专利名称：5－氯－2－硝基苯胺的化学合成方法
技术领域：
本发明涉及一种合成5-氯-2-硝基苯胺的新方法。该方法是以3-氯苯胺为起始原料，经甲酰化、硝化和水解三步反应合成目标化合物5-氯-2-硝基苯胺。
背景技术：
5-氯-2-硝基苯胺是一种重要的医药和农药中间体。文献报道的制备5-氯-2-硝基苯胺的方法是以3-氯苯胺为起始原料，先与乙酸酐反应制得3-氯乙酰苯胺，然后在乙酸和乙酸酐的混合溶剂中用发烟硝酸硝化制得5-氯-2-硝基乙酰苯胺，最后在甲醇钠/甲醇溶液中回流反应24h合成目标化合物5-氯-2-硝基苯胺(GB2018766)。该法采用乙酸酐作为保护基，成本较高；3-氯乙酰苯胺硝化时除了生成5-氯-2-硝基乙酰苯胺，同时还生成了一定比例的副产物3-氯-4-硝基乙酰苯胺；用甲醇钠/甲醇溶液对5-氯-2-硝基乙酰苯胺进行醇解制备5-氯-2-硝基苯胺反应时间很长，且成本较高。
发明内容
本发明的目的是克服现有方法的缺点，提供一种经济且操作简便的5-氯-2-硝基苯胺的合成方法。
本发明的特征是以3-氯苯胺为起始原料，经甲酰化、硝化和水解三步反应合成目标化合物5-氯-2-硝基苯胺。3-氯苯胺的甲酰化反应是将甲酸与3-氯苯胺在惰性有机溶剂中共沸脱水来制备3-氯甲酰苯胺，3-氯苯胺与甲酸的摩尔比为1∶1.4～1.5，投料方式是先将1.1倍的甲酸于70℃以下加入到3-氯苯胺的惰性有机溶剂溶液中，加热共沸脱水1～1.5h，然后冷却至70℃以下，加入剩余的甲酸，再加热共沸脱水1～1.5h，所用的惰性有机溶剂包括异丙醚，正丙醚，正丁醚，苯，甲苯，二甲苯，氯苯。
3-氯甲酰苯胺的硝化方法是将95％发烟硝酸与乙酸酐配制的溶液滴加到3-氯甲酰苯胺中，投料摩尔比为3-氯甲酰苯胺∶硝酸∶乙酸酐＝1.0∶1.3～1.5∶1.3～2.5，其中以1.0∶1.4∶1.8最佳，反应温度为-5～10℃，其中以0～5℃最佳，反应时间2.0～2.5h，用气相色谱对反应进行监测，反应结束后，不需要进行分离处理，直接进行下一步水解反应。
将以上硝化反应液在20～25％NaOH水溶液中于100～110℃回流反应1～1.5h，冷却至室温，减压过滤，冷水洗涤，于60～80℃烘干，即得到5-氯-2-硝基苯胺，纯度98％以上。
本发明的反应式如下 本发明与现有技术相比，具有以下优点1.用甲酸作为胺基保护剂比用乙酸酐经济，有利于保护环境。甲酸不仅价格比乙酸酐便易，而且原子利用率高，分子量不及乙酸酐的1/2，因此，与相同数量的3-氯苯胺反应，甲酸的用量就要省得多，由此产生的副产物也就少，对环境影响较小。而且，甲酸与3-氯苯胺反应产生的副产物为水，不需回收，少量废水处理较方便。
2. 3-氯甲酰苯胺与3-氯乙酰苯胺相比，由于甲酰基的体积比乙酰基小，在胺基邻位硝化的空间位阻更小，选择性更高。本发明方法得到的主要产物为5-氯-2-硝基甲酰苯胺，副产物很少，直接水解后得到的5-氯-2-硝基苯胺纯度在98％以上。
3.本发明方法的硝化产物不需分离，直接进行水解，简化了操作步骤，提高了反应收率。与文献报道的醇解方法相比，本方法大大缩短了反应时间。
实施方式为了易于进一步理解本发明，下列实施例阐述了更特定的细节。
实施例13-氯甲酰苯胺在装有分水器的250ml三口烧瓶中，加入51.5g(0.41mol)3-氯苯胺和150ml甲苯，搅拌溶解，然后慢慢加入23.5g(0.45mol)88％甲酸，升温回流1h，冷却至65～70℃，补加6.4g(0.12mol)88％甲酸，再次升温回流1h，冷却至室温，在旋转蒸发器上脱尽甲苯和过量的甲酸，冷却，得白色固体3-氯甲酰苯胺61.7g，收率97％，m.p.51～53℃。
