專利名稱：用于在丙酸的存在下的取代苯硝化的方法
用于在丙酸的存在下的取代苯硝化的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于取代苯的工業(yè)硝化來(lái)選擇性地制備取代的硝 基苯。
耳又代的竭基苯類是用于化學(xué)品、藥物制品以及作物保護(hù)組合物 的生產(chǎn)的重要的中間體。
不幸的是，芳香族化合物的工業(yè)規(guī)模的硝'化作用為各種難題所 困擾。
以這種方式一般是不能以純的異構(gòu)體的形式得到所希望的產(chǎn) 物，正如人們所熟知的，這是因?yàn)樵诓煌绞饺〈姆枷懔σ?匕合物 的 一硝基化作用中的同分異構(gòu)的平衡可以只是在^艮小程度上受反
應(yīng)條4牛的"l^向(見(jiàn)mononitration of toluene: K. ^Veissermehl， H.-J. Arpe， Industrielle organische Chemie [Industrial Organic Chemistry], 3" edition, pages 400-401 ),并且處于純的形式的區(qū)i或異構(gòu)體的分離 是困難的。此外，使用高濃度硝酸的硝化具有涉及安全性的一些擔(dān)為了有利地影響選擇性，硝化作用因此經(jīng)常是在低溫度下在有 機(jī)溶劑以及尤其水成分的存在下進(jìn)4亍的。
例如，US 2003/0191341 (作為在一個(gè)系列中目前最新的專利) 描述了在-10。C至+10。C下、在特定量的乙酸酐的存在下、在氯化 烴類中用硝酸或硝S臾和石克酸的混合物來(lái)硝化取代聯(lián)苯醚。該方法的 缺點(diǎn)是形成了難以攪拌的 一 種漿液，并且需要將氯化的溶劑處理 掉。
DE-A 199 17 524 ( Boehringer， 04.17.1999)描述了溶于石克酸、 硝酸以及水的混合物中的烷基4-烷酰基氨基-3-烷基苯甲酸酯的硝 化作用，在另一個(gè)步驟中向其中計(jì)量加入-5。C至+5。C的濃縮的硝 酸。這形成了產(chǎn)率為91%的實(shí)質(zhì)上無(wú)異構(gòu)體的產(chǎn)品。初始加入進(jìn)行 硝化的酸混合物并且計(jì)量加入反應(yīng)物，或在《氐水分的石危酸中初始加 入反應(yīng)物并且計(jì)量加入硝酸-硫酸混合物，取得了較差的結(jié)果。這給 出了含有8-10%的6-硝基異構(gòu)體以及1-2%的2-硝基異構(gòu)體的產(chǎn)品。 對(duì)于每摩爾的反應(yīng)物，1.8-2.2 mol硝'酸、1.8-2.2 mol碌u酸以及2.5-4 mol水必須作為〉容劑而存在，然后硝'化作用通過(guò)加入7-9 mol ;肖酸
來(lái)進(jìn)4于。好u酸和石肖酸的混合物不能以經(jīng)濟(jì)可4亍的方式加入，或者至
少?zèng)]有提出權(quán)利要求。該方法的缺點(diǎn)是這種低溫度以及該反應(yīng)在其 中選^^性進(jìn)行的這種顯然狹窄的范圍。
DE-A 39 17 733描述了在乙酸中使用含水的高度濃縮的硝酸在 30-70。C進(jìn)行2,2-雙(4-羥苯基)六氟丙烷的硝化作用。這里選4奪乙酸 溶劑，這是因?yàn)樵诜磻?yīng)后，加入的水結(jié)晶出高純度的產(chǎn)物，而中間 體留在溶液中。權(quán)利要求中所限定的溶劑還包括含有多達(dá)5個(gè)碳原 子的高級(jí)鏈烷酸(被稱為低級(jí)脂肪酸)，但是在實(shí)驗(yàn)部分只由用乙 酸的實(shí)驗(yàn)。羧酸類作為硝化的溶劑是否具備有利的特性、它們是否 不同以及更高級(jí)的羧酸是否更好或更壞依舊是未解決的問(wèn)題。本發(fā)明的一個(gè)目的是發(fā)現(xiàn)用于對(duì)取代苯進(jìn)行硝化的一種可廣 泛適用的方法，其中使用 一種容易地可降解而且便宜的有機(jī)溶劑， 并且該方法關(guān)于選纟奪性、反應(yīng)溫度和安全性提供了特別有利的特 性。
