使用金属盐催化苯酚类及苯醚类化合物的硝化方法
技术领域
本发明涉及一类硝化方法，特别是涉及金属盐催化苯酚类及苯醚类化合物的 硝化方法。
背景技术
芳香族化合物的硝化反应是一类十分重要的化学反应，其中苯酚类及苯醚类 化合物的硝化在工业生产和药物合成等领域有着重要的作用。例如，硝基酚是一 类碳钢缓蚀剂，对氯邻硝基苯酚是药物氯唑沙宗的中间体。对硝基苯酚的还原产 物对氨基酚，是扑热息痛和安妥明等药物的中间体，同时还应用于显影剂、抗氧 化剂、乙烯基单体阻聚剂等方面。
苯酚类及苯醚类化合物是一类非常易于硝化的化合物，但苯酚类及苯醚类化 合物本身又易于被氧化，故在硝化方法的选择上有一定困难。如在工业生产中， 硝基苯酚一般都是由间接法生产的，这主要是苯酚直接硝化时易发生氧化反应， 硝化产物的得率很低，且生成的氧化产物呈油状物，使产品的分离、纯化变得困 难。
为了解决苯酚类及苯醚类化合物的硝化问题，近年来有许多关于这方面的研 究报道。使用AgNO3/BF3为硝化剂，在CH3CN中进行硝化反应(Olah，G.A.； Narang，S.C.；Olah，J.A.；Lammertsma，K.Proc.Nal.Aacad.Sci.，U.S.A 1982， 4487)。使用NaNO3和HNO3做为硝化剂在芳香族溶剂中进行硝化(Thompson，M. J.；Zeeger，P.J.Tetrahedron，1991，47，8787)。使用硝酸钙为硝化剂，用浓硫酸催化 苯酚类及苯醚类化合物的硝化(Bisarya，S.C.；Joshi，S.K.；Holker，A.G.Synth. Commun.，1993，23(8)1125-1137)。使用100％HNO3在醋酸酐中，以Cu(NO3)2/K10 为催化剂进行硝化反应(Gigante，B.；Prozeres，A.O.；Marcelo-Curto，M.J.； Cornelis，A.；Laszlo，P.J.Org.Chem.，1995，3445-3447)。使用Fe(NO3)3·1.5N2O4、 Cr(NO3)3·2N2O4和Cu(NO3)2·N2O4为硝化剂进行硝化(Firouzabadi，H.；Iranpoor， N.；Zolfigol，M.A.Synth.Commun.，1997，27(19)，3301-3312 and Iranpoor，N.； Firouzabadi，H.；Zolfigol，M.A.Synth.Commun.，1998，28(15)，2773)。使用N2O4为 硝化剂，在18-冠-6溶剂中进行硝化(Iranpoor，N.；Firouzabadi，H.；Heydari，R.Synth. Commun.，1999，29(19)，3295-3302)。使用硝酸铋为硝化剂，KSF为催化剂在THF 溶剂中进行硝化(Susanta，S.；Frederick，F.B.；Bimal，K.B.Tetrahedron，2000，41， 8017-8020)。
发明人在对硝化反应的研究中，曾以KSF作为酚类化合物硝化的催化剂，具 有较好的活性，为了考察KSF对水和酸的稳定性，分别用水和稀酸对KSF进行 处理，浸洗出KSF中的不稳定组分。处理后的KSF失去催化活性，过滤出的 KSF浸洗液经减压蒸馏得到白色固体，对KSF、处理过的KSF和KSF浸出物分 别作元素组成分析，发现KSF处理前后元素组成变化不明显，浸出物中含有K，Ca， Mg，Al，Si，Sc，Ti，Zr，V，Cr，Mn，Fe，Co，Ni，Cu等金属元素。基于以上结果，发 明人认为在催化硝化的过程中起催化作用的是这些金属元素的盐类化合物，因此 尝试以这些金属的盐作为催化剂催化酚类化合物的硝化反应。实验结果证实了发 明人的结论，几乎所有的过渡金属盐和第III、第IV或第V主族金属盐都可以用 作酚类化合物硝化反应的催化剂，而且大部分金属是廉价易得的金属，其中只有 少数金属有一定的毒性。
发明内容
本发明要解决的问题是提供一种苯酚类及苯醚类化合物的新的硝化方法。
本发明是一种苯酚类及苯醚类化合物的新的硝化方法，采用金属盐直接用作 催化剂进行硝化。具体来说，在有机溶剂中，以金属的盐类为硝化催化剂，以硝 酸为硝化剂，对苯酚类及苯醚类化合物进行硝化。
本发明中所述的金属盐是过渡金属、第III、第IV或第V主族金属的硝酸盐、 盐酸盐、醋酸盐、磷酸盐、硫酸盐、磺酸盐、氰酸盐、或者含有以上金属离子的 复盐。上述的金属盐或复盐可以是Sc、Ce、Ti、Zr、V、Mo、Cr、Mn、Fe、Co、 Ni、Cu、Zn、Al、In、Sn、或Bi等金属的盐或复盐；所述的有机溶剂推荐为醚， 进一步推荐为四氢呋喃、乙醚等；所述的硝酸为20～100％硝酸，推荐为20～80 ％硝酸，进一步推荐为30～70％硝酸；所述的苯酚类及苯醚类化合物分子式为 RR1R2R3Z，其中，R＝酚羟基或C1-5烷氧基，R1、R2或R3＝H、C1-5的烷基、 卤素、酚羟基、C1-5烷氧基或C6H5，Z＝苯基、萘基、四氢萘基、蒽基或芴基， 所述的苯酚类及苯醚类化合物推荐为苯酚、对苯二酚、间苯二酚或对叔丁基苯酚 等。
本发明方法中催化剂的用量为以苯酚类及苯醚类化合物和金属盐或复盐的 金属离子计量摩尔比1∶0.01～0.5，进一步推荐为1∶0.03～0.1，温度范围在 0～100℃，进一步推荐为20～60℃，反应时间为0.5～24小时，进一步推荐为 1～12小时。上述苯酚类及苯醚类化合物和硝酸的摩尔比推荐为1∶0.1～10，进 一步推荐为1∶1～2。
在实验中使用了不同的溶剂，尤其在醚类溶剂，如乙醚、四氢呋喃(THF) 等溶剂中都能较好的进行反应(图1和表格1)。而在二氯甲烷、硝基甲烷等溶剂 中，硝化反应的产率很低。根据反应底物的不同，反应时间可在0.5-24小时之间 灵活选择。
图1.
