专利名称：2-甲基-4-硝基苯胺的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种有机化合物的合成方法，特别是2-甲基-4-硝基苯胺 (2-methyl_4_nitroani 1 ine)的合成方法。
背景技术：
2-甲基-4-硝基苯胺，其分子式为(]7118^02，其结构如s-i所示，纯品为黄绿色晶
体，熔点130 13rc，是一种中高档冰染染料，它是平绒、金丝绒、灯芯绒染色时必不可少
的染料。 综合文献报道，目前2_甲基-4-硝基苯胺的制备采用以下方法1、美国联邦政府 出版局报告PB74027和PB25625中报道，采用邻甲苯胺为原料，以对甲苯磺酰氯为酰化剂， 经酰化、硝化、水解，中和及过滤干燥而得，收率为95. 0% ;2、采用邻甲基苯胺为原料，利用 甲酸酰化，再经混酸硝化，硫酸水解而得，如申请号为89105407. 3的中国专利《一种冰染染 料的生产方法》，收率为70.0% ;3、在文献(红色基RL的合成工艺改进，化学试剂，2006， 28(11) ，671-673)中，以邻甲基苯胺为原料，利用乙酸酐酰化，再经混酸硝化，硫酸水解而 得，收率为78. 4% 。采用对甲苯磺酰氯方法，辅料较多，工艺复杂，而且对甲苯磺酰氯价格较 高，生产成本较大。利用甲酸酰化，酰化剂能力较弱，反应条件要求较高，且副反应较多，而 且利用浓硫酸作为溶剂硝化，产生大量的含酸废水，难以治理。利用乙酸酐和混酸硝化，乙 酸酐为易制毒品且价格高，反应生成大量醋酸，不能回收利用，后又经混酸硝化，后处理过 程需要消耗大量的碱液，生产成本高，废水多。所以现有的一些2-甲基-4-硝基苯胺制备 方法均存在一些缺陷，有待解决。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种工艺简洁、成本低的2-甲基-4-硝基苯胺的 制备方法。 为了解决上述技术问题，本发明提供一种2-甲基-4-硝基苯胺的制备方法，依次 包括以下步骤 1)、乙酸酰化氨基保护 以邻甲基苯胺为原料，以乙酸为酰化剂进行酰化氨基保护，反应温度为8(TC 12(TC，反应时间1 5小时，乙酸与邻甲基苯胺的摩尔比为2.0 4.0 : 1;
2)、硝化 以浓硝酸为硝化试剂与步骤1)所得的反应液进行硝化反应，反应温度为10 4(TC，反应时间在3 6小时，硝酸与邻甲基苯胺的摩尔比为1.0 1.2 : l;得硝化后固 体； 3)、水解 以浓盐酸为水解试剂与硝化后固体进行水解反应，浓盐酸与邻甲基苯胺的摩尔比 为2. 5 : 1，在回流状态下反应2 3小时；
4)、分离提纯 调节步骤3)所得的反应液至^= 1 2，过滤，所得滤饼重结晶，得到2-甲 基-4-硝基苯胺。 作为本发明的2_甲基-4-硝基苯胺的制备方法的改进步骤4)中采用质量浓度 10% 50%的氢氧化钠溶液调节反应液，以质量浓度50% 90%乙醇水溶液重结晶。
作为本发明的2-甲基-4-硝基苯胺的制备方法的进一步改进步骤2)的硝化反 应结束后，将所得反应液倒入O l(TC的冷水中，将析出的固体干燥，得硝化后固体。
在本发明中，浓硝酸是指质量浓度为65 %左右的硝酸溶液，浓盐酸是指质量浓度 为35% 37%的盐酸溶液。 本发明首先以邻甲苯胺为原料，经过乙酸乙酰化进行氨基保护；接着直接加入浓
硝酸进行硝化，然后采用盐酸进行水解，再通过碱液调节ra值，分离得到2-甲基-4-硝基苯胺。 本发明的反应方程式如下所示
NHCOCH3
N02 N02
本发明的2-甲基-4-硝基苯胺制备方法，具有如下优点 1、利用乙酸作为酰化剂，将邻甲基苯胺乙酰化生成邻甲基乙酰苯胺，从而保护氨 基。该发明解决了甲酸活性差，而对甲苯磺酰氯和乙酸酐成本高的缺点。
