专利名称：3-氯-2-硝基甲苯的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种硝基化合物的制备方法，特别涉及一种3-氯-2-硝基甲苯的制备方法。
背景技术：
3-氯-2-硝基甲苯可作为硝吡咯菌素，及其类似物7-吲哚羧酸和喹 喔啉曾啉等产品的中间体，具有极其广泛的用途。近年来又有报道将 其用于制备新型的心血管药物，使其发展前景更为广阔。目前，该化 合物国内主要依赖于进口，价格昂贵。现有3-氯-2-硝基甲苯的合成 方法如下
1) 以2，6-二氯苯胺为原料，经重氮化、取代反应和縮合反应制得 2 -氰基-2-(3'-氯-2'-硝基苯基)乙酸甲酯。
2) 由2-氰基-2-(3'-氯-2'-硝基苯萄乙酸甲酯经水解脱羧制得3-氯-2-硝基苯乙酸。
3) 3-氯-2-硝基苯乙酸脱羧反应制得3 -氯-2-硝基甲苯。
天津大学陈磊等人曾对后两步反应进行了研究，第二步盐酸:醋 酸2-氰基-2-(3-氯-2-硝基苯基)乙酸甲酯的摩尔比为80 : 40 : 1加热水解脱羧制得3-氯-2-硝基苯乙酸，反应所需酸量较大，后处理复杂。 第三步3-氯-2-硝基苯乙酸125-130。C脱羧得到3-氯-2-硝基甲苯，脱羧 反应所需温度较高，后两步反应总收率只有60%左右。
发明内容
本发明的目的克服如上所述的现有3-氯-2-硝基甲苯制备方法的 缺点，以提供一种反应条件温和且高纯度高收率的3-氯-2-硝基甲苯 的制备方法。
本发明的技术方案
一种3-氯-2-硝基甲苯的制备方法，包括下列步骤
(1) 在容器中加入摩尔比为l: 0.8 1.5: 1 4的2，6-二氯硝基苯、氰 乙酸叔丁酯、碳酸钾，再按加入的2，6-二氯硝基苯的量计算加入 N,N-二甲基甲酰胺溶剂，即每lg2，6-二氯硝基苯加入2 6mL的 N,N-二甲基甲酰胺，搅拌加热至70 120°C ，保温并反应2 20h， 停止反应，自然冷却至室温，30mmHg下减压蒸馏，回收N,N-二甲基甲酰胺后，将残液自然冷却至室温后与冰水比较按体积 比为1:2 IO倒入冰水中，搅拌下滴加质量分数为10%的盐酸溶 液直至pH值为3 4，待固体充分析出，抽滤，滤饼用石油醚和 乙酸乙酯混合液重结晶得2-氰基-2-(3-氯-2-硝基苯基)乙酸叔丁 酯；
(2) 将步骤(1)所获得的2-氰基-2-(3-氯-2-硝基苯基)乙酸叔丁酯及 盐酸、醋酸，按投料摩尔比为盐酸醋酸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，加热
回流2 6h,自然冷却至室温，待固体充分析出，抽滤，得3-氯
-2-硝基苯乙酸；
(3)将步骤(2)所获得的3-氯-2-硝基苯乙酸、碳酸钾和溶剂N,N-二甲基甲酰胺，按投料摩尔比3-氯-2-硝基苯乙酸碳酸钾为-l: 0.1 2，再按加入的3-氯-2-硝基苯乙酸的量计算加入N,N-二甲 基甲酰胺溶剂，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，搅拌加热至50 90。C，反应0.5 4h， 减压蒸馏回收N，N-二甲基甲酰胺，残液倒入水中，用三氯甲烷 萃取，脱去三氯甲垸，即得3-氯-2-硝基甲苯。
本发明的有益效果
本发明通过三步制备3-氯-2-硝基甲苯，特别在步骤(2)改用2-氰基-2-(3-氯-2-硝基苯基)乙酸叔丁酯为原料，减少了盐酸及醋酸的用 量，加快了水解反应的速度。并且在步骤(3)脱羧反应中，加入了 碳酸钾，使反应温度大大低于现有文献报道(125-130°C)，从而降低 了能耗，减少了副反应，从而提高了反应收率，总收率大于80%。 具休实施方式
下面通过具体实施例对本发明进一步详细描述。 实施例1
