一种4’-氯-2-硝基联苯的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种4' -氯-2-硝基联苯的制备方法。
【背景技术】
[0002] 4' -氯-2-硝基联苯是农药啶酰菌胺的重要中间体，其制备方法现有技术有以下 报道：
[0003] 中国专利CN97192942. 4公开了一种制备4' -氯-2-硝基联苯的方法：以对氯苯 基硼酸或其烷基酯、酸酐与邻氯硝基苯为原料，在钯催化剂的作用下发生Suzuki偶联反应 制得4' -氯-2-硝基联苯。中国专利CN200680006706. 2对上述方法进行了改进，使用二 (4-氯苯基）硼酸代替对氯苯基硼酸进行偶联反应，降低了制备对氯苯基硼酸所使用的昂 贵的烷基硼酸酯的用量并提高了反应活性以降低钯催化剂的用量。此两种专利方法的缺点 在于，原料烷基硼酸酯和钯催化剂昂贵。
[0004] 中国利CN200680021005. 6公开了另一种制备4' -氯-2-硝基联苯的方法：以邻 硝基苯甲酸和对氯溴苯为原料，在钯催化剂以及适当的碱、添加剂的作用下发生偶联反应 制得目标化合物。该方法仍需使用昂贵的钯催化剂，还需加入铜盐或银盐、分子筛、氟化钾 等多种添加剂。
[0005] PCT专利申请W02010102980A1公开了一种不需要使用贵金属催化剂的非偶联 方法制备4' -氯-2-硝基联苯的方法，以邻硝基苯甲醛为初始原料，经Aldol缩合反应、 Diels-Alder反应、氧化芳构化反应等多步反应制得目标化合物。该方法工艺步骤复杂，芳 构化收率极低、试剂硝基甲烷和1，3- 丁二烯易燃易爆。
[0006] 因此，需要开发一种新型的4' -氯-2-硝基联苯的制备方法。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的在于提供一种新型的4' -氯-2-硝基联苯的制备方法，无需使用贵 金属催化剂、成本低、反应步骤少、反应选择性和收率高。
[0008] 现有技术中，格氏试剂与卤代烯烃或卤代芳烃在镍或钯催化下的偶联反应称之为 熊田（Kumada)偶联反应。通常，格氏试剂与硝基物不能共存，故此反应一般不适用于制备 硝基联苯类物质。本申请发明人创造性地发现，在较低温度下在镍催化剂存在下，对氯苯基 卤化镁与2-硝基卤代苯能够发生偶联反应生成4'-氯-2-硝基联苯，且能够达到较高的选 择性和收率。
[0009] 为达到发明目的本发明采用的技术方案是：
[0010] -种4' -氯-2-硝基联苯的制备方法，其特征在于所述方法包括使对氯苯基卤化 镁（I)与2-硝基卤代苯（II)在镍催化剂存在下，在溶剂中反应得到4' -氯-2-硝基联苯 (III)：
[0011]
[0012] 所述=X1和X2独立地选自氯、溴或碘；
[0013] 反应温度为(TC~-78 °C。
[0014] 作为优选的方式，上述镍催化剂优选为1，2-双（二苯基膦）乙烷氯化镍、双（三 苯基膦）二氯化镍、[1，1' -双（二苯基膦）二茂铁]二氯化镍或1，3-双（二苯基膦）丙 基氯化镍；所述镍催化剂的用量优选为2-硝基卤代苯（II)摩尔数的1%~100%，并进一 步优选为5%~30%，特别优选为10%~20%。
[0015] 本发明使用的溶剂可以是醚类，也可以是醚类与非质子溶剂的混合物。所述醚类 优选自四氢呋喃、甲基四氢呋喃、乙醚、异丙醚、二丁醚、甲基叔丁基醚、乙二醇二甲醚、二乙 二醇二甲醚、乙二醇二乙醚或1，4_二氧六环；进一步优选为四氢呋喃或甲基四氢呋喃。所 述非质子溶剂优选自石油醚、正己烷、正庚烷、甲苯或二甲苯；进一步优选为甲苯或二甲苯。 本发明使用的溶剂的用量优选为每摩尔2-硝基卤代苯（II)使用500~5000克溶剂；进一 步优选为每摩尔2-硝基卤代苯（II)使用1000~2500克溶剂。