实施例23-氯甲酰苯胺除了用苯代替甲苯，其它操作条件均与实施例1相同，得白色固体3-氯甲酰苯胺53.8g，收率84％，m.p.50～53℃。
实施例33-氯甲酰苯胺除了用正丁醚代替甲苯，其它操作条件均与实施例1相同，得白色固体3-氯甲酰苯胺58.2g，收率91％，m.p.51～53℃。
实施例45-氯-2-硝基苯胺在50ml三口烧瓶中，加入10.0g(64mmol)研成粉末的3-氯甲酰苯胺，冰水浴冷却至0～5℃，慢慢滴加由6.0g(90mmol)95％硝酸和8.6g(84mmol)乙酐配制的溶液，保持温度0～5℃，加完后继续于该温度下搅拌反应2h，反应结束后，将反应液加入到110ml 25％NaOH水溶液中，搅拌回流2h，冷却至室温，减压过滤，冷水洗涤，得黄色固体5-氯-2-硝基苯胺8.0g，收率62％，m.p.128～129℃，纯度98.8％。
实施例5
5-氯-2-硝基苯胺除了乙酐用量为11.8g(116mmol)外，其它操作条件均与实施例4相同，得5-氯-2-硝基苯胺9.2g，收率72％，纯度98.4％。
实施例65-氯-2-硝基苯胺除了乙酐用量为16.3g(160mmol)外，其它操作条件均与实施例4相同，得5-氯-2-硝基苯胺7.7g，收率60％，纯度98.2％。
实施例75-氯-2-硝基苯胺除了滴加温度和反应温度控制在-5～0℃外，具它操作条件均与实施例5相同，得5-氯-2-硝基苯胺8.2g，收率64％，纯度98.8％。
实施例85-氯-2-硝基苯胺除了滴加温度和反应温度控制在5～10℃外，其它操作条件均与实施例5相同，得5-氯-2-硝基苯胺8.5g，收率66％，纯度98.0％。
权利要求
1. 5-氯-2-硝基苯胺的化学合成方法，其特征是以3-氯苯胺为起始原料，经甲酰化、硝化和水解三步反应合成目标化合物5-氯-2-硝基苯胺。
2.根据权利要求1所述的合成方法，其特征是3-氯苯胺的甲酰化反应是将甲酸与3-氯苯胺在惰性有机溶剂中共沸脱水来制备3-氯甲酰苯胺，3-氯苯胺与甲酸的摩尔比为1∶1.4～1.5，投料方式是先将1.1倍甲酸于70℃以下加入到3-氯苯胺的惰性有机溶剂溶液中，加热共沸脱水1～1.5h，然后冷却至70℃以下，加入剩余的甲酸，再加热共沸脱水1～1.5h，所用的惰性有机溶剂包括异丙醚，正丙醚，正丁醚，苯，甲苯，二甲苯，氯苯。
3.根据权利要求1所述的合成方法，其特征是3-氯甲酰苯胺的硝化反应是将95％发烟硝酸与乙酸酐配制的溶液滴加到3-氯甲酰苯胺中进行硝化来制备5-氯-2-硝基甲酰苯胺，投料摩尔比为3-氯甲酰苯胺∶硝酸∶乙酸酐＝1.0∶1.3～1.5∶1.3～2.5，反应温度为-5～10℃，反应时间2.0～2.5h，反应结束后，不需要进行分离处理，直接进行下一步水解反应。
4.根据权利要求1所述的合成方法，其特征是5-氯-2-硝基甲酰苯胺的水解反应是将以上硝化反应液加入到20～25％NaOH水溶液中于100～110℃回流反应1～1.5h，冷却至室温，减压过滤，冷水洗涤，然后于60～80℃烘干，即得到5-氯-2-硝基苯胺。
全文摘要
本发明属于一种合成5－氯－2－硝基苯胺的新方法。该方法是以3－氯苯胺为起始原料，经甲酰化、硝化和水解三步反应合成目标化合物5－氯－2－硝基苯胺，总收率60％以上，产品纯度98％以上。本发明方法具有原料易得、操作简便、生产成本低及对环境友好等特点。
文档编号C07C209/00GK1418861SQ0214348
公开日2003年5月21日 申请日期2002年9月30日 优先权日2002年9月30日
发明者杜晓华, 徐振元, 俞锋, 马肖克 申请人:浙江工业大学