步骤(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)碳酸钾， 200mLN，N-二甲基甲酰胺作溶齐lJ，搅拌升温至90 10(TC反应8h;停止反应，自然冷却至室温，30mmHg下，减压脱去N,N-二甲基甲酰 胺后，自然冷却至室温，倒入500mL的冰水中，搅拌下滴加质量分 数为10y。盐酸溶液直至pH值为3，待固体充分析出，抽滤，滤饼用 石油醚和乙酸乙酯重结晶，得到62.9g淡黄色固体，收率为88.5%。
步骤(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)，加入浓盐酸25mL (0.8mol)和冰醋酸34mL (0.6mol)，回流2h 。待反应停止后，自然冷却至室温，待固体充分 析出，抽滤，得到6.5g白色固体，产率91.5%。
步骤(3):在100mL三口瓶中，加入3-氯-2-硝基苯乙酸 lg(0.0046mo1)和碳酸钾0.64g (0.0046mol)，再加入N,N-二甲基甲酰 胺10mL，加热至7(TC反应2h，停止反应。自然冷却后，30mmHg 下，减压蒸馏回收N,N-二甲基甲酰胺，残液倒入水中，用三氯甲烷 萃取，充分脱去三氯甲垸，得0.74g黄色油状液体,产率93.1。/。，两步 总收率85.2%。
实施例2
步骤(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)碳酸钾， 250mLN，N-二甲基甲酰胺作溶剂，搅拌升温至80 9(TC反应6h;停 止反应，自然冷却至室温，30mmHg下，减压脱去N，N-二甲基甲酰 胺后，自然冷却至室温，倒入400mL的冰水中，搅拌下滴加质量分 数为10。/。盐酸溶液直至pH值为4，待固体充分析出，抽滤，滤饼用 石油醚和乙酸乙酯重结晶，得到53.3g淡黄色固体，收率为74.9%。步骤(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)，加入浓盐酸25mL (0.8mol)和冰醋酸 28.3mL (0.5mol)，回流5h 。待反应停止后，自然冷却至室温，待固 体充分析出，抽滤，得到5.9g白色固体，产率83.1%。
步骤(3):在100mL三口瓶中，加入3-氯-2-硝基苯乙酸 lg(0.0046mo1)和碳酸钾0.19g (0.0014mol)，再加入N,N-二甲基甲酰 胺5mL ，加热至9(TC反应4h，停止反应。冷却后，减压蒸馏回收 N,N-二甲基甲酰胺，残液倒入水中，用三氯甲垸萃取，充分脱去三氯 甲烷，得0.70g黄色油状液体,产率88.1Q/。，两步总收率73.2%。
实施例3
步骤(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)碳酸钾， 70mLN，N-二甲基甲酰胺作溶剂，搅拌升温至100 110'C反应8h;停 止反应，自然冷却至室温，30mmHg下，减压脱去N，N-二甲基甲酰 胺后，自然冷却至室温，倒入200mL的冰水中，搅拌下滴加质量分 数为10。/。盐酸溶液直至pH值为3.5，待固体充分析出，抽滤，滤饼 用石油醚和乙酸乙酯重结晶，得到27g淡黄色固体，收率为91.5%。
步骤(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)，加入浓盐酸20mL (0.64mol)和冰醋酸34mL (0.6mol)，回流6h 。待反应停止后，冷却至室温，待固体充分析出， 抽滤，得到6.2g白色固体，产率87.3%。