表格1.硝酸铁催化间二苯酚的硝化反应，溶剂和反应时间的选择.
序号 溶剂 时间(h) 收率(％)a 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 乙醚 乙醚 乙醚 四氢呋喃 四氢呋喃 四氢呋喃 乙二醇二甲醚 二氯甲烷 硝基甲烷 1 12 24 1 12 24 12 12 12 66 57 55 69 65 63 68 20 35
a)分离收率。
实验中还考察了催化剂的用量对收率和反应时间的影响，较为合适的催化剂 用量为1-10mol％。对实验中使用硝酸的浓度也进行了比较，在相同的反应条件 下，当硝酸浓度降低到20％时，该硝化反应仍能进行，催化剂的使用量需要放 大，硝化产率约54％左右。当硝酸浓度提高到95％时，在0℃下反应时，产率 为69％，而在室温下反应较为剧烈，副产物较多(图2和表格2)。
图2.
表格2.硝酸铁催化间二苯酚的硝化反应，硝酸浓度和催化剂用量的选择.
序号 硝酸(％) 硝酸铁(mol％) 温度(℃) 时间(h) 收率(％)a 1 1 2 3 4 5 6 60 60 60 20 60 95 1 10 20 5 3 3 r.t. r.t. r.t. 60 r.t. 0 24 2 1 4 2 1 57 66 65 54 65 69
a)分离收率。
实验中测试了多种金属的盐酸盐对苯酚和对氟苯酚的催化活性。以四氢呋喃 为溶剂，60％硝酸为硝化剂，金属盐的用量为3％摩尔百分比(0.03毫摩尔)，苯 酚或对氟苯酚的投料量为1毫摩尔，四氢呋喃使用量为3毫升，反应时间10小 时。在此硝化过程中，各种盐类都表现出良好的催化性能(图3和表格3，图4 和表格4)。
图3.
表格3.各种金属的盐酸盐催化苯酚的硝化反应
序号 金属盐 收率(％)a 2 3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 ScCl3 ZrCl4 Mo2O3 CrCl2 Mn(OAc)2 FeCl3 CoCl2 NiCl2 CuCl2 ZnCl2 SnCl2 AlCl3 InCl3 BiCl3 CeCl3 40 42 39 41 41 41 42 40 40 44 42 42 40 41 41 50 45 44 50 45 46 50 48 49 49 47 49 48 49 47
a)分离收率。
图4.
表格4.各种金属的盐酸盐催化对氟苯酚的硝化反应
序号 金属盐 收率(％)a 4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 CrCl2 Mn(OAc)2 FeCl3 CoCl2 NiCl2 CuCl2 ZnCl2 SnCl2 AlCl3 InCl3 BiCl3 88 85 90 89 87 87 90 87 87 87 88
a)分离收率。
以苯酚为底物对不同的铜盐和铁盐的催化效果进行考察，以四氢呋喃为溶 剂，60％硝酸为硝化剂，金属盐的用量为3％摩尔百分比(0.03毫摩尔)，苯酚的 投料量为1毫摩尔，四氢呋喃使用量为3毫升，反应时间10小时。在此硝化过 程中，各种铜盐和铁盐都表现出良好的催化性能(图5和表格5)。
图5.
表格5.铜盐或铁盐催化苯酚的硝化反应.
序号 金属盐 收率(％)a 2 3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 CuSO4 Cu(NO3)2 Cu(OAc)2 CuBr2 CuCl FeSO4 (NH4)2Fe(SO4)2 K3Fe(CN)3 Fe(NO3)3 42 42 43 43 41 44 44 44 43 50 50 52 52 49 49 49 49 49
a)分离收率。
在以上反应中用到的金属均为过渡金属、第III、第IV或第V主族金属， 用到的金属盐便宜、易得，而且这些金属及其金属盐毒性都比较小，其中以Fe、 Co、Ni、Cu和Zn的金属盐更为便宜易得，化学性质稳定，且毒性很小，因此 我们选用硝酸铁作为硝化反应的催化剂对多种底物的催化效果进行考察。硝酸铁 用量为3％摩尔百分比，其余条件同上。大部分底物收率都在80％以上，其中部 分底物的硝化产率达90％以上(图6、图7和表格6，图8和表格7)。
图6.
表格6.硝酸铁催化各种酚类的硝化反应.
序号 R 时间(h) 收率(％)a 5 6 1 2b 3 4 5 6 7 8 9d F F Cl Br Me i-Pr t-Bu OMe OMe 12 12 4 12 12 12 12 2 1 89 85-92 88 66 88 92 89 34 trace 32c 2 44 67
a)分离收率。b)使用回收的催化剂，回收使用五次，收率在85-92％。c)产物包括2，4-二溴-6-硝基苯酚，2-溴-4-硝基苯酚和4-硝基苯酚。d)硝酸 的用量为2当量。
图7.
2，4-二溴-6-硝基苯酚 2-溴-4-硝基苯酚 4-硝基苯酚
Scheme8.
