[發明專利]一種2-甲基-4-硝基苯甲酸的合成方法

有效

• 申請號: 201310389634.6
• 申請日: 2013-08-30
• 公開（公告）號: CN103408430A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發明（設計）人: 彭新華;唐波;魏松波
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: C07C205/57
• 分類號: C07C205/57;C07C201/12
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 朱顯國

技術領域

本發明涉及一種合成2-甲基-4-硝基苯甲酸的方法，尤其是一種采用稀硝酸作為氧化劑，將原料4-硝基鄰二甲苯選擇性氧化成2-甲基-4-硝基苯甲酸的方法。

背景技術

2-甲基-4-硝基苯甲酸作為一種重要的醫藥化學中間體，可用于合成V2受體拮抗劑—托伐普坦。

目前，合成2-甲基-4-硝基苯甲酸通常采用以下兩種途徑：（1）2-甲基-4-硝基苯甲腈的氰基水解為羧基（2）4-氨基-2-甲基苯甲酸的氨基氧化為硝基。但是，合成以上兩種原料需要復雜的制備過程。除此之外，很少有人研究采用選擇性氧化4-硝基鄰二甲苯的甲基的方法來制備2-甲基-4-硝基苯甲酸。原因在于，硝基的強吸電子效應大大增加了甲基被氧化的難度。通常情況下只有采用強氧化劑（比如高錳酸鉀，重鉻酸鉀等）才能很順利地將甲基徹底氧化為羧基。但以上氧化方法環境污染嚴重，不符合綠色化學的要求。當采用環境更加友好的稀硝酸來氧化時，通常又需要比較苛刻的反應條件（例如高溫、高壓等），對設備的要求較高，而且存在極大的安全隱患。由此可見，隨著環境經濟的發展，2-甲基-4-硝基苯甲酸的傳統生產方法不具有可持續發展性，亟需一種環境更加友好的方法來代替。尋找一種溫和、環保的綠色氧化方法來氧化4-硝基鄰二甲苯將是一個很好的發展方向。

發明內容

本發明提供一種以4-硝基鄰二甲苯為基本原料，采用稀硝酸作為氧化劑，合成2-甲基-4-硝基苯甲酸的方法。本發明在反應過程中加入的自由基引發劑和相轉移催化劑能夠明顯提高反應產率，可以使氧化產物2-甲基-4-硝基苯甲酸的產率達到83.5%。本發明方法反應條件溫和，選擇性好，收率高，宜于工程化使用。

為實現上述發明目的可按以下方案來實現，一種合成2-甲基-4-硝基苯甲酸的方法，包括以下步驟：

步驟1、在反應器中加入4-硝基鄰二甲苯、自由基引發劑和相轉移催化劑；

步驟2、再在反應器中加入稀硝酸后磁力攪拌，升溫反應；

步驟3、反應結束后，萃取提純。

步驟1中所述的自由基引發劑為偶氮二異丁腈、偶氮二異庚腈、N-羥基鄰苯二甲酰亞胺、N-乙酰基鄰苯二甲酰亞胺、過氧化苯甲酰或過氧化環己酮中的一種，所述自由基引發劑與4-硝基鄰二甲苯物質的量之比為0.05-0.5。

步驟1中所述的相轉移催化劑為芐基三乙基氯化銨、四丁基溴化銨、四丁基氯化銨、十六烷基三甲基溴化銨或十六烷基三甲基溴化銨中的一種，所述的相轉移催化劑與4-硝基鄰二甲苯物質的量之比為0.01-0.1。

步驟2中所述的稀硝酸質量濃度為10%-60%，所述硝酸與4-硝基鄰二甲苯物質的量之比為1-10。

步驟2中所述的反應溫度50-150℃。

本發明方法與傳統工藝相比，顯著的優點為：（1）新方法應用稀硝酸為硝化試劑，代替傳統的高錳酸鉀和重鉻酸鉀，提高了工業合成反應的清潔性，降低了環境污染。（2）本發明方法可以選擇性將4-硝基鄰二甲苯的4-位甲基氧化成羧基，達到合成2-甲基-4-硝基苯甲酸的目的（3）本發明在反應過程中加入自由基引發劑和相轉催化劑能夠提高氧化產物的產率。（4）本發明反應條件溫和，避免高溫、高壓，反應安全性大大提高。

具體實施方式

下面以具體的實施例來詳細說明本方法，即以4-硝基鄰二甲苯為原料，采用稀硝酸為氧化劑，在自由基引發劑和相轉移催化劑存在下，合成2-甲基4-硝基苯甲酸的方法，實例不代表限制本專利的發明范圍。

具體反應步驟如下：

1．在反應器中加入4-硝基鄰二甲苯、自由基引發劑和相轉移催化劑，且自由基引發劑與4-硝基鄰二甲苯物質的量之比為0.05-0.5，相轉移催化劑與4-硝基鄰二甲苯物質的量之比為0.01-0.1；

2．再向反應器中加入一定濃度的稀硝酸，且硝酸與4-硝基鄰二甲苯物質的量之比為1-10；

3．將反應器溫度設定為50-150℃，磁力攪拌，充分反應；

4．反應結束后，降至室溫。然后加入2,4-二硝基甲苯作為內標物，乙酸乙酯萃取，有機相用水洗至中性后，無水硫酸鈉干燥。進行液相色譜分析，用內標法計算產物2-甲基4-硝基苯甲酸的量。

實施例1??