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3113-71-1 / 3-甲基-4-硝基苯甲酸的合成和用途举例

背景及概述[1]

3-甲基-4-硝基苯甲酸是附加值较高的精细化工产品,以它为原料可以进一步合成得到许多重要的有机产品,如4-氯喹唑啉-6-甲酸乙酯、2-正丙基-4-甲基-6-羧基苯并咪唑、4-甲基-2-乙基-1H-苯并咪唑-6-甲酸甲酯、3,4-二氢-4-喹唑啉同-6-甲酸、4-氨基苯基-1,3-二甲酸、4-氨基-3-甲基苯甲酸甲酯、4-硝基苯基-1,3-二甲酸等等;另外3-甲基-4-硝基苯甲酸还用于医药,是合成抗高血压药物替米沙坦、艾滋病药物的重要中间体。合成3-甲基-4-硝基苯甲酸的方法主要有高锰酸钾氧化法、重铬酸钾氧化法、硝酸氧化法、醋酸钴催化氧化法以及空气氧化法等,收率约30%-86%。

3-甲基-4-硝基苯甲酸的合成和用途举例

制备[1-2]

报道一、

(1)在200mL40%(wt%)H2SO4溶液中,加入20gCr2(SO4)3固体,搅拌使其溶解后作为阳极液;将80mL10%(wt%)H2SO4溶液作为阴极液。电解槽用陶瓷隔开分为阳极室与阴极室,将上述阳极液倒入阳极室、阴极液倒入阴极室中,阳极为二氧化铅板,阴极为铅棒。电解时,控制电解槽中电解液的温度为350C,槽电压4V,电流密度500Am-2。当阳极液由墨绿色变为棕红色时,停止电解。随后,将阳极液蒸发,得到三氧化铬红色固体,过滤后得到9g三氧化铬,其产率为90%,滤液(记为A)为含少量三价铬和六价铬的浓硫酸,可以循环利用,用于下一循环中阳极液的配制;

(2)将电解得到的三氧化铬固体8g溶于75ml50%的硫酸溶液中,将溶液加热至500C,在不断搅拌下向溶液中缓慢滴加2.5mL2,4-二甲基硝基苯,滴加完毕,继续搅拌反应4小时;随后,将反应温度升至700C,搅拌反应6小时;再继续将温度升到900C,搅拌反应6小时。反应完成后,过滤(滤液记为B),固体用水洗,之后将固体溶于0.5MNaOH溶液中,然后过滤,滤液再用1MH2SO4酸化至PH为3,此时产生大量白色沉淀,将沉淀过滤,水洗,所得固体即为3-甲基-4-硝基苯甲酸,在800C下干燥,产率为75%;

(3)将上述(2)中的滤液B与(1)中的滤液A混合后作为阳极液,代替步骤(1)中的阳极液,重复步骤(1),得到三氧化铬红色固体8.6g,其产率为85%,滤液(记为A)为含少量三价铬和六价铬的浓硫酸,可以循环利用,用于下一循环中阳极液的配制;

(4)利用步骤(3)所制备的三氧化铬固体,重复步骤(2)的过程,得到3-甲基-4-硝基苯甲酸的产率为70%.

报道二、

步骤1,投料。向反应釜内投入2,4-二甲基硝基苯和浓度为30~65%的稀硝酸,且2,4-二甲基硝基苯与稀硝酸的摩尔比例为1:5.5~8.0。

步骤2,氧化反应。将反应釜温度设定为100~135℃,启动电机进行搅拌,电机转速为300转/min。控制反应釜的压力为0.8~1.2Mpa,反应时间为4~10h。得到2,4-二甲基硝基苯、稀硝酸和3-甲基-4-硝基苯甲酸粗品的混合物。