Table 7.硝酸铁催化各种酚类的硝化反应.
a)分离收率。b)反应温度60℃。c)反应温度80℃
硝酸铁催化对氟苯酚的硝化反应中，反应混合物萃取后的不溶物及残余水 分在抽真空条件下加热，除去水分，得到的固体再次用作催化剂，用于催化对氟 苯酚的硝化反应，如此反复回收使用5次，收率在均在85％以上(表格6，序号 2)。因每次回收都只是除去水分，使金属盐回到初次使用的状态，所以每次回收 都不会影响催化剂的催化活性，催化剂可以无限次的循环使用。催化剂回收方法 简便，成本低，在整个反应过程和回收过程不会造成污染。
该苯酚类及苯醚类化合物的硝化方法具有许多优点。首先，该硝化方法是 使用较低浓度的硝酸做为硝化剂，相对于发烟硝酸及其他硝化剂在生产上较为经 济和安全。同时，用到的金属盐都是普通的化工产品，且在硝化反应中可重复使 用，回收方便。另一方面，该硝化方法以乙醚或四氢呋喃等醚类做为溶剂，其对 环境的危害性大大低于卤代烷烃或硝基烷烃。最重要的是，该硝化反应使用的硝 化催化剂对环境无污染，是一种经济，绿色的硝化催化剂。
具体实施方式
实施例1
将12mg Fe(NO3)3*9H2O(3mol％)、3mL四氢呋喃和94mg苯酚(1.0mmol) 加入反应器，搅拌下滴加60％的浓硝酸(0.095mL，1.2mmol)，室温下搅拌反应 12小时。反应混合物用二氯甲烷萃取，不溶物及残余水分在抽真空条件下加热， 除去水分，得到的固体再次用作催化剂用于硝化反应；萃取液在旋转蒸发仪上旋 干、过柱后得到黄色固体60mg，产率43％，2-硝基苯酚；淡黄色固体68mg， 产率49％，4-硝基苯酚。2-硝基苯酚：m.p.45-47℃，IR(KBr)v 1522，1416cm-1(NO2)，3250，1240cm-1(OH)；1H NMR(CDCl3，300MHz，TMS)δ7.00(1H，dt，J＝ 7.5Hz，1.5Hz，Ar)，7.16(1H，d，J＝7.4Hz，Ar)，7.59(1H，dt，J＝7.5Hz，1.5Hz，Ar)， 8.12(1H，dd，J＝7.5Hz，1.5Hz，Ar)，10.60(1H，s，ArOH)；MS(EI)m/z 139(M+)， 122(M+-17，6.46)，109(M+-30，22.97)，93(M+-46，8.40)；HRMS(EI)；C6H5NO3， 计算值：M，139.1088，实测值：139.0272(M+)；4-硝基苯酚：m.p.117-119℃，IR (KBr)v 1522，1416cm-1(NO2)，3253，1240cm-1(OH)；1H NMR(CDCl3，300MHz， TMS)δ6.08(1H，s，ArOH)，6.92(1H，dd，J＝7.1Hz，2.1Hz，Ar)，8.18(1H，dd，J＝ 7.1Hz，2.0Hz，Ar)；MS(EI)m/z 139(M，100)，123(M+-16，4.20)，109(M+-30， 47.59)，93(M+-46，19.14)；元素分析C6H5NO3(％)：计算值：C，51.80；H，3.62；N， 10.07％.实测值：C，51.73；H，3.73；N，10.04％.
实施例2
将10mg Cu(OAc)2*H2O(3mol％)、3mL四氢呋喃和94mg苯酚(1.0mmol) 加入反应器，搅拌下滴加60％的浓硝酸(0.095mL，1.2mmol)，室温下搅拌反应 12小时。反应混合物用二氯甲烷萃取，不溶物及残余水分在抽真空条件下加热， 除去水分，得到的固体再次用作催化剂用于硝化反应；萃取液在旋转蒸发仪上旋 干、过柱后得到黄色固体60mg，产率43％，2-硝基苯酚；淡黄色固体72mg， 产率52％，4-硝基苯酚。
实施例3
将12mg CoCl2*6H2O(5mol％)、3mL四氢呋喃和94mg苯酚(1.0mmol)加 入反应器，搅拌下滴加60％的浓硝酸(0.095mL，1.2mmol)，室温下搅拌反应12 小时。反应混合物用二氯甲烷萃取，不溶物及残余水分在抽真空条件下加热，除 去水分，得到的固体再次用作催化剂用于硝化反应；萃取液在旋转蒸发仪上旋干、 过柱后得到黄色固体58mg，产率42％，2-硝基苯酚；淡黄色固体70mg，产率 50％，4-硝基苯酚。
实施例4
将8mg ZnCl2(5mol％)、3mL四氢呋喃和94mg对氟苯酚(1.0mmol)加入反 应器，搅拌下滴加60％的浓硝酸(0.095mL，1.2mmol)，室温下搅拌反应12小时。 反应混合物用二氯甲烷萃取，不溶物及残余水分在抽真空条件下加热，除去水分， 得到的固体再次用作催化剂用于硝化反应；萃取液在旋转蒸发仪上旋干、过柱后 得到黄色固体61mg，产率44％，2-硝基苯酚；淡黄色固体68mg，产率49％， 4-硝基苯酚。
实施例5
将8mg FeCl3(5mol％)、3mL四氢呋喃和112mg对氟苯酚(1.0mmol)加入 反应器，搅拌下滴加60％的浓硝酸(0.095mL，1.2mmol)，室温下搅拌反应12小 时。反应混合物用二氯甲烷萃取，不溶物及残余水分在抽真空条件下加热，除去 水分，得到的固体再次用作催化剂用于硝化反应；萃取液在旋转蒸发仪上旋干、 过柱后得到黄色固体141mg，产率90％，2-硝基对氟苯酚：m.p.75-77℃ IR(KBr) v 1526，1344cm-1(NO2)，3265，1255cm-1(OH)；1H NMR(CDCl3，300MHz，TMS) δ7.17(1H，dd，J＝9.4Hz，4.3Hz，Ar)，7.37(1H，ddd，J＝9.3Hz，7.4Hz，3.2Hz，Ar)， 7.83(1H，dd，J＝8.1Hz，3.0Hz，Ar)，10.38(1H，s，ArOH)；MS(EI)m/z 157(M+， 100)，140(M+-17，7.20)，127(M+-30，11.07)，111(M+-46，5.75)；元素分析 C6H4FNO3(％)：计算值：C，45.87；H，2.57；N，8.92％.实测值：C，46.01；H，2.58；N， 8.94％.
