《2氯4,6二硝基1,3苯二酚的制备方法.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《2氯4,6二硝基1,3苯二酚的制备方法.pdf(7页珍藏版)》请在专利查询网上搜索。
1、(10)申请公布号 CN 102976947 A (43)申请公布日 2013.03.20 CN 102976947 A *CN102976947A* (21)申请号 201210569626.5 (22)申请日 2012.12.25 C07C 205/26(2006.01) C07C 201/12(2006.01) C07C 201/16(2006.01) (71)申请人 成都惠恩精细化工有限责任公司 地址 610213 四川省成都市双流县滨河路二 段绿水康城 B2-27 号 (72)发明人 李晶晶 罗芩 杨琴 (74)专利代理机构 成都立信专利事务所有限公 司 51100 代理人 濮家蔚 。
2、(54) 发明名称 2- 氯 -4,6- 二硝基 -1,3- 苯二酚的制备方法 (57) 摘要 2- 氯 -4,6- 二硝基 -1,3- 苯二酚的制备方 法以 4,6- 二硝基 -1,2,3- 三氯苯为原料, 在碱性 水溶液中不超过 100水解后分离得到, 所说的 碱性水溶液为含有质量浓度 5%15% 的碱金属氢 氧物的水溶液, 碱金属氢氧物与原料的摩尔比为 (4.56.0):1。对所得产物还可以进一步用适当 的有机溶剂重结晶精制。本发明方法的水解反应 在单一水溶液体系中进行, 产物不溶于水而可直 接得到, 大大简化了现有的醇水混合物反应溶剂, 也省略了必须使用萃取剂萃取操作, 避免了萃取 剂。
3、与醇水混合反应溶剂相互作用使溶剂体系复杂 化, 以及因此导致的对其中有机成分回收的困难, 简化了工艺, 降低了成本。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 1 页 1/1 页 2 1.2-氯-4,6-二硝基-1,3-苯二酚的制备方法, 其特征是以4,6-二硝基-1,2,3-三氯 苯为原料, 在碱性水溶液中不超过 100加热水解后分离得到, 所说的碱性水溶液为含有质 量浓度 5%15% 的碱金属氢氧物的水溶液, 碱金属氢氧物与原料的摩尔比为 (4.56.0):。
4、1。 2. 如权利要求 1 所述的制备方法, 其特征是所说碱性水溶液中碱金属氢氧化物质的量 浓度为 9%11%。 3. 如权利要求 1 所述的制备方法, 其特征是所说的碱金属氢氧化物为氢氧化钠或氢氧 化钾。 4. 如权利要求 1 所述的制备方法, 其特征是所说的水解反应温度为 75 90。 5.如权利要求1至4之一所述的制备方法, 其特征是水解后分离得到的2-氯-4,6-二 硝基 -1,3- 苯二酚产物用有机溶剂重结晶进行精制。 6. 如权利要求 5 所述的制备方法, 其特征是所说的有机溶剂为甲醇、 乙醇、 正丁醇、 乙 酸乙酯、 丙酮中的一种。 7. 如权利要求 5 中所述电脑制备方法, 其。
5、特征是重结晶时所说有机溶剂的用量比例为 每 10g 水解反应产物 40180ml。 权 利 要 求 书 CN 102976947 A 2 1/4 页 3 2- 氯 -4,6- 二硝基 -1,3- 苯二酚的制备方法 技术领域 0001 本发明涉及一种 2- 氯 -4,6- 二硝基 -1,3- 苯二酚的制备方法, 该化合物是高性能 纤维聚对苯撑并双恶唑 (PBO) 的单体 4,6- 二氨基间苯二酚的一个中间体化合物。 背景技术 0002 聚对苯撑并双恶唑 (poly-p-phenylene-benzobisoxazole, PBO) 是一种高性能纤 维材料, 具有 575kg/mm2的弹性模量, 。