步骤3,中和。氧化反应结束后,将反应釜的温度降至室温。过滤所述2,4-二甲基硝基苯、稀硝酸和3-甲基-4-硝基苯甲酸粗品的混合物,得到3-甲基-4-硝基苯甲酸固体粗品。将浓度为10%的碳酸钠溶液加热至40℃。将得到的3-甲基-4-硝基苯甲酸粗品加入到所述碳酸钠溶液中,得到橙黄色的3-甲基-4-硝基苯甲酸钠溶液。

步骤4,萃取。将得到的3-甲基-4-硝基苯甲酸钠溶液加热至70℃。用二甲苯做萃取剂,采用常规方法萃取步骤3得到的所述3-甲基-4-硝基苯甲酸钠溶液1次,得到萃取后的3-甲基-4-硝基苯甲酸钠溶液。萃取中,将所述二甲苯加入到所述3-甲基-4-硝基苯甲酸钠溶液中,搅拌0.5h,使二甲苯溶解所述3-甲基-4-硝基苯甲酸钠溶液中的2,4-二甲基硝基苯,使萃取后的3-甲基-4-硝基苯甲酸钠溶液与溶解有2,4-二甲基硝基苯的二甲苯混合溶液分层。去除溶解有2,4-二甲基硝基苯的二甲苯混合溶液。所述的二甲苯的加入量为步骤3所述的钠盐溶液体积的1/3。

步骤5,脱色。将得到萃取后的3-甲基-4-硝基苯甲酸钠溶液加热至70℃。向所述萃取后的3-甲基-4-硝基苯甲酸钠溶液中加入活性炭,采用常规方法进行脱色。过滤去除活性炭,得到脱色后的3-甲基-4-硝基苯甲酸钠溶液。所述活性炭的粒度为120~200目,活性炭的加入量没有限定,以达到脱色的目的为宜。所述活性炭的粒度为120~200目,活性炭的加入量以达到脱色目的为宜。

步骤6,酸析。将经过脱色的3-甲基-4-硝基苯甲酸钠溶液加热至65℃,加入浓度为40%的稀硝酸,通过稀硝酸与3-甲基-4-硝基苯甲酸钠溶液的反应,得到稀硝酸与白色或淡黄色的3-甲基-4-硝基苯甲酸晶体的混合物。所述稀硝酸的加入量以使混合物的pH值为2.0±0.1为宜。离心过滤所述混合物,得到固状3-甲基-4-硝基苯甲酸半成品。

步骤7,水洗。将步骤6中得到的3-甲基-4-硝基苯甲酸半成品在30℃,用水洗涤2次,去除残留的稀硝酸。离心过滤,得到3-甲基-4-硝基苯苯甲酸湿品。

步骤8,干燥。将步骤7中得到的3-甲基-4-硝基苯苯甲酸湿品置于烘箱中干燥6h,得白色或类白色粉末状3-甲基-4-硝基苯甲酸成品。烘干温度为80℃。

应用[3]

CN201510001160.2公开了一种替米沙坦的制备方法,属于药物合成技术领域。本发明的技术方案要点为:一种替米沙坦的制备方法,是以离子液体为反应介质,以3-甲基-4-硝基苯甲酸为原料,依次经酯化、还原、酰化、硝化、还原、环合反应得到2-正丙基-4-甲基-6-羧基苯并咪唑,然后在多聚磷酸的作用下与N-甲基邻苯二胺盐酸盐缩合得到2-正丙基-4-甲基-6-[1-甲基苯并咪唑-2-基]苯并咪唑,再与4-溴甲基联苯-2-羧酸甲酯缩合、水解得到替米沙坦。本发明采用离子液体代替原工艺中毒性较大的甲醇作反应介质,原料易得,操作简便,收率高,产物纯度高,有机溶剂残留量小且环境友好,适合工业化生产。

参考文献

[1][中国发明]CN201410821678.6一种硝酸氧化法制备3-甲基-4-硝基苯甲酸的方法

[2][中国发明,中国发明授权]CN201310235618.1阶梯式加热法与间接电合成法合成3-甲基-4-硝基苯甲酸的方法

[3]CN201510001160.2一种替米沙坦的制备方法