实施例6
将12mg Fe(NO3)3*9H2O(3mol％)、3mL四氢呋喃和112mg对氟苯酚(1.0 mmol)加入反应器，搅拌下滴加60％的浓硝酸(0.095mL，1.2mmol)，室温下搅拌 反应12小时。反应混合物用二氯甲烷萃取，不溶物及残余水分在抽真空条件下 加热，除去水分，得到的固体再次用作催化剂用于硝化反应；萃取液在旋转蒸发 仪上旋干、过柱后得到黄色固体140mg，产率89％，2-硝基对氟苯酚。
实施例7
反应混合物萃取后的不溶物及残余水分在抽真空条件下加热，除去水分， 得到的固体再次用作催化剂，加入3mL四氢呋喃和112mg对氟苯酚(1.0 mmol)，搅拌下滴加60％的浓硝酸(0.095mL，1.2mmol)，室温下搅拌反应12小 时。反应混合物用二氯甲烷萃取，不溶物及残余水分在抽真空条件下加热，除去 水分，得到的固体仍可再次用作催化剂用于硝化反应；萃取液在旋转蒸发仪上旋 干、过柱后得到黄色固体144mg，产率92％，2-硝基对氟苯酚。
实施例8
将12mg Fe(NO3)3*9H2O(3mol％)、3mL四氢呋喃和129mg对氯苯酚(1.0 mmol)加入反应器，搅拌下滴加60％的浓硝酸(0.095mL，1.2mmol)，室温下搅拌 反应4小时。反应混合物用二氯甲烷萃取，不溶物及残余水分在抽真空条件下加 热，除去水分，得到的固体再次用作催化剂用于硝化反应；萃取液在旋转蒸发仪 上旋干、过柱后得到黄色固体153mg，产率88％，2-硝基对氯苯酚m.p.86-88℃， IR(KBr)v 1522，1416cm-1(NO2)，3263，1240cm-1(OH)；1H NMR(CDCl3，300 MHz，TMS)δ7.14(1H，d，J＝9.4Hz，Ar)，7.54(1H，dd，J＝9.4Hz，2.5Hz，Ar)，8.11 (1H，d，J＝2.5Hz，Ar)，10.48(1H，s，ArOH)；MS(EI)m/z 173(M+，100)，156(M+-17， 9.26)，143(M+-30，9.73)，127(M+-46，15.36)；元素分析C6H4ClNO3(％)：计算值： C，41.52；H，2.32；N，8.07％.实测值：C，41.58；H，2.36；N，8.10％.
实施例9
将12mg Fe(NO3)3*9H2O(3mol％)、3mL四氢呋喃和173mg对溴苯酚(1.0 mmol)加入反应器，搅拌下滴加60％的浓硝酸(0.095mL，1.2mmol)，室温下搅拌 反应12小时。反应混合物用二氯甲烷萃取，不溶物及残余水分在抽真空条件下 加热，除去水分，得到的固体再次用作催化剂用于硝化反应；萃取液在旋转蒸发 仪上旋干、过柱后得到黄色固体143mg，产率66％，2-硝基对溴苯酚；27mg， 产率9％，2，4-二溴-6-硝基苯酚；18mg，产率8％，2-溴-4-硝基苯酚；26mg， 产率19％，4-硝基苯酚。2-硝基对溴苯酚：m.p.88-90℃，IR(KBr)v 1532，1412 cm-1(NO2)，3266，1249cm-1(OH)；1H NMR(CDCl3，300MHz，TMS)δ7.08(1H，d， J＝9.2Hz，Ar)，7.67(1H，dd，J＝9.2Hz，2.5Hz，Ar)，8.26(1H，d，J＝2.5Hz，Ar)， 10.49(1H，s，ArOH)；MS(EI)m/z 219(M+，100)，202(M+-17，14.58)，189(M+-30， 15.72)，173(M+-46，23.19)；元素分析C6H4BrNO3(％)：计算值：C，33.06；H，1.85； N，6.42％.实测值：C，33.34，H，2.08；N，6.35％.2，4-二溴-6-硝基苯酚：m.p. 114-116℃，IR(KBr)v 1531，1392cm-1(NO2)，3070，1242cm-1(OH)；1H NMR (CDCl3，300MHz，TMS)δ 8.00(1H，d，J＝2.4Hz，Ar)，8.25(1H，d，J＝2.4Hz，Ar)， 11.05(1H，s，ArOH)；MS(EI)m/z 297(M+，100)，267(M+-30，18.37)，239(M+-58， 19.23)，223(M+-74，12.92)；元素分析C6H3Br2NO3(％)：计算值：C，24.27；H，1.02； N，4.72％.实测值：C，24.55；H，1.11；N，4.54％.2-溴-4-硝基苯酚：m.p.115-118 ℃，IR(KBr)v 1515，1337cm-1(NO2)，3390，1249cm-1(OH)；1H NMR(CDCl3，300 MHz，TMS)δ6.21(1H，s，ArOH)，7.13(1H，d，J＝9.0Hz，Ar)，8.16(1H，dd，J＝9.0 Hz，3.0Hz，Ar)，8.44(1H，d，J＝3.0Hz，Ar)；MS(EI)m/z 219(M+，100)，189(M+-30， 85.62)，171(M+-46，12.50)，145(M+-74，31.51)，119(M+-100，8.76)；元素分析 C6H4BrNO3(％)：计算值：C，33.06；H，1.85；N，6.42％.实测值：C，33.09；H，1.92；N， 6.68％.
