鄰硝基對(duì)氯苯酚的合成工藝研究

摘要: 本文作者在參考目前文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，通過(guò)考察不同的相轉(zhuǎn)移催化劑、堿濃度、攪拌速度等條件，以價(jià)格低廉、易得的對(duì)二氯苯為原料，經(jīng)硝化，常壓水解合成鄰硝基對(duì)氯苯酚，得到了較高的產(chǎn)率。并降低了對(duì)反應(yīng)條件的要求，達(dá)到了工業(yè)化應(yīng)用的要求。

關(guān)鍵詞: 鄰硝基對(duì)氯苯酚合成工藝四丁基溴化銨

鄰硝基對(duì)氯苯酚，由于其酚羥基比較穩(wěn)定的特點(diǎn)，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于染料、醫(yī)藥、農(nóng)藥等領(lǐng)域。鄰硝基對(duì)氯苯酚是合成氯唑沙宗(一種中樞松弛劑，臨床用于治療腰背痛，神經(jīng)痛，風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎扭傷，以及脊椎疾病引起的肌肉痙攣、強(qiáng)直等病癥，總有效率達(dá)98.59%[1]-[2]，療效優(yōu)于布洛芬，是麥芬生的四倍[3])的重要中間體，對(duì)其產(chǎn)率的提高具有理論和實(shí)際意義。

鄰硝基對(duì)氯苯酚通常有以下幾種工藝方法:

在工藝二的基礎(chǔ)上，筆者提出工藝三，對(duì)催化劑進(jìn)行變換，以四丁基溴化銨(TBAB)代替聚乙二醇200(PEG—200)，以對(duì)二氯苯為原料，經(jīng)硝化，常壓下水解制得鄰硝基對(duì)氯苯酚，縮短了反應(yīng)步驟，節(jié)省了反應(yīng)時(shí)間，在水解過(guò)程中取得了較滿意的效果。另外，采用常壓水解也降低了對(duì)反應(yīng)容器的要求。

1.實(shí)驗(yàn)部分

1.1試劑及儀器

試劑:對(duì)二氯苯(99.9%)，甲苯(C.P)，HNO3(C.P)，H2SO4(C.P)，氫氧化鉀(A.R)，碘化鉀(C.P)，四丁基溴化銨(A.R，簡(jiǎn)稱TBAB)，聚乙二醇200(簡(jiǎn)稱PEG-200)，聚乙二醇400(簡(jiǎn)稱PEG-400)，四丁基溴化銨(A.R，簡(jiǎn)稱TBAB)，十六烷基三甲基溴化銨(A.R，簡(jiǎn)稱CTMAB)，芐基三乙基氯化銨(A.R)等。

儀器:JJ-1型電動(dòng)攪拌器，DW-2型調(diào)溫電熱套，RE-52AA型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，HJ-6型磁力攪拌器，250nm薄層層析紫外燈，Shimadzu SPD-10A VP型液相色譜儀。

1.2鄰硝基對(duì)二氯苯的合成

在裝有電動(dòng)攪拌器、溫度計(jì)、回流冷凝管的250ml四口瓶中，加入40ml濃硫酸，34ml冷的硝酸，加熱至58-60℃并保溫10min，而后分批加入66.0g對(duì)二氯苯(大約50min加完)，加完后維持58—65℃繼續(xù)反應(yīng)，點(diǎn)板跟蹤檢測(cè)至無(wú)原料點(diǎn)(約5h)，反應(yīng)結(jié)束。自然冷卻至室溫，有黃色固體析出，抽濾，濾餅分別用水、5%的NaOH溶液和水洗滌至中性，干燥，得固體產(chǎn)品77.9g，測(cè)其熔點(diǎn)為50—52℃，產(chǎn)率為98.1%，紅外譜圖分析與標(biāo)準(zhǔn)譜圖一致。

1.3鄰硝基對(duì)氯苯酚的合成

在裝有電動(dòng)攪拌器、回流冷凝管、溫度計(jì)的250ml的四口瓶中，加入濃度為30%的KOH溶液，而后加入10.0g的鄰硝基對(duì)二氯苯，加熱至回流保持10min，而后加入1.2g的TBAB相轉(zhuǎn)移催化劑，加熱回流，點(diǎn)板跟蹤檢測(cè)至無(wú)原料點(diǎn)(6—8h)，而后冷卻至15℃左右有固體析出，過(guò)濾出固體a;在濾液中先加入HCl有固體析出，抽濾得固體b。將固體a、b合并，并用一定濃度的KOH微熱溶解，得濾液，再加酸處理，得固體產(chǎn)品，干燥，稱重，即得產(chǎn)品。

2.結(jié)果與討論

2.1相轉(zhuǎn)移催化劑的選擇

從上表1中的結(jié)果可以看出，四丁基溴化銨作為相轉(zhuǎn)移催化劑的活性優(yōu)于其它催化劑，提高了反應(yīng)的產(chǎn)率。

2.2堿濃度的選擇

鄰硝基對(duì)二氯苯的水解反應(yīng)，屬于芳香環(huán)上的親核取代反應(yīng)，由于硝基的定位效應(yīng)親核試劑(OH-)進(jìn)攻苯環(huán)上2位上的與鹵素相連的碳原子，該反應(yīng)屬于SN2反應(yīng)，所以堿的濃度對(duì)反應(yīng)影響也是比較大的。從表2中的結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)堿的濃度達(dá)到30%時(shí)，得到的效果最好。

2.3反應(yīng)時(shí)間和攪拌速度

對(duì)于水解反應(yīng)而言，其反應(yīng)時(shí)間的考察要根據(jù)原料的反應(yīng)情況而定，我們采用點(diǎn)板跟蹤檢測(cè)來(lái)決定反應(yīng)終止與否。而其攪拌速度不宜過(guò)快或過(guò)慢，應(yīng)以60—80轉(zhuǎn)/min為宜。

2.4壓力影響

在相轉(zhuǎn)移催化劑四丁基溴化銨存在的條件下，過(guò)高的壓力容易產(chǎn)生副反應(yīng)，給反應(yīng)的后處理帶來(lái)麻煩。

3.相轉(zhuǎn)移催化劑的優(yōu)點(diǎn)

由以上的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，采用以四丁基溴化銨為相轉(zhuǎn)移催化劑，通過(guò)鄰硝基對(duì)二氯苯和氫氧化鉀的親核水解反應(yīng)來(lái)制備鄰硝基對(duì)氯苯酚，具有反應(yīng)條件溫和、時(shí)間短、產(chǎn)率高、污染小等優(yōu)點(diǎn)，是合成鄰硝基對(duì)氯苯酚的又一種行之有效的方法。

4.結(jié)語(yǔ)

利用清潔生產(chǎn)工藝路線合成鄰硝基對(duì)氯苯酚，產(chǎn)生的污水量及COD值大大降低，減輕了后續(xù)處理的負(fù)擔(dān)，合成收率比原工藝有所提高，實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)保效益的統(tǒng)一。

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