因此本發(fā)明提供了用于對(duì)取代苯進(jìn)行硝化的一種可廣泛適用 的》-J去。
出人意料地，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)當(dāng)具有式1的取代苯溶解在丙酸中進(jìn)行 反應(yīng)時(shí)即實(shí)現(xiàn)了所尋求的方法的特性。
因此，本發(fā)明提供了一種用于將具有式1的取代苯硝化成具有
式2的；肖基苯的方法
其中Rl、 R2、 R3和R4可以是相同或不同的并且各自 是-H、 -OR'、 -NHR"、-烷基、-環(huán)烷基、-芳基、-鹵素、-三鹵甲 基、-COOR'、 -COR，和-CN;并且R，是-H、-烷基、-芳基，與Rl-R4 具有可能相同的取代基；并且R"是-COR，，其特征在于該取代苯是 在4安重量計(jì)50%至5000%，優(yōu)選在4要重量計(jì)100%至300% (相對(duì)于 反應(yīng)物)的丙酸存在下進(jìn)行硝化，任選在按重量計(jì)1%至20% (相 對(duì)于反應(yīng)物)的一種強(qiáng)無(wú)機(jī)酸存在下(優(yōu)選硫酸)，并且任選在按 重量計(jì)10%至100%的來(lái)自丙酸酐、乙酸肝或P2Os的組中的一種結(jié) 合水的物質(zhì)(優(yōu)選丙酸酐和乙酸肝)的存在下。對(duì)于硝化作用，有可能使用高度濃縮的硝酸，給予優(yōu)選的是使 用；肖酸和碌b酸的 一種混合物。
該反應(yīng)溫度是在-10。C至50°C之間，優(yōu)選在0°C至40°C之間。
可以想到的反應(yīng)器是適合液體化合物轉(zhuǎn)化的所有反應(yīng)器，例如 攪拌罐或延遲管(delay tube )。
該方法可以4比次的或連續(xù)i也進(jìn)4亍。
迄今為止還沒(méi)有在已知的方法中使用丙酸作為硝化作用的一 種溶劑。與現(xiàn)有技術(shù)相比，根據(jù)本發(fā)明的方法關(guān)于選擇性、反應(yīng)溫 度和安全性是非常有利的。
以下，通過(guò)一些實(shí)例對(duì)根據(jù)本發(fā)明的方法進(jìn)行解釋，然而這些 實(shí)例不應(yīng)該解釋為對(duì)本發(fā)明概念的限制。
實(shí)例
實(shí)例1 (氟羧草醚)
在20。C下將在75 g丙酸中的40 g的3-(氯-4-三氟曱基苯氧基) 苯曱酸懸浮液與35.9g的丙酸酐進(jìn)行混合。該懸浮液迅速成為一種 含有少量固體的混濁的溶液。加入3.6 g石克酸，隨后溫度上升到 36°C,并且形成一種深紅棕色的溶液，該溶液被冷卻到1-2°C。然 后在兩小時(shí)內(nèi)計(jì)量加入8.8 g濃縮的硝酸，并且將該混合物再攪4半 一個(gè)小時(shí)。然后力口入另夕卜0.37 g的硝'酸，并且該混合物在10。C下 攪拌1小時(shí)。將該反應(yīng)混合物排》文至194.3 g沸騰的水中。這形成了一種褐 色的澄清的溶液，在45分鐘內(nèi)使該溶液冷卻到5°C。將沉淀抽濾出， 并且^f吏用48.6 g 7j^先;條3次。
這產(chǎn)生了 42.2g潮濕的固體，該固體在一個(gè)真空干燥箱中,皮轉(zhuǎn) 化成35.4 g干燥的固體。得到產(chǎn)率為76.1%的氟羧草醚，并且對(duì)于 100份的活性成分，含有5份2-硝基異構(gòu)體和0.7份6-硝基異構(gòu)體。 形成了少于1%的二硝基衍生物。摩爾平衡顯示出89.5%的氟羧草 醚、6.5%的2-硝基異構(gòu)體和3%的6-硝基異構(gòu)體。
實(shí)例2 (氟羧草醚與GTM 1266酸的混合物)