实施例10
将12mg Fe(NO3)3*9H2O(3mol％)、3mL四氢呋喃和108mg对甲基苯酚(1.0 mmol)加入反应器，搅拌下滴加60％的浓硝酸(0.095mL，1.2mmol)，室温下搅拌 反应12小时。反应混合物用二氯甲烷萃取，不溶物及残余水分在抽真空条件下 加热，除去水分，得到的固体再次用作催化剂用于硝化反应；萃取液在旋转蒸发 仪上旋干、过柱后得到黄色固体135mg，产率88％，2-硝基对甲基苯酚：m.p. 34-36℃，IR(KBr)v 1630，1370，3250，1245cm-1；1H NMR(CDCl3，300MHz，TMS) δ2.34(3H，s，CH3)，7.05(1H，d，J＝8.2Hz，Ar)，7.39(1H，dd，J＝2.0Hz，8.2Hz， Ar)，7.90(1H，d，J＝2.0Hz，Ar)，10.44(1H，s，ArOH)；MS(EI)m/z 153(M+，100)， 136(M+-17，5.37)，123(M+-30，6.98)，77(M+-76，40.38)；元素分析C7H7NO3 (％)： 计算值：C，54.90；H，4.61；N，9.15％.实测值：C，54.77；H，4.72；N，9.30％.
实施例11
将12mg Fe(NO3)3*9H2O(3mol％)、3mL四氢呋喃和136mg对异丙基苯酚 (1.0mmol)加入反应器，搅拌下滴加60％的浓硝酸(0.095mL，1.2mmol)，室温下 搅拌反应12小时。反应混合物用二氯甲烷萃取，不溶物及残余水分在抽真空条 件下加热，除去水分，得到的固体再次用作催化剂用于硝化反应；萃取液在旋转 蒸发仪上旋干、过柱后得到黄色固体167mg，产率92％，2-硝基对异丙基苯酚： m.p.54-56℃，IR(KBr)v 1543，1366cm-1(NO2)，3250，1251cm-1(OH)；1H NMR (CDCl3，300MHz，TMS)δ1.25(6H，d，J＝7.2Hz，CH3)，2.89-2.99(1H，m，CH)， 7.09(1H，d，J＝8.7Hz，Ar)，7.37(1H，dd，J＝8.5Hz，2.3Hz，Ar)，7.94(1H，d，J＝ 2.0Hz，Ar)，10.48(1H，s，ArOH)；MS(EI)m/z 181(M+，23.76)，166(M++1-16，100)， 77(M+-104，19.10)，43(M+-138，62.72)；HRMS(EI) C9H11NO3计算值：M， 181.0739，实测值：181.0795(M+).
实施例12
将12mg Fe(NO3)3*9H2O(3mol％)、3mL四氢呋喃和150mg对叔丁基苯酚 (1.0mmol)加入反应器，搅拌下滴加60％的浓硝酸(0.095mL，1.2mmol)，室温下 搅拌反应12小时。反应混合物用二氯甲烷萃取，不溶物及残余水分在抽真空条 件下加热，除去水分，得到的固体再次用作催化剂用于硝化反应；萃取液在旋转 蒸发仪上旋干、过柱后得到黄色固体174mg，产率89％，2-硝基对叔丁基苯酚： m.p.70-73℃，IR(KBr)v 1532，1397cm-1(NO2)，3249，1255cm-1(OH)；1H NMR (CDCl3，300MHz，TMS)δ1.33(9H，s，CH3)，7.11(1H，d，J＝9.8Hz，Ar)，7.65(1H， dd，J＝9.8Hz，3.4Hz，Ar)，8.08(1H，d，J＝3.4Hz，Ar)，10.47(1H，s，ArOH)；MS (EI)m/z 195(M+，16.06)，180(M++1-16，100)，134(M+-61，17.32)，77(M+-118， 9.29)；HRMS(EI)C10H13NO3计算值：M，195.0895，实测值：195.0899(M+).
实施例13
将12mg Fe(NO3)3*9H2O(3mol％)、3mL四氢呋喃和124mg对甲氧基苯酚 (1.0mmol)加入反应器，搅拌下滴加60％的浓硝酸(0.095mL，1.2mmol)，室温下 搅拌反应2小时。反应混合物用二氯甲烷萃取，不溶物及残余水分在抽真空条件 下加热，除去水分，得到的固体再次用作催化剂用于硝化反应；萃取液在旋转蒸 发仪上旋干、过柱后得到黄色固体57mg，产率34％，2-硝基对甲氧基苯酚；黄 色固体94mg，产率44％，2，6-二硝基对甲氧基苯酚。2-硝基对甲氧基苯酚：m.p. 80-81℃，IR(KBr)v 1534，1333cm-1(NO2)，3222，1249cm-1(OH)；1H NMR(CDCl3， 300MHz，TMS)δ 3.83(3H，s，OCH3)，7.09(1H，d，J＝9.0Hz，Ar)，7.22(1H，dd，J＝ 9.0Hz，3.0Hz，Ar)，7.50(1H，d，J＝3.0Hz，Ar)，10.34(1H，s，ArOH)；MS(EI)m/z 169(M+，100)，139(M+-30，10.64)，111(M+-58，17.78)，107(M+-62，14.77)，95 (M+-74，9.27)；元素分析C7H7NO4(％)：计算值：C，49.71；H，4.17；N，8.28％.实测 值：C，49.69；H，4.21；N，8.27％.2，6-二硝基对甲氧基苯酚：m.p.77-79℃，IR(KCl)v 1537，1358cm-1(NO2)，3251，1243cm-1(OH)；1H NMR(CDCl3，300MHz，TMS) δ3.91(3H，s，OCH3)，7.86(2H，s，Ar)，11.00(1H，s，ArOH)；MS(EI)m/z 214(M+， 100)，184(M+-30，5.77)，77(M+-137，18.05)，51(M+-163，30.71)；元素分析 C7H6N2O6(％)：计算值：C，39.26；H，2.82；N，13.08％.实测值：C，39.38；H，2.69；N， 12.87％.
