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2021-02-01 17:02:13|
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起点商标网 专利名称：2-氨基-4-乙酰胺基苯醚的合成工艺的制作方法
技术领域：
本发明是一种合成2-氨基-4-乙酰胺基苯醚的工艺，所合成的物质的分子结构为
这里R可以是H、1-4个碳原子的烃基。
题述物质(1)是重要的偶氮染料中间体。五十年代以来，工业上一直采用下面的工艺生产路线
此合成路线较长，且从(5)到(6)的反应要在浓酸中进行，反应条件苛刻，投资费用高，生产成本高，回收工作量大，污染也较严重。进入七十年代以来，一些国家对题述物质(1)的合成新工艺积极进行研究，例如，美国专利3g 9341、4079079报道了用2，4-二氨基苯醚在酸性条件下，直接酰化的方法进行合成
所得的是(1)与(8)的混合物。后来德国专利1543625在中性条件下对2，4-二氨基苯醚进行酰化，粗产物的产率为75%;美国P.B报告74051报道了在水溶液中有MgO存在的条件下进行酰化，产率为65%;在一个用醇代替水进行同样的反应中，产率令人吃惊地提高到了90-92%，且选择性却同样好。为了进一步提高选择性酰化的转化率，人们进一步通过调节各种条件进行研究，JP昭55-167264将反应的温度降至0-10℃，缓慢滴加乙酸酐，并用氢氧化钠溶液调节体系的PH值在6.8-7.0之间进行上述酰化反应，结果(1)的生成率提高到了95%以上。JP昭55-11533以二甲基甲酰胺为介质，也进行了上述反应，生成率也在95%以上。JP昭59-65054则报道了以水、甲醇等为介质、用二乙胺-冰醋酸调PH值，用无水醋酸在0-5℃下进行酰化的实例，其目标产物生成率也都在95%以上。
值得注意的是，2，4-二氨基苯醚很容易被氧化，又是致癌物质。以上那些文献都要求使用新蒸馏出的2，4-二氨基苯甲醚，并在氮气保护下进行酰化。
美国专利941533报道了以2，4-二硝基氯苯为原料的合成题述物质(1)的合成路线
在第三步反应Ⅲ中，不需专门将2，4-二氨基苯醚分离出来，这当然在工业化上就较便利了。
美国专利4514815的报道进一步改进了分离、提纯方法。
这条合成路线的第一步反应Ⅰ是不存在问题的。关键在于将(11)转化为(7)的反应Ⅱ，和将(7)转化为(1)的反应Ⅲ。对于反应Ⅱ，关键在于既能满足留给反应Ⅲ所要求的介质条件，又要能完全还原物质(11)。对于反应Ⅱ，美国专利4540815报道了在醇的介质中的高压加氢还原物质(11)的方法，这就需要有能制取很纯氢气的设备、高压设备和昂贵的金属钯催化剂，因此，造成设备投资费用增大，操作中的危险性增加。又由于反应Ⅰ和Ⅲ都是在常压下进行的，而反应Ⅱ是在高压下进行的，使三步反应的衔接比较麻烦。该专利还报道了一个以水为还原介质、以铁粉为还原剂类似的方法，所得的产品实际质量较差，产率也较高压加氢的产率低得多。
另一方面，目前所见到用于保护物质(7)和(1)上H2N-不被氧化的方法都是采用氮气保护装置。
本发明则要达到以下几个目的第一，在还原一步反应Ⅱ中，避免使用高压催化加氢，却还要达到与其相近的还原效果，还要留下同样有利于选择性定位单酰化的介质条件;第二，在整个工艺过程中避免使用氮气保护装置，同时确保苯环上的H2N-在操作过程中同样得到有效的保护;第三，使用成本更低、又便于产物分离的PH值自动调节剂。