6、68 的极限氧指数 (LOI) 以及 650下的热稳定性等 主要性能指标, 均属于目前的有机和无机纤维之最, 被广泛用于包括航空航天等许多领域。 4,6- 二氨基间苯二酚是合成 PBO 材料的最重要的单体原料, 是以 1,2,3- 三氯苯为原料, 经 过硝化、 水解和加氢还原三步反应而得到。2- 氯 -4,6- 二硝基 -1,3- 苯二酚则是其重要的 中间体之一。 目前报道的该中间体的合成方法, 如史瑞欣等在 “2-氯-4,6-二硝基-1,3-苯 二酚的合成工艺” (广东化工, 2010 年第 37 卷 ( 第 3 期 )) , 宋元军等在 “4,6- 二氨基间苯 二酚盐酸盐合成研究” (固体。
7、火箭技术, 2006,Vol.29(2)) 和李金焕等在 “高纯度 4,6- 二氨 基间苯二酚盐酸盐的合成” (哈尔滨工业大学学报, 2003,Vol.35(7)) 等文献所报道的, 都是 在醇 - 水混合溶剂中对 4,6- 二硝基 -1,2,3- 三氯苯进行碱性水解后得到, 并对与该反应相 关的合成工艺、 萃取热力学进行了研究和探讨。由于其醇 - 水相的反应溶剂采用的是甲醇 与水的混合物, 不仅反应流程多, 而且甲醇和萃取剂用量较大, 萃取后残留在水相中的甲醇 和萃取剂在酸性条件下经蒸馏回收时容易进一步反应, 使溶剂变质, 蒸馏能耗也较大, 萃取 后的废水中有机物组成复杂, COD 值相当高。
8、, 给进一步的后处理带来很大困难。 发明内容 0003 针对上述情况, 本发明提供了一种操作简单, 环境友好且能耗低的 2- 氯 -4,6- 二 硝基 -1,3- 苯二酚的制备方法, 可以满意地解决上述传统方法存在的问题。 0004 本发明2-氯-4,6-二硝基-1,3-苯二酚的制备方法, 是以4,6-二硝基-1,2,3-三 氯苯为原料, 在碱性水溶液中不超过 100水解后分离得到, 所说的碱性水溶液为含有质量 浓度 5%15% 的碱金属氢氧物的水溶液, 碱金属氢氧物与原料的摩尔比为 (4.56.0):1。其 中, 所说的碱金属氢氧化物最为优选的, 是可以使用最为常用和易得的氢氧化钠或氢氧化 。
9、钾。 0005 进一步, 上述所说碱性水溶液中碱金属氢氧化物质的量浓度优选为 9%11%。 0006 上述制备中的水解反应, 优选在 75 90温度条件下进行。 0007 分析和研究实验表明, 硝基氯苯的水解反应主要受两个方面的因素影响, 一是亲 核试剂的影响, 二是溶剂化效应的影响。 试剂的亲核性与试剂的碱性有关, 单一以水作为反 应介质, 可以提高亲核试剂的进攻性, 但因其极性比醇强, 其溶剂化效应对反应物产生的稳 定化作用也大于对中间过渡产物稳定化作用, 对反应又是不利的。本发明通过提高反应溶 剂体系的碱浓度和碱的用量, 以加快反应速率, 和 / 或进一步延长水解反应时间等方式, 达 到。
10、了显著提高产物收率的效果, 满意地实现了采用单一水作为该水解反应的溶剂体系。 说 明 书 CN 102976947 A 3 2/4 页 4 0008 为保证和提高所得产品的纯度, 对由反应体系分离得到的产物粗品, 可进一步配 合适当的重结晶操作, 去除包括醚化副产物等杂质。重结晶的溶剂选择, 可以根据原料及 水解过程中可能产生和存在的一水解产物、 二水解产物和醚化产物等各自的溶解度参数而 定。实验显示, 对水解后分离得到的 2- 氯 -4,6- 二硝基 -1,3- 苯二酚产物进行重结晶时, 一般情况下可以优选的有机溶剂包括甲醇、 乙醇、 正丁醇、 乙酸乙酯、 丙酮等中的一种。 0009 实验表。
11、明, 进行重结晶时所说的有机溶剂的进一步优选用量比例, 可以为每 10g 水解反应产物使用 40180ml。 0010 本发明上述制备 2- 氯 -4,6- 二硝基 -1,3- 苯二酚方法的最大特点是以单一水溶 液作为反应体系溶剂, 较目前采用的醇 - 水混合溶剂大为简化, 而且由于该产物不溶于水, 通过简单的过滤即可直接分离得到, 水解废液中没有其它的有机溶剂 ; 重结晶则采用单一 的溶剂, 也便于其回收, 也比现有必须使用萃取剂萃取的方式更为简单, 特别是避免了因萃 取剂与醇 - 水混合反应溶剂的相互作用而使溶剂体系变得进一步更为复杂, 带来对后续萃 取剂和醇的回收, 以及对废水处理等方面。