实施例14
将12mg Fe(NO3)3*9H2O(3mol％)、3mL四氢呋喃和124mg对甲氧基苯酚 (1.0mmol)加入反应器，搅拌下滴加60％的浓硝酸(0.16mL，2.0mmol)，室温下 搅拌反应1小时。反应混合物用二氯甲烷萃取，不溶物及残余水分在抽真空条件 下加热，除去水分，得到的固体再次用作催化剂用于硝化反应；萃取液在旋转蒸 发仪上旋干、过柱后得到黄色固体143mg，产率67％，2，6-二硝基对甲氧基苯 酚。
实施例15
将12mg Fe(NO3)3*9H2O(3mol％)、3mL四氢呋喃和129mg邻氯苯酚(1.0 mmol)加入反应器，搅拌下滴加60％的浓硝酸(0.095mL，1.2mmol)，室温下搅拌 反应4小时。反应混合物用二氯甲烷萃取，不溶物及残余水分在抽真空条件下加 热，除去水分，得到的固体再次用作催化剂用于硝化反应；萃取液在旋转蒸发仪 上旋干、过柱后得到黄色固体68mg，产率39％，2-氯-6-硝基苯酚；黄色固体 90mg，产率52％，2-氯-4-硝基苯酚。2-氯-6-硝基苯酚：m.p.70-71℃，IR(KBr)v 1531，1324cm-1(NO2)，3469，1259cm-1(OH)；1H NMR(CDCl3，300MHz，TMS)δ 6.97(1H，dd，J＝7.8Hz，8.4Hz，Ar)，7.71(1H，dd，J＝7.8Hz，1.5Hz，Ar)，8.06(1H， dd，J＝8.4Hz，1.5Hz，Ar)，11.03(1H，s，ArOH)；MS(EI)m/z 173(M+，91.92)，143 (M+-30，51.06)，115(M+-58，34.80)，99(M+-74，51.49)，63(M+-110，100.00)；元素分 析C6H4ClNO3(％)：计算值：C，41.52；H，2.32；N，8.07％.实测值：C，41.63；H， 2.28；N，7.91％.2-氯-4-硝基苯酚：m.p.110-112℃，IR(KBr)v 1508，1335cm-1(NO2)，3370，1252cm-1(OH)；1H NMR(CDCl3，300MHz，TMS)δ7.14(1H，d，J＝ 9.3Hz，Ar)，8.12(1H，dd，J＝9.3Hz，2.7Hz，Ar)，8.30(1H，d，J＝2.7Hz，Ar)，6.44 (1H，s，ArOH)；MS(EI)m/z 173(M+，100.00)，143(M+-30，75.68)，99(M+-74，64.08)， 91(M+-82，35.11)，73(M+-100，34.53)，63(M+-110，64.71)；元素分析C6H4ClNO3(％)：计算值：C，41.52；H，2.32；N，8.07％.实测值：C，41.54；H，2.36；N，7.92％.
实施例16
将12mg Fe(NO3)3*9H2O(3mol％)、3mL四氢呋喃和108mg邻甲基苯酚 (1.0mmol)加入反应器，搅拌下滴加60％的浓硝酸(0.095mL，1.2mmol)，室温下 搅拌反应12小时。反应混合物用二氯甲烷萃取，不溶物及残余水分在抽真空条 件下加热，除去水分，得到的固体再次用作催化剂用于硝化反应；萃取液在旋转 蒸发仪上旋干、过柱后得到黄色固体55mg，产率36％，2-甲基-6-硝基苯酚； 黄色固体90mg，产率59％，2-甲基-4-硝基苯酚。2-甲基-6-硝基苯酚：m.p.71-73 ℃，IR(KBr)v 1635，1344，3267，1236cm-1；1H NMR(CDCl3，300MHz，TMS) δ2.34(3H，s，CH3)，6.88(1H，dd，J＝9.0Hz，7.3Hz，Ar)，7.45(1H，d，J＝7.3Hz， Ar)，7.69(1H，d，J＝9.0Hz，Ar)，10.92(1H，s，ArOH)；MS(EI)m/z 153(M+，100)， 136(M+-17，7.81)，123(M+-30，8.90)，77(M+-104，84.40)；元素分析C7H7NO3(％)： 计算值：C，54.90；H，4.61；N，9.15％.Found：C，54.97；H，4.69；N，9.07％.2-甲基-4- 硝基苯酚：m.p.142-145℃，IR(KBr)v 1626，1374，3237，1286cm-1；1H NMR (CDCl3，300MHz，TMS)δ 2.32(3H，s，CH3)，5.83(1H，s，ArOH)，6.83(1H，d，J＝ 9.0Hz，Ar)，8.02(1H，dd，J＝9.0Hz，2.8Hz，Ar)，8.07(1H，d，J＝2.8Hz，Ar)；MS (EI)m/z 153(M+，100)，137(M+-16，4.18)，123(M+-30，52.82)，77(M+-104，79.40)； 元素分析C7H7NO3(％)：计算值：C，54.90；H，4.61；N，9.15％.实测值：C，54.68；H， 4.58；N，9.24％.
实施例17
将12mg Fe(NO3)3*9H2O(3mol％)、3mL四氢呋喃和138mg邻乙氧基苯酚 (1.0mmol)加入反应器，搅拌下滴加60％的浓硝酸(0.095mL，1.2mmol)，室温下 搅拌反应4小时。反应混合物用二氯甲烷萃取，不溶物及残余水分在抽真空条件 下加热，除去水分，得到的固体再次用作催化剂用于硝化反应；萃取液在旋转蒸 发仪上旋干、过柱后得到黄色固体64mg，产率35％，2-乙氧基-6-硝基苯酚； 黄色固体104mg，产率57％，2-乙氧基-4-硝基苯酚。2-乙氧基-6-硝基苯酚：m.p. 62-64℃，IR(KBr)v 1547，1328cm-1(NO2)，3170，1249cm-1(OH)；1H NMR(CDCl3， 300MHz，TMS)δ1.51(3H，t，CH3)，4.15(2H，q，CH2)，6.89(1H，dd，J＝8.4Hz， 7.8Hz，Ar)，7.71(1H，d，J＝7.8Hz，Ar)，7.85(1H，d，J＝8.4Hz)，10.73(1H，s， ArOH)；MS(EI)m/z 183(M+，39.15)，155(M+-28，29.51)，107(M+-76，100.00)，93 (M+-90，22.30)，79(M+-104，28.93)；元素分析C8H9NO4(％)：计算值：C，52.46；H， 4.95；N，7.65％.实测值：C，52.50；H，4.91；N，7.62％.2-乙氧基-4-硝基苯酚：m.p. 95-97℃，IR(KBr)v 1523，1338cm-1(NO2)，3458，1263cm-1(OH)；1H NMR(CDCl3， 300MHz，TMS)δ1.50(3H，t，CH3)，4.21(2H，q，CH2)，6.97(1H，d，J＝8.7Hz，Ar)， 7.71(1H，d，J＝2.7Hz，Ar)，7.85(1H，dd，J＝8.7Hz，2.7Hz，Ar)，6.50(1H，s， ArOH)；MS(EI)m/z 183(M+，94.89)，155(M+-28，100.00)，125(M+-58，59.82)，109 (M+-74，28.60)，81(M+-102，23.68)；元素分析C8H9NO4(％)：计算值：C，52.46；H， 4.95；N，7.65％.实测值：C，52.77；H，4.94；N，7.67％.