为了达到第一个目的，我们在还原一步反应Ⅲ中，采用了以1-4碳原子的醇-水介质的铁粉还原法。但我们在这一步的改进是(1)加入了以铁的氧化物为主要成份的专用于醇-水体系铁粉还原用催化剂，其用量为铁粉用量的0.5%以上。令人惊奇的是，其使用的结果是还原一步的转化率较快地达到98%以上，而且所生成的铁泥以较大的粒度沉淀出来，使得过滤分离更容易进行，其对产物的吸附量大大减少，产物损失大大减少，有着很强的工业实用性;(2)还原反应的条件是控制反应温度在体系的沸点上进行，以保证苯环上的H2N-不被氧化，从而一改目前专利中题述物质的铁粉还原法中，非用氮气保护不可的一贯做法。这样，经改进了的还原法中，既不需使用高压加氢设备，也不需使用氮气保护装置，更有利于工业的实际应用。
为达到前面提到的第二、三两个目的，我们的改进是在酰化一步反应Ⅲ中，加入了稍大于化学反应计量的碳酸盐，碳酸氢盐或其混合物为主的PH值调节剂，例如Na2CO3，NaHCO3，CaCO3，MgCO3等。加入它们的作用有(1)使得酰化过程中的PH值始终稳定在适合该反应的PH值为6-7之间;(2)酰化反应的过程中放出的CO2气体起到了保护苯环上H2N-不被氧化的作用;(3)难以预料的是，它使酰化剂的定位选择性有了明显的提高;(4)在反应完成后的分离过程中体系还会持续释放以一部分CO2气体，也同样起到了防止苯环上氨基被氧化的作用。从整体性能及价格上讲，碳酸盐、碳酸氢盐及其混合的使用是以往所用的NaOH、MgO、二乙胺-乙酸等PH值调节剂所无法比拟的，加之处理使用方便，因此，使这样的酰化过程有着更好的工业实用性。
综上所述，本发明的工艺过程可分为以下四步第一步(按现有技术)让2，4-二硝基氯苯在相应的醇中进行醚化;第二步，使2，4-二硝基氯苯在1-4个碳原子的醇-水介质中，在以铁的氧化物为主要成份的催化剂及盐酸催化下与大于摩尔反应量的水及大于摩尔反应量的铁粉作用，温度控制在沸点，反应2小时以上;第三步，加入碳酸盐或碳酸氢盐或它们的混合物，在-5-5℃下，用乙酐进行酰化;第四步(按照现有技术进行)分离，即可制得题述产物。
由此可见，本发明可使醚化、还原、酰化连续完成，而中间可不需转釜、分离等工序。显然，本发明中较简单的设备和操作工艺与较高的收率和纯度是现有技术所不能兼而有之的。
下面通过实例进一步对本发明作具体的说明，但这并不意味着本发明的内容仅限于所举实例的范围。
实例第一步，在装有搅拌器、温度计及回流冷凝器的2升三颈烧瓶中，加入800毫升的甲醇及213克的2，4-二硝基氯苯，搅拌下加热至50℃，加入40.5克氢氧化钠，速度以保持沸点以下为宜;加完氢氧化钠后，再回流十分钟以上;第二步，用前面所得的反应混合物与340克铁粉、200毫升水、14毫升浓盐酸在沸点上反应，反应用3-5克催化剂催化，反应时间两小时以上;第三步，反应混合物经用重氮化法分析，并确定了与还原物等摩尔的乙酐用量后，加入约CaCO350克，NaHCO310克，搅拌冷却至-5-5℃，用长于两小时的时间匀速滴加约100克乙酐;反应完毕后，加热至55-60℃，过滤。滤渣分别用热甲醇约200毫升洗两遍，合并所有滤液，搅拌下缓慢加入浓盐酸至PH值为4，温度可在50℃以下，冷却至0-5℃，过滤得到的滤饼用10%的氢氧化钠处理至PH值为8-9，再冷却至0-10℃，过滤得产物149.6克纯度为98.4%，产率82.1%，重复同样的实验总产率在72-85%之间。