在20。C下將187.5 g丙酸中的100 g的3-(氯-4-三氟曱基苯氧 基)苯甲酸懸浮液與55.4 g丙酸酐進(jìn)行混合。將該溶液與9.4 g石克酸 進(jìn)行混合并且冷卻到0°C。然后在1.5 h內(nèi)計(jì)量加入71.6 g的33.3% 的酸混合物(硝酸溶于石克酸中)，并且在0。C下再4覺(jué)4半一個(gè)小時(shí)并 且在10°C下再另外1小時(shí)。
對(duì)混合物的分析顯示出已經(jīng)生成了氟羧草醚達(dá)到89mol。/。的程 度，2-硝基異構(gòu)體達(dá)到6.8 mol。/。的程度并且6-硝基異構(gòu)體達(dá)到2.6 mol。/。的程度。形成了少于1%的二硝基衍生物。
實(shí)例3 ( NiBAMBE/2531-15 )
將150 g BAMBE (4-丁?；被?3-甲基苯甲酸甲酯)、281 g 丙酸、76.8 g乙酸酐和18.6 g石克酸的混合物力cr熱到30。C,并且在5 小時(shí)內(nèi)，最高溫度為32。C下，緩慢地與153 g的33.3%的酸混合物 進(jìn)行混合。隨著酸混合物的加入，所有物質(zhì)完全進(jìn)入溶液并且顏色 變輕。在30。C下，將該混合物再攪拌1小時(shí)。將1200 g水的初始加入量在5-10。C下與反應(yīng)混合物一起攪4半。將沉淀4由濾出，并且4吏 用400g 7K;先;條兩)欠。
這才是供了 285 g的淡黃色的、潮濕的固體，該固體含有158.5g 100%的NiBAMBe (4-丁?；被?3-甲基-5-辨基苯曱酸甲酯)，這 相當(dāng)于88.7%的產(chǎn)率。除了 96.7%的MBAMBE,還發(fā)現(xiàn)了 0.51%的 BAMBE和0.4%的異構(gòu)體。
權(quán)利要求
1.一種用于使具有式1的取代苯硝化成具有式2的硝基苯的方法其中R1、R2、R3和R4可以是相同或不同的并且各自是-H、-OR′、-NHR″、-烷基、-環(huán)烷基、-芳基、-鹵素、-三鹵甲基、-COOR′、-COR′和-CN；并且R′是-H、-烷基、-芳基，與R1-R4具有相同的可能的取代基；并且R″是-COR′，其特征在于該取代苯是在按重量計(jì)50％至5000％(相對(duì)于反應(yīng)物)的丙酸存在下進(jìn)行硝化，任選在按重量計(jì)1％至20％(相對(duì)于反應(yīng)物)的一種強(qiáng)無(wú)機(jī)酸存在下，并且另外任選在按重量計(jì)10％至100％的來(lái)自丙酸酐、乙酸酐、P2O5或SO3和乙酸酐的組中的一種結(jié)合水的物質(zhì)存在下。
2. 如4又利要求1所述的方法，其特征在于，4吏用了纟安重量計(jì)100% 至300% (相對(duì)于反應(yīng)物)的丙酸。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，該無(wú)機(jī)酸是好u酸。
4. 如權(quán)利要求1至3所述的方法，其特征在于，硝化作用是用高 度濃縮的；肖酸、或硝'酸和石危酸的一種混合物來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
5. 如權(quán)利要求1至4所述的方法，其特4正在于，反應(yīng)溫度是在 —10°C至50°C之間。
6. 如纟又利要求1至5之一所述的方法，其特征在于，反應(yīng)溫度是在0°C至40°C之間。
7. 如一又利要求1至6之一所述的方法，其4寺4正在于，該結(jié)合 K的 物質(zhì)是丙酸肝或乙S臾肝。
全文摘要
本發(fā)明的目的是提供用于取代苯的硝化的一種可廣泛適用的方法。
文檔編號(hào)C07C201/08GK101622220SQ200880006613
公開(kāi)日2010年1月6日 申請(qǐng)日期2008年2月21日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月2日
發(fā)明者沃爾弗拉姆·基斯納, 貝蒂娜·赫爾策, 賴因哈德·朗格爾, 馬蒂亞斯·戈塔 申請(qǐng)人:賽拓有限責(zé)任公司