2、采用浓硝酸作为硝化剂当乙酰化反应结束后，直接加入浓硝酸作为硝化剂，与 利用混酸硝化相比，减少了废酸的排放，对环境友好。酰化和硝化连续进行，节省了生产时 间，并且乙酸和硝酸体系的氧化性弱，可以减少副产物的生成。 3、利用碱液调节ra值，分离产物2-甲基-4-硝基苯胺与其异构体，操作简便易 行。
具体实施例方式
实施例1、一种2-甲基_4-硝基苯胺的制备方法，以邻甲基苯胺为起始原料，依次 进行以下步骤 (1)将45g(0. 75mol)乙酸加入到250ml三口烧瓶中，滴加32. lg(O. 3mol)邻甲基 苯胺，控制加料温度不超过6(TC。滴加完毕后，升温至IO(TC反应，反应过程不断蒸出生成 的水，4h后停止反应。 (2)将32g(0. 33mol)浓硝酸(65X，Wt^，下同)缓慢滴入到上述步骤(1)所得的 反应液中，滴加过程水浴冷却，保持温度在30°C以下。然后在3(TC下恒温反应5h ;反应完 毕后，将反应液倒入1(TC冷水中，析出黄色固体，过滤、干燥，得硝化后固体。
(3)将75ml浓盐酸(35%， Wt^，下同)加入到250ml的三口烧瓶中，然后将步骤 (2)所得的硝化后固体加入，在9(TC下加热回流反应3h。 (4)反应结束后，向反应液中滴加30% (Wt^，下同)氢氧化钠溶液，调节至ra = 1.5，析出黄色固体，析出完全后，过滤，滤饼以80% (Wt^，下同)乙醇水溶液重结晶，过滤 干燥，得到2-甲基-4-硝基苯胺产品40. 2g，收率88. 2% ，经过HPLC分析，纯度99% ，熔点 为130 131°C。 实施例2、一种2-甲基_4-硝基苯胺的制备方法，以邻甲基苯胺为起始原料，依次 进行以下步骤 (1)将45g(0. 75mol)乙酸加入到250ml三口烧瓶中，滴加32. lg(O. 3mo1)邻甲基 苯胺，控制加料温度不超过6(TC。滴加完毕后，升温至IO(TC反应，反应过程不断蒸出生成 的水，4h后停止反应。 (2)将32g(0. 33mol)浓硝酸(65% )缓慢滴入到上述反应液中，滴加过程冰水浴 冷却，控制加料温度不超过10°C。然后在l(TC下恒温反应5h，反应完毕后，将反应液倒入 1(TC冷水中，析出黄色固体，过滤、干燥，得硝化后固体。 (3)将75ml浓盐酸(35% )加入到250ml的三口烧瓶中，然后将硝化后固体加入， 在9(TC下加热回流反应3h。 (4)反应结束后，向反应液中滴加10X氢氧化钠溶液，滴加至ra = 2.0，析出黄
色固体，析出完全，过滤，滤饼以50%乙醇水溶液重结晶，得到2-甲基-4-硝基苯胺产品
36. 0g，收率达到78. 9X，经过HPLC分析，纯度97%，熔点为129 131°C。 实施例3、一种2-甲基_4-硝基苯胺的制备方法，以邻甲基苯胺为起始原料，依次
进行以下步骤 (1)将45g(0. 75mol)乙酸加入到250ml三口烧瓶中，滴加32. lg(O. 3mo1)邻甲基 苯胺，控制加料温度不超过6(TC。滴加完毕后，升温至10(TC反应，反应过程不断蒸出生成 的水，4h后停止反应。 (2)将32g(0. 33mol)浓硝酸(65% )缓慢滴入到上述反应液中，滴加过程水浴冷 却，控制加料温度不超过40°C 。然后在4(TC下恒温反应5h，反应完毕后，将反应液倒入10°C 冷水中，析出黄色固体，过滤、干燥，得硝化后固体。 (3)将75ml浓盐酸(35% )，加入到250ml的三口烧瓶中，然后将硝化后固体加入， 在9(TC下加热回流反应3h。 (4)反应结束后，向反应液中滴加50X氢氧化钠溶液，滴加至ra = l.O，析出黄色固体，析出完全，过滤，滤饼以90%乙醇水溶液重结晶，得到2_甲基-4-硝基苯胺产品