权利要求
1.2-氨基-4-乙酰胺基苯醚的合成工艺，其所合成的化合物分子结构为
其中，R可以是H、含有1-4个碳原子的烃基，首先，在含有1-4个碳原子的醇中加2，4--二硝基氯苯，并加氢氧化钠促使醚化反应完成，第二步，在反应生成的2，4--二硝基苯醚中加入大于摩尔反应量的水及大于摩尔反应量的铁粉和盐酸，本发明的特征是，再加入以铁的氧化物成份为主的催化剂，在沸点催化还原2，4--二硝基苯醚，第三步，在-5-5℃下加入等摩尔反应量的乙酐进行酰化，并用碳酸盐、碳酸氢盐或它们的混合物作PH值自动调节剂及惰性保护气发生源，第四步，按照现有技术进一步分离。
2.根据权利要求1所述的合成工艺，其特征在于，所说的催化剂是与醇-水体系相结合使用的、其成份主要为铁的氧化物。
3.根据权利要求1、2所述的合成工艺，其特征在于，所说的催化剂的用量大于铁粉用量的0.5%。
4.根据权利要求1所述的合成工艺，其特征在于，所说的碳酸盐、碳酸氢盐或它们的混合物用量大于摩尔反应量。
全文摘要
本发明是以2，4-二硝基氯苯为主要原料，经在含有1—4个碳原子的醇中醚化、在催化剂存在下用铁粉还原、及在碳酸盐、碳酸氢盐或它们的混合物存在下乙酰化等步骤合成2-氨基-4-乙酰胺基苯醚的新工艺。该工艺在不用高压加氢还原和不用氮气保护的情况下，得到目标产物的总收率可达80％以上。所合成的产物分子结构如上。其中，R可以是H、含有1—4个碳原子的烃基。
文档编号C07C233/43GK1087898SQ9211480
公开日1994年6月15日 申请日期1992年12月10日 优先权日1992年12月10日
发明者曹瑞军, 梅冬 申请人:西安交通大学
技术领域：
本发明是一种合成2-氨基-4-乙酰胺基苯醚的工艺，所合成的物质的分子结构为
这里R可以是H、1-4个碳原子的烃基。
题述物质(1)是重要的偶氮染料中间体。五十年代以来，工业上一直采用下面的工艺生产路线
此合成路线较长，且从(5)到(6)的反应要在浓酸中进行，反应条件苛刻，投资费用高，生产成本高，回收工作量大，污染也较严重。进入七十年代以来，一些国家对题述物质(1)的合成新工艺积极进行研究，例如，美国专利3g 9341、4079079报道了用2，4-二氨基苯醚在酸性条件下，直接酰化的方法进行合成
所得的是(1)与(8)的混合物。后来德国专利1543625在中性条件下对2，4-二氨基苯醚进行酰化，粗产物的产率为75%;美国P.B报告74051报道了在水溶液中有MgO存在的条件下进行酰化，产率为65%;在一个用醇代替水进行同样的反应中，产率令人吃惊地提高到了90-92%，且选择性却同样好。为了进一步提高选择性酰化的转化率，人们进一步通过调节各种条件进行研究，JP昭55-167264将反应的温度降至0-10℃，缓慢滴加乙酸酐，并用氢氧化钠溶液调节体系的PH值在6.8-7.0之间进行上述酰化反应，结果(1)的生成率提高到了95%以上。JP昭55-11533以二甲基甲酰胺为介质，也进行了上述反应，生成率也在95%以上。JP昭59-65054则报道了以水、甲醇等为介质、用二乙胺-冰醋酸调PH值，用无水醋酸在0-5℃下进行酰化的实例，其目标产物生成率也都在95%以上。
