乙酸叔丁酯10g(0.03mo1)，加入濃鹽酸37.5mL (0.12mol)和冰醋酸 34mL(0.6mo1)，回流5h 。待反應(yīng)停止后，自然冷卻至室溫，待固體 充分析出，抽濾，得到6.2g白色固體，產(chǎn)率87.3%。
步驟(3):在100mL三口瓶中，加入3-氯-2-硝基苯乙酸 lg(0.0046mo1)和碳酸鉀0.64g (0.0046mol)，再加入N，N-二甲基甲酰 胺15mL，加熱至50。C反應(yīng)4h，停止反應(yīng)。自然冷卻后，30mmHg 下，減壓蒸餾回收N，N-二甲基甲酰胺，殘液倒入水中，用三氯甲垸 萃取，充分脫去三氯甲烷，得0.69g黃色油狀液體，產(chǎn)率86.7。/。，兩步 總收率75.7%。
以上所述內(nèi)容僅為本發(fā)明構(gòu)思下的基本說明，而依據(jù)本發(fā)明的技 術(shù)方案所作的任何等效變換，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1. 一種3-氯-2-硝基甲苯的制備方法，其特征在于包括下列步驟(1)在容器中加入摩爾比為1∶0.8～1.5∶1～4的2，6-二氯硝基苯、氰乙酸叔丁酯、碳酸鉀，再按加入的2，6-二氯硝基苯的量計(jì)算加入N，N-二甲基甲酰胺溶劑，即每1g2，6-二氯硝基苯加入2～6mL的N，N-二甲基甲酰胺，攪拌加熱至70～120℃，保溫并反應(yīng)2～20h，停止反應(yīng)，自然冷卻至室溫，30mmHg下減壓蒸餾，回收N，N-二甲基甲酰胺后，將殘液自然冷卻至室溫后與冰水比較按體積比為1∶2～10倒入冰水中，攪拌下滴加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10％的鹽酸溶液直至pH值為3～4，待固體充分析出，抽濾，濾餅用石油醚和乙酸乙酯混合液重結(jié)晶得2-氰基-2-(3-氯-2-硝基苯基)乙酸叔丁酯；(2)將步驟(1)所獲得的2-氰基-2-(3-氯-2-硝基苯基)乙酸叔丁酯及鹽酸、醋酸，按投料摩爾比為鹽酸醋酸2-氰基-2-(3-氯-2-硝基苯基)乙酸叔丁酯＝10～40∶10～20∶1，加入到容器中，加熱回流2～6h，自然冷卻至室溫，待固體充分析出，抽濾，得3-氯-2-硝基苯乙酸；(3)將步驟(2)所獲得的3-氯-2-硝基苯乙酸、碳酸鉀和溶劑N，N-二甲基甲酰胺，按投料摩爾比3-氯-2-硝基苯乙酸碳酸鉀為＝10.1～2，再按加入的3-氯-2-硝基苯乙酸的量計(jì)算加入N，N-二甲基甲酰胺溶劑，即按每1g3-氯-2-硝基苯乙酸加入5～20mLN，N-二甲基甲酰胺于容器中，攪拌加熱至50～90℃，反應(yīng)0.5～4h，減壓蒸餾回收N，N-二甲基甲酰胺，殘液倒入水中，用三氯甲烷萃取，脫去三氯甲烷，即得3-氯-2-硝基甲苯。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種3-氯-2-硝基甲苯的制備方法，即將N，N-二甲基甲酰胺為溶劑，在碳酸鉀作用下，使2，6-二氯硝基苯和氰乙酸叔丁酯反應(yīng)，結(jié)束后，減壓下脫去溶劑，將殘液倒入冰水中，待固體充分析出，抽濾，濾餅用石油醚和乙酸乙酯重結(jié)晶，晶體為2-氰基-2-(3-氯-2-硝基苯基)乙酸叔丁酯，將所得晶體與鹽酸及醋酸一起加熱回流，冷卻后倒入水中，待固體充分析出，抽濾，得3-氯-2-硝基苯乙酸，再將3-氯-2-硝基苯乙酸、碳酸鉀和溶劑N，N-二甲基甲酰胺一起攪拌加熱反應(yīng)0.5～4h，減壓蒸餾回收N，N-二甲基甲酰胺，殘液倒入水中，用三氯甲烷萃取，充分脫去三氯甲烷，得到的固體為3-氯-2-硝基甲苯。且本制備方法能耗低，副反應(yīng)少，反應(yīng)收率高，總收率大于80％。
文檔編號(hào)C07C205/00GK101475486SQ20091004603
公開日2009年7月8日 申請(qǐng)日期2009年2月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月10日
發(fā)明者葩 杜 申請(qǐng)人:上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院