38. lg，收率达到83. 6X，经过HPLC分析，纯度98%，熔点为129 130°C。 实施例4、一种2-甲基_4-硝基苯胺的制备方法，以邻甲基苯胺为起始原料，依次
进行以下步骤 (1)将36g(0.6mo1)乙酸加入到250ml三口烧瓶中，滴加32. lg(0.3mo1)邻甲基苯 胺，控制加料温度不超过6(TC。滴加完毕后，升温至IO(TC反应，反应过程不断蒸出生成的 水，4h后停止反应。 (2)将32g(0. 33mol)浓硝酸(65% )缓慢滴入到上述反应液中，滴加过程水浴冷 却，控制加料温度不超过30°C。然后在3(TC恒温反应5h，反应完毕后，将反应液倒入l(TC 冷水中，析出黄色固体，过滤、干燥，得硝化后固体。 (3)将75ml浓盐酸(35% )，加入到250ml的三口烧瓶中，然后将硝化后固体加入， 在9(TC下加热回流反应3h。 (4)反应结束后，向反应液中滴加30X氢氧化钠溶液，滴加至ra = 1.5，析出黄
色固体，析出完全，过滤，滤饼以80%乙醇水溶液重结晶，得到2-甲基-4-硝基苯胺产品
37. 2g，收率达到81. 6X，经过HPLC分析，纯度98%，熔点为129 130°C。 实施例5、一种2-甲基_4-硝基苯胺的制备方法，以邻甲基苯胺为起始原料，依次
进行以下步骤 (1)将72g(1.2mo1)乙酸加入到250ml三口烧瓶中，滴加32. lg(0.3mo1)邻甲基苯 胺，控制加料温度不超过6(TC。滴加完毕后，升温至IO(TC反应，反应过程不断蒸出生成的 水，3h后停止反应 (2)将32g(0. 33mol)浓硝酸(65% )缓慢滴入到上述反应液中，滴加过程水浴冷 却，控制加料温度不超过30°C。然后在3(TC恒温反应5h，反应完毕后，将反应液倒入l(TC 冷水中，析出黄色固体，过滤、干燥，得硝化后固体。 (3)将75ml浓盐酸(35% )加入到250ml的三口烧瓶中，然后将硝化后固体加入， 在9(TC下加热回流反应3h。 (4)反应结束后，向反应液中滴加30X氢氧化钠溶液，滴加至ra = 1.5，析出黄
色固体，析出完全，过滤，滤饼以80%乙醇水溶液重结晶，得到2-甲基-4-硝基苯胺产品
40. 5g，收率达到88. 8X，经过HPLC分析，纯度99%，熔点为130 131°C。 实施例6、一种2-甲基_4-硝基苯胺的制备方法，以邻甲基苯胺为起始原料，依次
进行以下步骤 (1)将45g(0. 75mol)乙酸加入到250ml三口烧瓶中，滴加32. lg(O. 3mo1)邻甲基 苯胺，控制加料温度不超过6(TC。滴加完毕后，升温至IO(TC反应，反应过程不断蒸出生成 的水，5h后停止反应。 (2)将29. lg (0. 3mo1)浓硝酸(65 % )缓慢滴入到上述反应液中，滴加过程水浴冷 却，控制加料温度不超过30°C。然后在3(TC恒温反应5h，反应完毕后，将反应液倒入10°C 冷水中，析出黄色固体，过滤、干燥，得硝化后固体。 (3)将75ml浓盐酸(35% )，加入到250ml的三口烧瓶中，然后将硝化后固体加入， 在9(TC下加热回流反应3h。 (4)反应结束后，向反应液中滴加30X氢氧化钠溶液，滴加至ra = 1.5，析出黄色固体，析出完全，过滤，滤饼以80%乙醇水溶液重结晶，得到2_甲基-4-硝基苯胺产品