实施例18
将12mg Fe(NO3)3*9H2O(3mol％)、3mL四氢呋喃和166mg 1，2-二乙氧基苯 (1.0mmol)加入反应器，搅拌下滴加60％的浓硝酸(0.095mL，1.2mmol)，60℃下 搅拌反应24小时。反应混合物用二氯甲烷萃取，不溶物及残余水分在抽真空条 件下加热，除去水分，得到的固体再次用作催化剂用于硝化反应；萃取液在旋转 蒸发仪上旋干、过柱后得到黄色固体104mg，产率50％，1，2-二乙氧基-4-硝基 苯酚：m.p.75-77℃，IR(KBr)v 1520，1327cm-1(NO2)；1H NMR(CDCl3，300MHz， TMS)δ1.50(3H，t，CH3)，1.51(3H，t，CH3)，4.16(2H，q，CH2)，4.19(2H，q，CH2)， 6.89(1H，d，J＝9.0Hz，Ar)，7.71(1H，d，J＝2.4Hz，Ar)，7.85(1H，dd，J＝9.0Hz， 2.4Hz，Ar)；MS(EI)m/z 211(M+，70.49)，183(M+-28，31.04)，155(M+-56，100.00)， 125(M+-86，45.36)，79(M+-132，18.17)；元素分析C10H13NO4(％)：计算值：C， 56.86；H，6.20；N，6.63％.实测值：C，56.70；H，6.20；N，6.58％.
实施例19
将12mg Fe(NO3)3*9H2O(3mol％)、3mL四氢呋喃和110mg间苯二酚(1.0 mmol)加入反应器，搅拌下滴加60％的浓硝酸(0.095mL，1.2mmol)，室温下搅拌 反应2小时。反应混合物用二氯甲烷萃取，不溶物及残余水分在抽真空条件下加 热，除去水分，得到的固体再次用作催化剂用于硝化反应；萃取液在旋转蒸发仪 上旋干、过柱后得到黄色固体107mg，产率69％，4-硝基间苯二酚m.p.117-119 ℃，IR(KBr)v 1532，1397cm-1(NO2)，3354，1255cm-1(OH)；1H NMR(CDCl3，300 MHz，TMS)δ6.47(1H，dd，J＝9.2Hz，3.4Hz，Ar)，6.52(1H，d，J＝3.4Hz，Ar)， 8.05(1H，d，J＝9.2Hz，Ar)，10.97(1H，s，ArOH)；MS(EI)m/z 155(M+，47.40)，125 (M+-30，100)，97(M+-58，94.90)，77(M+-78，6.77)51(M+-104，65.02)；元素分析 C6H5NO4(％)：计算值：C，46.46；H，3.25；N，9.03％.实测值：C，46.48；H，3.44；N， 9.02％.
实施例20
将12mg Fe(NO3)3*9H2O(3mol％)、3mL四氢呋喃和108mg间甲基苯酚(1.0 mmol)加入反应器，搅拌下滴加60％的浓硝酸(0.095mL，1.2mmol)，室温下搅拌 反应12小时。反应混合物用二氯甲烷萃取，不溶物及残余水分在抽真空条件下 加热，除去水分，得到的固体再次用作催化剂用于硝化反应；萃取液在旋转蒸发 仪上旋干、过柱后得到黄色固体81mg，产率53％，3-甲基-4-硝基苯酚；黄色 固体49mg，产率32％，5-甲基-2-硝基苯酚；黄色固体21mg，产率14％，2- 甲基-4-硝基苯酚。3-甲基-4-硝基苯酚：m.p.128-130℃，IR(KBr)v 1600，1410， 3170，1230cm-1；1H NMR(CDCl3，300MHz，TMS)δ2.65(3H，s，CH3)，5.99(1H，s， ArOH)，6.74-6.77(2H，m，Ar)，8.03-8.07(1H，m，Ar)；MS(EI)m/z 153(M+，55.90)， 136(M+-17，100)，123(M+-30，6.24)，77(M+-76，77.06)；元素分析C7H7NO3(％)： 计算值：C，54.90；H，4.61；N，9.15％.实测值：C，54.65；H，4.49；N，9.32％. 5-甲基 -2-硝基苯酚：m.p.56-58℃，IR(KBr)v 1590，1360，3277，1274cm-1；1H NMR (CDCl3，300MHz，TMS)δ 2.40(3H，s，CH3)，6.79(1H，dd，J＝1.8Hz，7.8Hz，Ar)， 6.94(1H，d，J＝1.8Hz，Ar)，7.98(1H，d，J＝7.8Hz，Ar)，10.62(1H，s，ArOH)；MS (EI)m/z 153(M+，100)，123(M+-30，24.42)，77(M+-76，49.13)；元素分析C7H7NO3(％)：计算值：C，54.90；H，4.61；N，9.15％.实测值：C，54.79；H，4.66；N，9.28％.3- 甲基-2-硝基苯酚：m.p.39-41℃，IR(KBr)v 1603，1340，1273cm-1；1H NMR (CDCl3，300MHz，TMS)δ2.63(3H，s，CH3)，6.83(1H，d，J＝7.2Hz，Ar)，7.01(1H， d，J＝7.8Hz，Ar)，7.38(1H，dd，J＝7.8Hz，7.2Hz，Ar)，10.36(1H，s，ArOH)；MS (EI)m/z 153(M+，55.82)，136(M+-17，100)，106(M+-47，28.68)，77(M+-104，84.40)； 元素分析C7H7NO3(％)：计算值：C，54.90；H，4.61；N，9.15％.实测值：C，55.18；H， 4.77；N，9.01％.