值得注意的是，2，4-二氨基苯醚很容易被氧化，又是致癌物质。以上那些文献都要求使用新蒸馏出的2，4-二氨基苯甲醚，并在氮气保护下进行酰化。
美国专利941533报道了以2，4-二硝基氯苯为原料的合成题述物质(1)的合成路线
在第三步反应Ⅲ中，不需专门将2，4-二氨基苯醚分离出来，这当然在工业化上就较便利了。
美国专利4514815的报道进一步改进了分离、提纯方法。
这条合成路线的第一步反应Ⅰ是不存在问题的。关键在于将(11)转化为(7)的反应Ⅱ，和将(7)转化为(1)的反应Ⅲ。对于反应Ⅱ，关键在于既能满足留给反应Ⅲ所要求的介质条件，又要能完全还原物质(11)。对于反应Ⅱ，美国专利4540815报道了在醇的介质中的高压加氢还原物质(11)的方法，这就需要有能制取很纯氢气的设备、高压设备和昂贵的金属钯催化剂，因此，造成设备投资费用增大，操作中的危险性增加。又由于反应Ⅰ和Ⅲ都是在常压下进行的，而反应Ⅱ是在高压下进行的，使三步反应的衔接比较麻烦。该专利还报道了一个以水为还原介质、以铁粉为还原剂类似的方法，所得的产品实际质量较差，产率也较高压加氢的产率低得多。
另一方面，目前所见到用于保护物质(7)和(1)上H2N-不被氧化的方法都是采用氮气保护装置。
本发明则要达到以下几个目的第一，在还原一步反应Ⅱ中，避免使用高压催化加氢，却还要达到与其相近的还原效果，还要留下同样有利于选择性定位单酰化的介质条件;第二，在整个工艺过程中避免使用氮气保护装置，同时确保苯环上的H2N-在操作过程中同样得到有效的保护;第三，使用成本更低、又便于产物分离的PH值自动调节剂。
为了达到第一个目的，我们在还原一步反应Ⅲ中，采用了以1-4碳原子的醇-水介质的铁粉还原法。但我们在这一步的改进是(1)加入了以铁的氧化物为主要成份的专用于醇-水体系铁粉还原用催化剂，其用量为铁粉用量的0.5%以上。令人惊奇的是，其使用的结果是还原一步的转化率较快地达到98%以上，而且所生成的铁泥以较大的粒度沉淀出来，使得过滤分离更容易进行，其对产物的吸附量大大减少，产物损失大大减少，有着很强的工业实用性;(2)还原反应的条件是控制反应温度在体系的沸点上进行，以保证苯环上的H2N-不被氧化，从而一改目前专利中题述物质的铁粉还原法中，非用氮气保护不可的一贯做法。这样，经改进了的还原法中，既不需使用高压加氢设备，也不需使用氮气保护装置，更有利于工业的实际应用。
为达到前面提到的第二、三两个目的，我们的改进是在酰化一步反应Ⅲ中，加入了稍大于化学反应计量的碳酸盐，碳酸氢盐或其混合物为主的PH值调节剂，例如Na2CO3，NaHCO3，CaCO3，MgCO3等。加入它们的作用有(1)使得酰化过程中的PH值始终稳定在适合该反应的PH值为6-7之间;(2)酰化反应的过程中放出的CO2气体起到了保护苯环上H2N-不被氧化的作用;(3)难以预料的是，它使酰化剂的定位选择性有了明显的提高;(4)在反应完成后的分离过程中体系还会持续释放以一部分CO2气体，也同样起到了防止苯环上氨基被氧化的作用。从整体性能及价格上讲，碳酸盐、碳酸氢盐及其混合的使用是以往所用的NaOH、MgO、二乙胺-乙酸等PH值调节剂所无法比拟的，加之处理使用方便，因此，使这样的酰化过程有着更好的工业实用性。