36. 4g，收率达到79. 8% ，经过HPLC分析，纯度98% ，熔点为129 130°C 。 实施例7、一种2-甲基_4-硝基苯胺的制备方法，以邻甲基苯胺为起始原料，依次 进行以下步骤 (1)将45g(0. 75mol)乙酸加入到250ml三口烧瓶中，滴加32. lg(O. 3mo1)邻甲基 苯胺，控制加料温度不超过6(TC。滴加完毕后，升温至IO(TC反应，反应过程不断蒸出生成 的水，4h后停止反应。 (2)将34. 9g(0. 36mol)浓硝酸(65% )缓慢滴入到上述反应液中，滴加过程水浴 冷却，控制加料温度不超过30°C 。然后在3(TC恒温反应5h，反应完毕后，将反应液倒入10°C 冷水中，析出黄色固体，过滤、干燥，得硝化后固体。 (3)将75ml浓盐酸(35% )加入到250ml的三口烧瓶中，然后将硝化后固体加入， 在9(TC下加热回流反应3h。 (4)反应结束后，向反应液中滴加30X氢氧化钠溶液，滴加至ra = 1.5，析出黄 色固体，析出完全，过滤，滤饼以80%乙醇水溶液重结晶，得到2-甲基-4-硝基苯胺产品
37. 9g，收率达到83. 1X，经过HPLC分析，纯度99%，熔点为130 131°C。 实施例8、一种2-甲基_4-硝基苯胺的制备方法，以邻甲基苯胺为起始原料，依次 进行以下步骤 (1)将45g(0. 75mol)乙酸加入到250ml三口烧瓶中，滴加32. lg(O. 3mo1)邻甲基 苯胺，控制加料温度不超过60°C。滴加完毕后，升温至8(TC反应，5h后停止反应。
(2)将32g(0. 33mol)浓硝酸(65% )缓慢滴入到上述反应液中，滴加过程水浴冷 却，控制加料温度不超过30°C。然后在3(TC恒温反应3h，反应完毕后，将反应液倒入10°C 冷水中，析出黄色固体，过滤、干燥，得硝化后固体。 (3)将75ml浓盐酸(35% )，加入到250ml的三口烧瓶中，然后将硝化后固体加入， 在9(TC下加热回流反应3h。反应结束后，向反应液中滴加30%氢氧化钠溶液，滴加至1^ = 1.5，析出黄色固体，析出完全，过滤，滤饼以80%乙醇水溶液重结晶，得到2-甲基-4-硝基 苯胺产品37. lg，收率达到81.4X，经过HPLC分析，纯度97X，熔点127 129°C。
实施例9、一种2-甲基_4-硝基苯胺的制备方法，以邻甲基苯胺为起始原料，依次 进行以下步骤 (1)将45g(0. 75mol)乙酸加入到250ml三口烧瓶中，滴加32. lg(O. 3mo1)邻甲基 苯胺，控制加料温度不超过6(TC。滴加完毕后，升温至10(TC反应，反应过程不断蒸出生成 的水，2h后停止反应。 (2)将32g(0. 33mol)浓硝酸(65% )缓慢滴入到上述反应液中，滴加过程水浴冷 却，控制加料温度不超过30°C。然后在3(TC恒温反应6h，反应完毕后，将反应液倒入10°C 冷水中，析出黄色固体，过滤、干燥，得硝化后固体。 (3)将75ml浓盐酸(35% )加入到250ml的三口烧瓶中，然后将硝化后固体加入， 在9(TC下加热回流反应3h。 (4)反应结束后，向反应液中滴加30X氢氧化钠溶液，滴加至ra = 1.5，析出黄 色固体，析出完全，过滤，滤饼以80%乙醇水溶液重结晶，得到2-甲基-4-硝基苯胺产品 37. 3g，收率达到81. 8X，经过HPLC分析，纯度98%，熔点为129 130°C。
实施例10、一种2-甲基-4-硝基苯胺的制备方法，以邻甲基苯胺为起始原料，依次 进行以下步骤 (1)将45g(0. 75mol)乙酸加入到250ml三口烧瓶中，滴加32. lg(O. 3mol)邻甲基 苯胺，控制加料温度不超过6(TC。滴加完毕后，升温至12(TC反应，反应过程不断蒸出生成 的水，1.5h后停止反应。 (2)将32g(0. 33mol)浓硝酸(65% )缓慢滴入到上述反应液中，滴加过程水浴冷 却，控制加料温度不超过30°C 。然后在3(TC下恒温反应5h，反应完毕后，将反应液倒入10°C 冷水中，析出黄色固体，过滤、干燥，得硝化后固体。 (3)将75ml浓盐酸(35% )加入到250ml的三口烧瓶中，然后将硝化后固体加入， 在9(TC下加热回流反应3h。 (4)反应结束后，向反应液中滴加30X氢氧化钠溶液，滴加至ra = 1.5，析出黄