12、的困难和问题, 简化了整个操作工艺, 降低了能耗 和成本。 0011 以下结合由附图所示实施例的具体实施方式, 对本发明的上述内容再作进一步的 详细说明。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实例。在不脱离本发明 上述技术思想情况下, 根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更, 均应 包括在本发明的范围内。 附图说明 0012 图 1 是本发明实施例 7 产物的红外谱图。 0013 图 2 是本发明实施例 8 产物的红外谱图。 具体实施方式 0014 实施例 1 将 4,6- 二硝基 -1,2,3- 三氯苯 54.3g 加入 1000ml 四口瓶中, 然后将 36g 氢氧。
13、化钠配 成 11% 质量浓度的氢氧化钠溶液一次性加入反应体系中 (固体碱与原料摩尔比为 4.5/1) , 开启搅拌, 升温, 控制体系温度为 80恒温反应 16 小时。反应结束后, 冷却至 24, 并用 60.0ml 浓盐酸中和体系。浓盐酸采用滴加的形式加入, 通过调节浓盐酸的滴加速度控制 体系温度不超过 40。盐酸滴加完毕后, 将体系在室温下反应 2 小时。常温反应结束后, 将反应液移出并用适量的蒸馏水洗涤反应液至 pH 56, 抽滤, 所得滤饼置于 50烘箱中烘 干, 得黄色粉末状的 2- 氯 -4,6- 二硝基间苯二酚。测得粗产品的纯度为 96.89%, 收率为 95.76%。 0015。
14、 实施例 2 将 54.3g4,6- 二硝基 -1,2,3- 三氯苯加入 1000ml 四口瓶中, 然后将 40g 氢氧化钠配成 9% 质量浓度的氢氧化钠溶液一次性加入反应体系中 (固体碱与原料摩尔比为 5/1) , 开启搅 拌, 升温, 控制体系温度为 85恒温反应 14 小时。反应结束后, 冷却至 24, 并用 60.0ml 浓盐酸中和体系。浓盐酸采用滴加的形式加入, 通过调节浓盐酸的滴加速度控制体系温度 不超过 40。盐酸滴加完毕后, 将体系在室温下反应 2 小时。常温反应结束后, 将反应液 说 明 书 CN 102976947 A 4 3/4 页 5 移出并用适量的蒸馏水洗涤反应液至 。
15、PH=5 6, 将反应液抽滤, 所得滤饼置于 50烘箱中 烘干, 得黄色粉末状的 2- 氯 -4,6- 二硝基间苯二酚。测得粗产品的纯度为 97.02%, 收率为 96.65%。 0016 实施例 3 将 54.3g4,6- 二硝基 -1,2,3- 三氯苯加入 1000ml 四口瓶中, 然后将 48g 氢氧化钠配成 11% 质量浓度的氢氧化钠溶液一次性加入反应体系中 (固体碱与原料摩尔比为 6/1) , 开启 搅拌, 升温, 控制体系温度为75恒温反应12小时。 反应结束后, 冷却至24, 并用60.0ml 浓盐酸中和体系。浓盐酸采用滴加的形式加入, 通过调节浓盐酸的滴加速度控制体系温度 不超。
16、过 40。盐酸滴加完毕后, 将体系在室温下反应 2 小时。常温反应结束后, 将反应液移 出并用适量的蒸馏水洗涤反应液至 PH=5 6, 将反应液抽滤, 将所得滤饼置于 50烘箱中 烘干, 得黄色粉末状的 2- 氯 -4,6- 二硝基间苯二酚。测得粗产品的纯度为 96.63%, 收率为 93.62%。 0017 实施例 4 将 54.3g4,6- 二硝基 -1,2,3- 三氯苯加入 1000ml 四口瓶中, 然后将 48g 氢氧化钠配成 5% 质量浓度的氢氧化钠溶液一次性加入反应体系中 (固体碱与原料摩尔比为 6/1) , 开启搅 拌, 升温, 控制体系温度为 90恒温反应 18 小时。反应结束。