步骤(3):在100mL三口瓶中，加入3-氯-2-硝基苯乙酸lg(0.0046mo1)和碳酸钾0.32g (0.0023mol)，再加入N，N-二甲基甲酰 胺15mL ，加热至80。C反应2h，停止反应。自然冷却后，30mmHg 下，减压蒸馏回收N，N-二甲基甲酰胺，残液倒入水中，用三氯甲烷 萃取，充分脱去三氯甲垸，得0.75g黄色油状液体，产率94.8Q/。，两步 总收率82.8%。
实施例4
步骤(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)碳酸钾， 250mLN,N-二甲基甲酰胺作溶剂，搅拌升温至90 10(TC反应8h;停 止反应，自然冷却至室温，30mmHg下，减压脱去N，N-二甲基甲酰 胺后，自然冷却至室温，倒入400mL的冰水中，搅拌下滴加质量分 数为10n/。盐酸溶液直至pH值为3，待固体充分析出，抽滤，滤饼用 石油醚和乙酸乙酯重结晶，得到57.7g淡黄色固体，收率为81.2%。
步骤(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)，加入浓盐酸19mL(0.6mol)和冰醋酸17mL (0.3mol)，回流5h 。待反应停止后，自然冷却至室温，待固体充分 析出，抽滤，得到5.4g白色固体，产率76.4%。
步骤(3):在100mL三口瓶中，加入3-氯-2-硝基苯乙酸 lg(0.0046mo1)和碳酸钾1.28g (0.0092mol)，再加入N,N-二甲基甲酰 胺20mL，加热至6(TC反应3h，停止反应。自然冷却后，30mmHg 下，减压蒸馏回收N，N-二甲基甲酰胺，残液倒入水中，用三氯甲垸 萃取，充分脱去三氯甲烷，得0.75g黄色油状液体，产率94.3。/。，两步总收率72%。 实施例5
步骤(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)碳酸钾， lOOmLN，N-二甲基甲酰胺作溶剂，搅拌升温至70 8(TC反应20h;停 止反应，自然冷却至室温，30mmHg下，减压脱去N,N-二甲基甲酰 胺后，自然冷却至室温，倒入500mL的冰水中，搅拌下滴加质量分 数为10W盐酸溶液直至pH值为3，待固体充分析出，抽滤，滤饼用 石油醚和乙酸乙酯重结晶，得到52.5g淡黄色固体，收率为73.9%。
步骤(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)，加入浓盐酸25mL (0.3mol)和冰醋酸34mL (0.6mol)，回流2h 。待反应停止后，自然冷却至室温，待固体充分 析出，抽滤，得到5.6g白色固体，产率78.6%。
步骤(3):在100mL三口瓶中，加入3-氯-2-硝基苯乙酸 lg(0.0046mo1)和碳酸钾0.96g (0.0069mol)，再加入N，N-二甲基甲酰 胺15mL，加热至9(TC反应0.5h，停止反应。自然冷却后，30mmHg 下，减压蒸馏回收N,N-二甲基甲酰胺，残液倒入水中，用三氯甲垸 萃取，充分脱去三氯甲垸，得0.76g黄色油状液体，产率95.6。/。，两步 总收率75.1%。
实施例6
步骤(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)碳酸钾，250mL N,N-二甲基甲酰胺作溶剂，搅拌升温至110 12(TC反应8h; 停止反应，自然冷却至室温，30mmHg下，减压脱去N,N-二甲基甲 酰胺后，自然冷却至室温，倒入500mL的冰水中，搅拌下滴加质量 分数为1(P/。盐酸溶液直至pH值为3，待固体充分析出，抽滤，滤饼 用石油醚和乙酸乙酯重结晶，得到57.3g淡黄色固体，收率为80.7%。