[0016] 本发明所述反应中，2-硝基卤代苯（II)与对氯苯基卤化镁（I)的摩尔比优选为 1:0. 5~1。所述对氯苯基卤化镁（I)优选以溶液形式加入反应，对氯苯基卤化镁溶液的质 量浓度优选为1 %~30 %，并进一步优选为10 %~15 %。
[0017] 本发明合适的反应温度为0°C~-78°c，优选为-20~-70°c，并进一步优选 为-30°C~-50°C ;反应时间为0. 5~24小时，优选为2~12小时。
[0018] 与现有技术相比，本发明具有以下优点：
[0019] (1)使用廉价的镍催化剂，避免使用昂贵的钯等贵金属催化剂，生产成本低；
[0020] (2)使用直接偶联的方法一步反应得到4'-氯-2-硝基联苯，工艺步骤短，且无需 使用制备繁琐价格较高的芳基硼酸或芳基硼酸酯化合物；
[0021] (3)反应选择性和收率相对较高。
【具体实施方式】
[0022] 下面结合具体实施例来对本发明进行进一步说明，但并不将本发明局限于这些具 体实施方式。本领域技术人员应该认识到，本发明涵盖了权利要求书范围内所可能包括的 所有备选方案、改进方案和等效方案。
[0023] 在以下实施例中，如无特殊说明，" ％ "代表质量百分数。
[0024] 实施例1
[0025] 将10.0 g的2-硝基氯苯溶于180mL四氢呋喃，加入3. 4gl，2-双（二苯基膦）乙 烷氯化镍，降温至-45°C，保持体系温度_40°C~-45°C于大约2h内缓慢加入11 %的对氯苯 基氯化镁的四氢呋喃溶液98. 7g，滴毕保温6h，撤去冷源后，慢慢升至室温，加入30mL甲苯 与30mL20%的盐酸，搅拌、静止分层后，取有机层蒸干得油状物粗品，使用异丙醇重结晶，得 黄色固体11. 4g。经测试，制得的黄色固体为4'-氯-2-硝基联苯，纯度96. 3%。反应收率 74%。
[0026] 实施例2
[0027] 将10.0 g的2-硝基碘苯溶于150mL四氢呋喃，加入2. 3gl，2-双（二苯基膦）乙 烷氯化镍，降温至-78°C，保持体系温度-78°C~_70°C于大约4h内缓慢加入15%的对氯苯 基氯化镁的四氢呋喃溶液45. 7g，滴毕保温12h，撤去冷源后，慢慢升至室温，加入30mL甲苯 与30mL20%的盐酸，搅拌、静止分层后，取有机层蒸干得油状物粗品，使用异丙醇重结晶，得 黄色固体6. 36g。经测试，制得的黄色固体为4'-氯-2-硝基联苯，纯度97.0%。反应收率 66% 〇
[0028] 实施例3
[0029] 将10.0 g的2-硝基氯苯溶于200mL四氢呋喃，加入6. 8gl，2-双（二苯基膦）乙 烷氯化镍，降温至_50°C，保持体系温度-45°C~_50°C于大约3h内缓慢加入10%的对氯苯 基氯化镁的四氢呋喃溶液108. 5g，滴毕保温4h，撤去冷源后，慢慢升至室温，加入30mL甲苯 与30mL20%的盐酸，搅拌、静止分层后，取有机层蒸干得油状物粗品，使用异丙醇重结晶，得 淡黄色固体11. 9g。经测试，制得的黄色固体为4'-氯-2-硝基联苯，纯度97. 5%。反应收 率 78%。
[0030] 实施例4
[0031] 将10.0 g的2-硝基氯苯溶于200mL四氢呋喃，加入8. Og双（三苯基膦）二氯化 镍，降温至-50°C，保持体系温度_45°C~-50°C于大约3h内缓慢加入10%的对氯苯基氯 化镁的四氢呋喃溶液108. 5g，滴毕保温4h，撤去冷源后，慢慢升至室温，加入30mL甲苯与 30mL20%的盐酸，搅拌、静止分层后，取有机层蒸干得油状物粗品，使用异丙醇重结晶，得淡 黄色固体11. 0g。经测试，制得的黄色固体为4'-氯-2-硝基联苯，纯度97.2%。反应收率 72%。
[0032] 实施例5
