[發明專利]一種鄰硝基苯酚類及其衍生物的合成方法

有效

• 申請號: 201410449413.8
• 申請日: 2014-09-04
• 公開（公告）號: CN105085275B
• 公開（公告）日: 2017-04-12
• 發明（設計）人: 劉運奎;張巍;張劍
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: C07C201/12
• 分類號: C07C201/12;C07C205/22;C07C205/26
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司33109
• 代理人: 尉偉敏

技術領域

本發明涉及一種有機化合物的合成方法，具體地說涉及與一種鄰硝基苯酚類化合物的制備方法。

背景技術

鄰硝基苯酚可用于醫藥、染料、橡膠助劑和感光材料的中間體，也可用作單色PH值指示劑，因此鄰硝基苯酚的制備就顯的非常重要。目前鄰硝基苯酚的生產工藝較為成熟，傳統的方法是以硝酸為硝化劑，將苯酚硝化，但該方法由于受到取代基效應制約，鄰硝基苯酚的選擇性差，產物是鄰硝基苯酚和對硝基苯酚的混合物，難以分離，同時該方法因濃硝酸具有氧化性，將苯酚氧化為醌類化合物，導致鄰硝基苯酚產率較低，如中國專利CN201210463229.X，該專利公開了一種苯酚硝化選擇性制備鄰硝基苯酚的方法，另外中國專利CN102344372A公開了一種鄰硝基苯酚和鄰硝基苯甲醚的合成方法，以鄰硝基氯苯為原料，與氫氧化鈉溶液進行水解反應，再經硫酸酸化、冷卻、結晶，分離可制備得到鄰硝基苯酚，但是該方法用到堿液和酸處理，造成環境污染。

目前含各種取代基的鄰硝基苯酚類化合物受限于苯環上取代基的定位規則，導致該類化合物較難區域專一性地合成，需要較長的反應步驟才能合成相應的鄰硝基苯酚，且不同的取代基涉及的反應步驟不同，沒有一個通用的方法合成。

鑒于以上存在的問題，設計一條通用的，簡單的鄰硝基苯酚類化合物合成路線顯得十分有必要。

發明內容

為解決現有技術中鄰硝基苯酚合成過程中使用強酸造成的嚴重的環境污染問題以及合成步驟較長較復雜的問題，本發明提出了一種鄰硝基苯酚類及其衍生物的合成方法，該方法簡便，高效。

本發明是通過以下技術方案實現的：一種合成鄰硝基苯酚類化合物的方法，所述的方法為以下步驟：

(1)以苯酚類化合物為原料，原料的結構式如(I)所示：

其中，R1、R2、R3和R4分別獨立選自氫、烷基、鹵素、芳香族基團中一種；

(2)由苯酚類化合物出發，合成2-(苯氧基)吡啶。

作為優選，合成步驟具體為：將苯酚類化合物、磷酸三鉀、碘化亞銅、2-吡啶甲酸、2-溴吡啶，在惰性氣體保護下加入反應溶劑里，混合物加熱至回流反應10～30小時，冷卻至室溫，反應液萃取所得混合液，有機相經干燥后脫去溶劑，得到固體2-苯氧基吡啶。

苯酚類化合物與2-溴吡啶的摩爾比為1.2～2∶1；

反應溶劑選自高沸點溶劑，反應溶劑對原料及反應試劑有較好的溶解性。作為優選，反應溶劑選為DMSO(二甲基亞砜)，苯酚類化合物在反應溶劑中的濃度為0.1N～5.0N；

磷酸三鉀與苯酚類化合物的摩爾比為1.5～3∶1，碘化亞銅與苯酚類化合物的摩爾比為0.01～0.05∶1，苯酚類化合物與2-吡啶甲酸的摩爾比為1∶0.08～0.5。

作為優選，混合物加熱至回流反應24小時，然后加入乙酸乙酯稀釋5～10倍后，萃取所得的混合溶液，有機相用無水硫酸鈉干燥后，過濾、脫去溶劑，得到固體2-苯氧基吡啶。

(3)將步驟(2)得到的產物、催化劑、亞硝酸叔丁酯、以及有機溶劑依次加入密封耐壓容器中，在油浴中加熱50～100℃，反應10～30小時，得到2-(2-硝基苯)氧基吡啶；

所述催化劑選自二價鈀鹽，優選為氯化鈀，醋酸鈀，三氟醋酸鈀中的一種，更優選為醋酸鈀，特點是產率高、價格相對比較便宜且易于保存和取用。與步驟(2)得到的2-苯氧基吡啶的摩爾比為1∶5～10，優選為1∶10。

所述亞硝酸叔丁酯作為硝化試劑，與步驟(2)得到的2-苯氧基吡啶的摩爾比為1～3∶1，優選為2∶1。

有機溶劑選自低極性有機溶劑；優選為1，2-二氯乙烷(DCE)，1，2-二氯乙烷為介電常數低的溶劑，其沸點相對較高，不易揮發，容易儲存。步驟(2)得到的2-苯氧基吡啶在有機溶劑中的濃度為0.1N～0.5N，優選為0.1N。

作為優選，在油浴中溫度為80℃，反應24小時。

(4)將步驟(3)得到的產物處理得到鄰硝基苯酚類及其衍生物；

作為優選，處理步驟具體為：將步驟(3)得到的產物用甲苯溶解后加入三氟甲磺酸甲酯，在惰性氣體保護下90～120℃反應2～3小時，再加入活潑金屬和甲醇的混和溶液，在70～100℃攪拌10～60分鐘，反應液萃取所得混合液，有機相經干燥后脫去溶劑，得到鄰硝基苯酚類及其衍生物。

作為優選，活潑金屬選自堿金屬。

作為優選，2-(2-硝基苯)氧基吡啶與三氟甲磺酸甲酯的摩爾體積比為3～7mmol∶1ml，