实施例21
将12mg Fe(NO3)3*9H2O(3mol％)、3mL四氢呋喃和138mg对甲氧基苯甲 醚(1.0mmol)加入反应器，搅拌下滴加60％的浓硝酸(0.095mL，1.2mmol)，80℃ 下搅拌反应24小时。反应混合物用二氯甲烷萃取，不溶物及残余水分在抽真空 条件下加热，除去水分，得到的固体再次用作催化剂用于硝化反应；萃取液在旋 转蒸发仪上旋干、过柱后得到黄色固体146mg，产率80％，2-硝基对甲氧基苯 甲醚：m.p.：71-72℃；IR(KBr)v 1527，1354cm-1(NO2)；1H-NMR(CDCl3，TMS， 300MHz)δ3.71(3H，s，OCH3)3.81(3H，s，OCH3)6.91(1H，d，J＝9.6Hz，Ar)7.01 (1H，dd，J＝9.6Hz，3.1Hz，Ar)7.28(1H，d，J＝9.6Hz，Ar)；MS(EI)m/z 183(M+)； 元素分析C8H9NO4(％)：实测值：C，52.49；H，4.95；N，7.62％.计算值：C，52.46；H， 4.95；N，7.65％.
实施例22
将12mg Fe(NO3)3*9H2O(3mol％)、3mL四氢呋喃和163mg 3，4-二氯苯酚(1.0 mmol)加入反应器，搅拌下滴加60％的浓硝酸(0.095mL，1.2mmol)，室温下搅拌 反应12小时。反应混合物用二氯甲烷萃取，不溶物及残余水分在抽真空条件下 加热，除去水分，得到的固体再次用作催化剂用于硝化反应；萃取液在旋转蒸发 仪上旋干、过柱后得到黄色固体106mg，产率51％，2-硝基4，5-二氯苯酚，和 黄色固体62mg，产率30％，2-硝基3，4-二氯苯酚。2-硝基4，5-二氯苯酚：m.p.： 63-65℃；IR(KBr)v 1521，1364cm-1(NO2)；1H-NMR(CDCl3，TMS，300MHz)δ 7.34(1H，s，ArH)8.21(1H，s，ArH)10.45(1H，s，OH)；MS(EI)m/z 208(M+)；元素 分析C6H3Cl2NO3(％)：实测值：C，34.65；H，1.45；N，6.73％.计算值：C，34.52；H， 1.50；N，6.68％。2-硝基3，4-二氯苯酚：m.p.：76-78℃；IR(KBr)v 1522，1367cm-1(NO2)；1H-NMR(CDCl3，TMS，300MHz)δ 7.26(1H，d，J＝7.8Hz，ArH)7.39(1H， d，J＝7.8Hz，ArH)10.40(1H，s，OH)；MS(EI)m/z 208(M+)；元素分析 C6H3Cl2NO3(％)：计算值：C，34.65；H，1.45；N，6.73％.实测值：C，34.52；H，1.50； N，6.68％.
实施例23
将12mg Fe(NO3)3*9H2O(3mol％)、3mL四氢呋喃和163mg 2，4，5-三氯苯酚 (1.0mmol)加入反应器，搅拌下滴加60％的浓硝酸(0.095mL，1.2mmol)，室温下 搅拌反应12小时。反应混合物用二氯甲烷萃取，不溶物及残余水分在抽真空条 件下加热，除去水分，得到的固体再次用作催化剂用于硝化反应；萃取液在旋转 蒸发仪上旋干、过柱后得到黄色固体167mg，产率77％。2-硝基3，4，6-三氯苯 酚：m.p.：91-92℃；IR(KBr)v 1533，1358cm-1(NO2)；1H-NMR(CDCl3，TMS，300 MHz)δ 7.65 7.56(1H，s，OH)(1H，s，ArH)；MS(EI)m/z 242(M+)；元素分析 C6H2Cl3NO3(％)：实测值：C，29.72；H，0.83；N，5.78％.计算值：C，29.57；H，0.91； N.5.70％.
实施例24
将12mg Fe(NO3)3*9H2O(3mol％)、3mL四氢呋喃和144mg 2-萘酚(1.0mmol) 加入反应器，搅拌下滴加60％的浓硝酸(0.095mL，1.2mmol)，室温下搅拌反应6 小时。反应混合物用二氯甲烷萃取，不溶物及残余水分在抽真空条件下加热，除 去水分，得到的固体再次用作催化剂用于硝化反应；萃取液在旋转蒸发仪上旋干、 过柱后得到黄色固体82mg，产率43％。1-硝基2-萘酚：m.p.104_106℃.H NMR (300MHz，CDCl3)：δ＝7.27(d，J＝9.1Hz，1H，Ar)，7.52(m，J＝7.5，J＝1.1Hz，1 H，Ar)，7.75(m，J＝8.6，J＝1.4Hz，1H，Ar)，7.83(d，J＝8.0Hz，1H，Ar)，8.02(d， J＝9.1Hz，1H，Ar)，8.94(d，J＝8.6Hz，1H，Ar)，12.20(s，1H，OH)；MS(EI_)： m/z(％)＝189(100)[M+]，173(12)，143(25)，131(37)，115(51).元素分析C10H7NO3(％)：计算值：C 63.50，H3.73，N 7.40，O 25.37.实测值：C63.55，H3.72，N7.39.