[0033] 将lO.Og的2-硝基氯苯溶于150mL甲苯，加入10.0g[l，Γ-双（二苯基膦）二 茂铁]二氯化镍，降温至-40°C，保持体系温度_35°C~-40°C于大约2h内缓慢加入11% 的对氯苯基氯化镁的四氢呋喃溶液99. 0g，滴毕保温5h，撤去冷源后，慢慢升至室温，加 入30mL20 %的盐酸，搅拌后将反应物通过一段硅胶除去催化剂，静止分层后，取有机层 蒸干得油状物粗品，使用异丙醇重结晶，得黄色固体10. lg。经测试，制得的黄色固体为 4' -氯-2-硝基联苯，纯度95. 8%。反应收率65%。
【主权项】
1. 一种4' -氯-2-硝基联苯的制备方法，其特征在于所述方法包括使对氯苯基卤化 镁（I)与2-硝基卤代苯（II)在镍催化剂存在下，在溶剂中反应得到4' -氯-2-硝基联苯 (IIT、- 所述和)f独立地选自氯、溴或碘；反应温度为〇°C~-78°C。2. 按照权利要求1所述的4'-氯-2-硝基联苯的制备方法，其特征在于所述镍催化剂 选自1，2-双（二苯基膦）乙烷氯化镍、双（三苯基膦）二氯化镍、[1，1' -双（二苯基膦） 二茂铁]二氯化镍或1，3-双（二苯基膦）丙基氯化镍，所述镍催化剂的用量为2-硝基卤 代苯（II)摩尔数的1%~100%。3. 按照权利要求2所述的4'-氯-2-硝基联苯的制备方法，其特征在于所述镍催化剂 的用量为2-硝基卤代苯（II)摩尔数的5%~30%。4. 按照权利要求3所述的4'-氯-2-硝基联苯的制备方法，其特征在于所述镍催化剂 的用量为2-硝基卤代苯（II)摩尔数的10%~20%。5. 按照权利要求1所述的4'-氯-2-硝基联苯的制备方法，其特征在于所述溶剂为醚 类或醚类与非质子溶剂的混合物；所述醚类选自四氢呋喃、甲基四氢呋喃、乙醚、异丙醚、二 丁醚、甲基叔丁基醚、乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚或1，4-二氧六环；所 述非质子溶剂选自石油醚、正己烷、正庚烷、甲苯或二甲苯；所述溶剂的用量为每摩尔2-硝 基卤代苯（II)使用500~5000克溶剂。6. 按照权利要求5所述的4'-氯-2-硝基联苯的制备方法，其特征在于所述醚类选自 四氢呋喃或甲基四氢呋喃；所述非质子溶剂选自甲苯或二甲苯；所述溶剂的用量为每摩尔 2_硝基卤代苯（II)使用1000~2500克溶剂。7. 按照权利要求1所述的4' -氯-2-硝基联苯的制备方法，其特征在于所述2-硝基 卤代苯（II)与对氯苯基卤化镁⑴的摩尔比为1:0. 5~1 ;所述对氯苯基卤化镁⑴以溶 液形式加入反应，对氯苯基卤化镁溶液的质量浓度为1 %~30%。8. 按照权利要求7所述的4'-氯-2-硝基联苯的制备方法，其特征在于所述对氯苯基 卤化镁溶液的质量浓度为10 %~15%。9. 按照权利要求1所述的4' -氯-2-硝基联苯的制备方法，其特征在于反应温度 为-20~-70°C，反应时间为0. 5~24小时。10. 按照权利要求9所述的4' -氯-2-硝基联苯的制备方法，其特征在于反应温度 为-30°C~-50°C，反应时间为2~12小时。
【专利摘要】本发明公开了一种4’-氯-2-硝基联苯的制备方法，使对氯苯基卤化镁与2-硝基卤代苯在镍催化剂存在下、在溶剂中反应得到4’-氯-2-硝基联苯。本发明提供的制备方法不需要使用昂贵的钯催化剂、成本低、反应步骤少、反应选择性和收率高。
【IPC分类】C07C205/12, C07C201/12
【公开号】CN105017025
【申请号】CN201410164140
【发明人】沈方烈, 韦伟, 张晓铭, 姚汉清, 王国超
【申请人】浙江省化工研究院有限公司, 中化蓝天集团有限公司
【公开日】2015年11月4日
【申请日】2014年4月22日