步骤(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)，加入浓盐酸37.5mL (0.12mol)和冰醋酸 34mL(0.6mo1)，回流5h 。待反应停止后，自然冷却至室温，待固体 充分析出，抽滤，得到6.2g白色固体，产率87.3%。
步骤(3):在100mL三口瓶中，加入3-氯-2-硝基苯乙酸 lg(0.0046mo1)和碳酸钾0.64g (0.0046mol)，再加入N，N-二甲基甲酰 胺15mL，加热至50。C反应4h，停止反应。自然冷却后，30mmHg 下，减压蒸馏回收N，N-二甲基甲酰胺，残液倒入水中，用三氯甲垸 萃取，充分脱去三氯甲烷，得0.69g黄色油状液体，产率86.7。/。，两步 总收率75.7%。
以上所述内容仅为本发明构思下的基本说明，而依据本发明的技 术方案所作的任何等效变换，均应属于本发明的保护范围。
权利要求
1. 一种3-氯-2-硝基甲苯的制备方法，其特征在于包括下列步骤(1)在容器中加入摩尔比为1∶0.8～1.5∶1～4的2，6-二氯硝基苯、氰乙酸叔丁酯、碳酸钾，再按加入的2，6-二氯硝基苯的量计算加入N，N-二甲基甲酰胺溶剂，即每1g2，6-二氯硝基苯加入2～6mL的N，N-二甲基甲酰胺，搅拌加热至70～120℃，保温并反应2～20h，停止反应，自然冷却至室温，30mmHg下减压蒸馏，回收N，N-二甲基甲酰胺后，将残液自然冷却至室温后与冰水比较按体积比为1∶2～10倒入冰水中，搅拌下滴加质量分数为10％的盐酸溶液直至pH值为3～4，待固体充分析出，抽滤，滤饼用石油醚和乙酸乙酯混合液重结晶得2-氰基-2-(3-氯-2-硝基苯基)乙酸叔丁酯；(2)将步骤(1)所获得的2-氰基-2-(3-氯-2-硝基苯基)乙酸叔丁酯及盐酸、醋酸，按投料摩尔比为盐酸醋酸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，加热回流2～6h，自然冷却至室温，待固体充分析出，抽滤，得3-氯-2-硝基苯乙酸；(3)将步骤(2)所获得的3-氯-2-硝基苯乙酸、碳酸钾和溶剂N，N-二甲基甲酰胺，按投料摩尔比3-氯-2-硝基苯乙酸碳酸钾为＝10.1～2，再按加入的3-氯-2-硝基苯乙酸的量计算加入N，N-二甲基甲酰胺溶剂，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，搅拌加热至50～90℃，反应0.5～4h，减压蒸馏回收N，N-二甲基甲酰胺，残液倒入水中，用三氯甲烷萃取，脱去三氯甲烷，即得3-氯-2-硝基甲苯。
全文摘要
本发明公开了一种3-氯-2-硝基甲苯的制备方法，即将N，N-二甲基甲酰胺为溶剂，在碳酸钾作用下，使2，6-二氯硝基苯和氰乙酸叔丁酯反应，结束后，减压下脱去溶剂，将残液倒入冰水中，待固体充分析出，抽滤，滤饼用石油醚和乙酸乙酯重结晶，晶体为2-氰基-2-(3-氯-2-硝基苯基)乙酸叔丁酯，将所得晶体与盐酸及醋酸一起加热回流，冷却后倒入水中，待固体充分析出，抽滤，得3-氯-2-硝基苯乙酸，再将3-氯-2-硝基苯乙酸、碳酸钾和溶剂N，N-二甲基甲酰胺一起搅拌加热反应0.5～4h，减压蒸馏回收N，N-二甲基甲酰胺，残液倒入水中，用三氯甲烷萃取，充分脱去三氯甲烷，得到的固体为3-氯-2-硝基甲苯。且本制备方法能耗低，副反应少，反应收率高，总收率大于80％。
文档编号C07C205/00GK101475486SQ20091004603
公开日2009年7月8日 申请日期2009年2月10日 优先权日2009年2月10日
发明者葩 杜 申请人:上海应用技术学院