色固体，析出完全，过滤，滤饼以80%乙醇水溶液重结晶，得到2_甲基-4-硝基苯胺产品
35. 7g，收率达到78. 3X，经过HPLC分析，纯度97X，熔点为125 127°C。 实施例ll、一种2-甲基-4-硝基苯胺的制备方法，以邻甲基苯胺为起始原料，依次
进行以下步骤 (1)将45g(0. 75mol)乙酸加入到250ml三口烧瓶中，滴加32. lg(O. 3mo1)邻甲基 苯胺，控制加料温度不超过6(TC。滴加完毕后，升温至IO(TC反应，反应过程不断蒸出生成 的水，5h后停止反应。 (2)将32g(0. 33mol)浓硝酸(65% )缓慢滴入到上述反应液中，滴加过程水浴冷 却，控制加料温度不超过30°C 。然后在3(TC下恒温反应5h，反应完毕后，将反应液倒入10°C 冷水中，析出黄色固体，过滤、干燥，得硝化后固体。 (3)将75ml浓盐酸(35% )加入到250ml的三口烧瓶中，然后将硝化后固体加入， 在9(TC下加热回流反应3h。 (4)反应结束后，向反应液中滴加30X氢氧化钠溶液，滴加至ra = 1.5，析出黄
色固体，析出完全，过滤，滤饼以80%乙醇水溶液重结晶，得到2-甲基-4-硝基苯胺产品
38. 4g，收率达到84. 2X，经过HPLC分析，纯度99%，熔点为130 131°C。 最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的若干个具体实施例。显然，本发
明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容
直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。
权利要求
一种2-甲基-4-硝基苯胺的制备方法，其特征在于依次包括以下步骤1)、乙酸酰化氨基保护以邻甲基苯胺为原料，以乙酸为酰化剂进行酰化氨基保护，反应温度为80℃～120℃，反应时间1～5小时，所述乙酸与邻甲基苯胺的摩尔比为2.0～4.0∶1；2)、硝化以浓硝酸为硝化试剂与步骤1)所得的反应液进行硝化反应，反应温度为10～40℃，反应时间在3～6小时，所述硝酸与邻甲基苯胺的摩尔比为1.0～1.2∶1；得硝化后固体；3)、水解以浓盐酸为水解试剂与硝化后固体进行水解反应，浓盐酸与邻甲基苯胺的摩尔比为2.5∶1，在回流状态下反应2～3小时；4)、分离提纯调节步骤3)所得的反应液至PH＝1～2，过滤，所得滤饼重结晶，得到2-甲基-4-硝基苯胺。
2. 根据权利要求l所述的2-甲基-4-硝基苯胺的制备方法，其特征是所述步骤4)中 采用质量浓度10% 50%的氢氧化钠溶液调节反应液，以质量浓度50% 90%乙醇水溶液重结晶。
3. 根据权利要求2所述的2-甲基-4-硝基苯胺的制备方法，其特征是步骤2)的硝 化反应结束后，将所得反应液倒入O l(TC的冷水中，将析出的固体干燥，得硝化后固体。
全文摘要
本发明公开了一种2-甲基-4-硝基苯胺的制备方法，依次包括以下步骤1)、以邻甲基苯胺为原料，以乙酸为酰化剂进行酰化氨基保护；2)、以浓硝酸为硝化试剂与步骤1)所得的反应液进行硝化反应，得硝化后固体；3)、以浓盐酸为水解试剂与硝化后固体进行水解反应；4)、调节步骤3)所得的反应液至PH＝1～2，过滤，所得滤饼重结晶，得到2-甲基-4-硝基苯胺。采用该方法制备2-甲基-4-硝基苯胺具有工艺简洁、成本低的特点。
文档编号C07C211/52GK101774929SQ20101010413
公开日2010年7月14日 申请日期2010年1月28日 优先权日2010年1月28日
发明者钱超, 阮建成, 陈新志 申请人:浙江大学