17、后, 冷却至 24, 并用 60.0ml 浓盐酸中和体系。浓盐酸采用滴加的形式加入, 通过调节浓盐酸的滴加速度控制体系温度 不超过 40。盐酸滴加完毕后, 将体系在室温下反应 2 小时。常温反应结束后, 将反应液 移出并用适量的蒸馏水洗涤反应液至 PH=5 6, 将反应液抽滤, 所得滤饼置于 50烘箱中 烘干, 得黄色粉末状的 2- 氯 -4,6- 二硝基间苯二酚。测得粗产品的纯度为 88.23%, 收率为 83.25%。 0018 实施例 5 将 54.3g4,6- 二硝基 -1,2,3- 三氯苯加入 1000ml 四口瓶中, 然后将 36g 氢氧化钠配 成 15% 质量浓度的氢氧化钠溶液一。
18、次性加入反应体系中 (固体碱与原料摩尔比为 4.5/1) , 开启搅拌, 升温, 控制体系温度为 75恒温反应 14 小时。反应结束后, 冷却至 24, 并用 60.0ml 浓盐酸中和体系。浓盐酸采用滴加的形式加入, 通过调节浓盐酸的滴加速度控制体 系温度不超过 40。盐酸滴加完毕后, 将体系在室温下反应 2 小时。常温反应结束后, 将反 应液移出并用适量的蒸馏水洗涤反应液至 PH=5 6, 将反应液抽滤, 所得滤饼置于 50烘 箱中烘干, 得黄色粉末状的 2- 氯 -4,6- 二硝基间苯二酚。测得粗产品的纯度为 90.38%, 收 率为 84.76%。 0019 实施例 6 取 10.0g 。
19、实施例 1 的水解反应的粗产品, 加入 160ml 无水乙醇, 搅拌, 加热至固体完全 溶解, 在回流状态下保温 1 小时, 热过滤, 滤液在搅拌状态下自然降至 25析晶, 过滤, 滤饼 用溶剂洗涤, 将得到的滤饼置于 40烘箱中烘干, 得精制的 2- 氯 -4,6- 二硝基间苯二酚 7.2g, 经高效液相检测纯度为 98.92%。元素分析 : N : 12.30% (理论值 11.95%) , C : 31.10% (理 论值 30.72%) , H : 1.95%(理论值 1.29%) 。 0020 实施例 7 取 10.0g 实施例 2 的水解反应的粗产品, 加入 48ml 正丁醇, 搅。
20、拌, 加热至固体完全溶 解, 在回流状态下保温 1 小时, 热过滤, 滤液在搅拌状态下自然降至 25析晶, 过滤, 滤饼 说 明 书 CN 102976947 A 5 4/4 页 6 用溶剂洗涤, 将得到的滤饼置于 40烘箱中烘干, 得精制的 2- 氯 -4,6- 二硝基间苯二酚 9.0g, 经高效液相检测纯度为 99.56%。元素分析 : N : 11.95% (理论值 11.95%) , C : 30.82% (理 论值 30.72%) , H : 1.27%(理论值 1.29%) 。 0021 红外检测结果 (cm-1) : 3346 为 OH- 伸缩振动吸收峰 ; 1634.1 145。
21、1.8 之间出现 多个强吸收峰为苯环骨架振动 ; 1337.0、 1574.5 为苯环上硝基的对称和反对称伸缩振动吸 收峰 ; 1167.1 为 C-Cl 伸缩振动。谱图如图 1 所示。 0022 质谱检测结果 : 232.81(m/e), 215.82(M-OH), 180.84(M-OH-Cl), 134.93(M-OH-Cl-NO2)。 0023 检测结果证明, 该产物为 2- 氯 -4,6- 二硝基间苯二酚。 0024 实施例 8 取 10.0g 实施例 3 的水解反应的粗产品, 加入 43ml 丙酮, 搅拌, 加热至固体完全溶解, 在回流状态下保温 1 小时, 热过滤, 滤液在搅拌状态下自然降至 25析晶, 过滤, 滤饼用溶 剂洗涤, 将得到的滤饼置于 40烘箱中烘干, 得精制的 2- 氯 -4,6- 二硝基间苯二酚 6.4g, 经高效液相检测纯度 99.01%。元素分析 : N : 11.95%(理论值 11.95%) , C : 30.82%(理论值 30.72%) , H : 1.27%(理论值 1.29%) 。红外检测谱图如图 2 所示, 结果与实施例 7 基本完全 一致, 表明产物也为 2- 氯 -4,6- 二硝基间苯二酚。 说 明 书 CN 102976947 A 6 1/1 页 7 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 102976947 A 7 。