背景及概述[1][2]
2-硝基间二酚不仅是重要的工业原料,而且因硝基可方便的还原为氨基又是关键合成中间体之一,因酚羟基有助于提高影像的稳定性而用作彩色相片显影剂的稳定剂;可用于合成冠醚作为π-受体的类大环化合物、合成2-吡啶酮衍生物作为HIV-1-变种反转录酶抑制剂。
目前,2-硝基间二酚的制备方法主要有:方法1,以间二酚为原料直接用混酸硝化,由于酚羟基反应活性高,副产物多,收率仅为12.9 %;方法2,以间二酚为原料,先磺化用磺羧基保护4,6 位,再用硝酸和组成的混酸硝化后经水蒸汽蒸馏得到产物的收率为37.5 %
应用[2-3]
2-硝基间二酚不仅是重要的工业原料,而且因硝基可方便的还原为氨基又是关键合成中间体之一,应用范围很广。主要应用有:2-硝基间二酚在酸中显黄色在碱中则显红色,颜色变化的pH=5.4~7.4,pKIn=6.4±0.1,pT=6.2,由于其pK接近强酸对强碱的等电点(pI=7.0),所以可以作为酸碱指示剂;2-硝基间二酚及其盐作为偶联剂用于合成氧化性染发剂及用于聚酯类、丝毛类、混纺类纺织品的酸性偶氮染料;因酚羟基有助于提高影像的稳定性而用作彩色相片显影剂的稳定剂;可用于合成冠醚作为 π-受体的类大环化合物、合成2-吡啶酮衍生物作为HIV-1-变种反转录酶抑制剂等。
如有研究开发了一种并噁嗪类激动剂的制备方法,以2-硝基间二酚为原料,经过七步反应,合成了目标化合物。合成方法操作简便,避免了使用有毒试剂,可以用于制备较大量的BI-167107及其类似化合物。
制备[1-2]
方法1:采用浓硝酸、冰醋酸和浓组成的混酸作定向硝化剂,产物总收率平均为48.27 %,反应原理如图所示.
步骤1:磺化。在装有温度计、机械搅拌的250mL 三口瓶中加22.00g(0.2mol)的研细的间二酚和60.00 g(0.6mol)浓,充分搅拌下水浴缓慢加热到60 ~ 65 ℃,保温反应3 h 后,自然冷却至室温密闭放置3 h,磺化物无须分离直接用于下一步反应。
步骤2:硝化。将上一步反应的三口瓶安装温度计、机械搅拌、滴液漏斗并置于冰-水浴中,待瓶内温度降至5 ℃时,搅拌下缓慢滴加预先冷却的52.00 g 混酸(含HNO30.28mol,w(HNO3):w(HAc):w(H2SO4)=1 g :0.5 g :0.5 g)硝化,维持温度在5 ~ 10 ℃;滴完后(约需2 h),保温反应2 h 再加入80 g 碎冰和40.00g 尿素,继续搅拌1 h。
步骤3:纯化。将上步三口瓶中的混合物转入500mL 烧瓶中并进行水蒸汽蒸馏,收集冷凝管壁上和接受瓶内的馏分,得到桔红色固体2-硝基间二酚14.96 g,收率为48.26 %。
方法2:利用硅胶作为助脱水剂合成2-硝基间二酚的方法,包括以下步骤:
1)按间二酚质量∶98%浓体积∶65%浓硝酸体积比为10∶3~7∶6~10比例量取98%浓和65%浓硝酸,并将98%浓和65%浓硝酸进行混合得到硫-硝混酸,密闭后采用冰水浴将其冷却至5℃以下;
2)将间二酚和硅胶按质量比为5~20∶1混合后装入反应器中,然后按间二酚质量∶98%浓体积为1∶1.6的比例缓慢滴加98%的浓,滴加完成后开启搅拌机;并在搅拌下按间二酚质量∶98%浓体积为1∶3.4的比例继续滴加98%的浓;滴加完成后在充分搅拌下缓慢加热到30~65℃,保温15~60min,再用冰水浴将反应物冷却至5℃以下;然后逐滴加入步骤(1)配制好的冷却后的硫-硝混酸,同时维持反应温度为5℃;滴加完成后在5℃保温2~3.5h,再往反应器中按间二酚∶冰:尿素的质量比为1∶4∶0.02加入碎冰和尿素,继续搅拌直至完全溶解;
3)将步骤(2)所得混合物进行水蒸汽蒸馏并收集馏分,用冰水冷却后抽滤,将抽滤得到的固体加入至50%乙醇中加热回流溶解,间二酚质量∶50%乙醇的体积为1∶ 4;待固体全部溶解后,取出用冰水冷却,2-硝基间二酚全部析出;抽滤后,用50% 的乙醇溶液洗涤,抽干后干燥,得到2-硝基间二酚终产品。具体反应方程为:
主要参考资料
[1] 2-硝基间二酚制备工艺的优化
[2] CN201410095991.6 利用硅胶作为助脱水剂合成2-硝基间二酚的方法
[3] CN201210512530.5 一种并噁嗪类激动剂的制备方法