综上所述，本发明的工艺过程可分为以下四步第一步(按现有技术)让2，4-二硝基氯苯在相应的醇中进行醚化;第二步，使2，4-二硝基氯苯在1-4个碳原子的醇-水介质中，在以铁的氧化物为主要成份的催化剂及盐酸催化下与大于摩尔反应量的水及大于摩尔反应量的铁粉作用，温度控制在沸点，反应2小时以上;第三步，加入碳酸盐或碳酸氢盐或它们的混合物，在-5-5℃下，用乙酐进行酰化;第四步(按照现有技术进行)分离，即可制得题述产物。
由此可见，本发明可使醚化、还原、酰化连续完成，而中间可不需转釜、分离等工序。显然，本发明中较简单的设备和操作工艺与较高的收率和纯度是现有技术所不能兼而有之的。
下面通过实例进一步对本发明作具体的说明，但这并不意味着本发明的内容仅限于所举实例的范围。
实例第一步，在装有搅拌器、温度计及回流冷凝器的2升三颈烧瓶中，加入800毫升的甲醇及213克的2，4-二硝基氯苯，搅拌下加热至50℃，加入40.5克氢氧化钠，速度以保持沸点以下为宜;加完氢氧化钠后，再回流十分钟以上;第二步，用前面所得的反应混合物与340克铁粉、200毫升水、14毫升浓盐酸在沸点上反应，反应用3-5克催化剂催化，反应时间两小时以上;第三步，反应混合物经用重氮化法分析，并确定了与还原物等摩尔的乙酐用量后，加入约CaCO350克，NaHCO310克，搅拌冷却至-5-5℃，用长于两小时的时间匀速滴加约100克乙酐;反应完毕后，加热至55-60℃，过滤。滤渣分别用热甲醇约200毫升洗两遍，合并所有滤液，搅拌下缓慢加入浓盐酸至PH值为4，温度可在50℃以下，冷却至0-5℃，过滤得到的滤饼用10%的氢氧化钠处理至PH值为8-9，再冷却至0-10℃，过滤得产物149.6克纯度为98.4%，产率82.1%，重复同样的实验总产率在72-85%之间。
权利要求
1.2-氨基-4-乙酰胺基苯醚的合成工艺，其所合成的化合物分子结构为
其中，R可以是H、含有1-4个碳原子的烃基，首先，在含有1-4个碳原子的醇中加2，4--二硝基氯苯，并加氢氧化钠促使醚化反应完成，第二步，在反应生成的2，4--二硝基苯醚中加入大于摩尔反应量的水及大于摩尔反应量的铁粉和盐酸，本发明的特征是，再加入以铁的氧化物成份为主的催化剂，在沸点催化还原2，4--二硝基苯醚，第三步，在-5-5℃下加入等摩尔反应量的乙酐进行酰化，并用碳酸盐、碳酸氢盐或它们的混合物作PH值自动调节剂及惰性保护气发生源，第四步，按照现有技术进一步分离。
2.根据权利要求1所述的合成工艺，其特征在于，所说的催化剂是与醇-水体系相结合使用的、其成份主要为铁的氧化物。
3.根据权利要求1、2所述的合成工艺，其特征在于，所说的催化剂的用量大于铁粉用量的0.5%。
4.根据权利要求1所述的合成工艺，其特征在于，所说的碳酸盐、碳酸氢盐或它们的混合物用量大于摩尔反应量。
全文摘要
本发明是以2，4-二硝基氯苯为主要原料，经在含有1—4个碳原子的醇中醚化、在催化剂存在下用铁粉还原、及在碳酸盐、碳酸氢盐或它们的混合物存在下乙酰化等步骤合成2-氨基-4-乙酰胺基苯醚的新工艺。该工艺在不用高压加氢还原和不用氮气保护的情况下，得到目标产物的总收率可达80％以上。所合成的产物分子结构如上。其中，R可以是H、含有1—4个碳原子的烃基。
文档编号C07C233/43GK1087898SQ9211480
公开日1994年6月15日 申请日期1992年12月10日 优先权日1992年12月10日
发明者曹瑞军, 梅冬 申请人:西安交通大学
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