本发明属固相反应体系的有机化合物的合成反应,涉及一种有机化合物间硝基苯酚酯的制备方法。
背景技术:
结构式如式1所示的间硝基苯酚乙酯是一种化学合成中间体。间硝基苯酚乙酯的主要合成路径是,由间硝基苯酚为原料,与乙酸酐(can.j.chem.2012,90,464–468)或乙酰氯(tetrahedronletters2005,46,147–151)反应制得。
利用乙酸酐和间硝基苯酚为原料制备间硝基苯酚乙酯,需要催化剂sba-15–ph–pr–so3h来催化反应进行;sba-15–ph–pr–so3h为一种疏水性磺酸,价格较贵,制备方法较为复杂。
利用乙酰氯与间硝基苯酚制备间硝基苯酚乙酯需要利用zrocl2.8h2o为催化剂,在乙腈溶剂中进行,乙腈毒性大。
目前的方法或者使用溶剂,或者有液相原料参与反应。
技术实现要素:
本发明要解决的技术问题是提供一种工艺简洁、无需溶剂、反应时间较短、条件温和、收率高、选择性好的间硝基苯酚酯的固相合成方法。
为了解决上述技术问题,本发明提供一种固相反应体系制备间硝基苯酚酯的方法,以间二硝基苯和羧酸盐为原料,包括以下步骤:
1)、将间二硝基苯和羧酸盐混合后于10~80℃进行研磨,研磨时间为20~180min;所述间二硝基苯与羧酸盐的摩尔比为1:1~1:5;
2)、将研磨所得物用无水甲醇洗涤后过滤,所得滤液蒸除甲醇后,经柱层析分离,用乙酸乙酯/石油醚作为洗脱剂过柱分离,减压蒸除洗脱剂后,得到间硝基苯酚酯。
备注说明:步骤1)所得物中含有间硝基苯酚酯和未反应的羧酸盐,未反应的羧酸盐不溶于甲醇,因此,羧酸盐经过甲醇洗涤过滤后被除去。
作为本发明的固相反应体系制备间硝基苯酚酯的方法的改进:乙酸乙酯/石油醚=1/2的体积比。
作为本发明的固相反应体系制备间硝基苯酚酯的方法的进一步改进:所述步骤2)中研磨所得物用无水甲醇重复洗涤2~4次,滤液合并后再进行后续步骤。
作为本发明的固相反应体系制备间硝基苯酚酯的方法的进一步改进,羧酸盐为以下任一:甲酸钠、甲酸钾、乙酸钠、乙酸钾、丙酸钠、丙酸钾、丁酸钠、丁酸钾、异丁酸钠、异丁酸钾。
作为本发明的固相反应体系制备间硝基苯酚酯的方法的进一步改进,所述步骤1)的研磨于震动条件下进行,震动频率为30±5hz。
作为本发明的固相反应体系制备间硝基苯酚酯的方法的进一步改进,间二硝基苯与羧酸盐的摩尔比为1:3,温度为40~80℃。
本发明的间硝基苯酚乙酯合成的反应方程式如下:
本发明的间硝基苯酚酯的制备方法,以间二硝基苯和羧酸钠为原料,在固相反应体系中一步生成产物,具有反应条件温和、反应时间较短,收率高的特点。即,本发明提供了无催化剂无溶剂的固相反应体系,反应温度低,产物转化率和选择性均较高,且羧酸盐价格低廉,毒副作用小。
本发明为间硝基苯酚乙酯的合成提供了一种新的方法与思路,以间二硝基苯与羧酸盐为原料,在较温和条件下于固相研磨体系中进行亲核取代反应,对于没有溶剂参与的有机反应,由于没有溶剂分子的介入,反应体系的微环境不同于溶液中,使得反应物局部的高浓度,提高了反应速度和效率。并且由于这种反应操作简单,加热、振荡、研磨都可以加速反应,同时避免了由于使用溶剂所带来的危险性、毒害性和增加成本等缺点,具有高选择性、高收率、反应时间短、无需溶剂、后处理简单、污染小等特点。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述,但本发明的保护范围并不仅限于此:
实施例1、一种间硝基苯酚乙酯的制备方法,以间二硝基苯和醋酸钠为原料,依次进行以下步骤:
1)、取16.8g(0.1mol)间二硝基苯和8.2g(0.1mol)醋酸钠,置于50ml不锈钢旋盖型研磨罐内,封好后固定在mixermill400混合型碾磨仪上,设置震动频率为30hz,在10℃下进行研磨,研磨20min。
2)、反应结束后用150ml无水甲醇洗涤、过滤,重复3次,合并滤液,减压(真空度为40mmhg)蒸出滤液中甲醇后,柱层析分离出产品;
所述柱层析为:在玻璃层析柱内装有20~50g的200~300目的柱层析硅胶,将蒸出甲醇后的全部滤液进行上样,以乙酸乙酯:石油醚=1:2(体积比)的混合液作为洗脱剂;收集全部的洗脱液;再经减压(真空度为40mmhg)蒸馏除去溶剂(即,乙酸乙酯和石油醚)后得到产物间硝基苯酚乙酯3.2g,收率为17.7%。
实施例2~实施例30、改变实施例1步骤1)中的工艺条件:改变羧酸盐的名称和用量,反应温度(t)、反应时间(t)等,得到产品收率(y),选择性(s),具体数据结果见表1。
注:原料配比为间二硝基苯摩尔量:羧酸盐摩尔量。
表1、制备间硝基苯酚酯的工艺条件与结果
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。