[发明专利]一种硝基苯类化合物的合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种硝基苯类化合物的合成方法，属于芳香化合物合成领域。

背景技术

硝基苯类化合物不仅是重要的化工原料和中间体，也是分析化学里重要的分析剂。硝基苯是工业上制备苯胺和苯胺衍生物(如扑热息痛)的重要原料，同时也被广泛用于橡胶、杀虫剂、染料、香料、炸药以及药物的生产。硝基苯也被用于涂料溶剂、皮革上光剂、地板抛光剂；除此之外，它可以用来测定分子量、矿物的折射指数及鉴定硫化物和硝酸盐。在有机微量分析中，常常作为测定含液体类硝基类化合物的标准品。还可以作为气相色谱仪的固定液，用来分离分析烃类及有机和无机金属化合物。

目前合成硝基苯的主要方法包括：芳香化合物的直接硝基化，卤代芳烃的硝基取代，芳胺的氧化和芳基硼酸的硝基取代等。对于结构比较简单的硝基苯，基本上使用芳香化合物的直接硝化法，其研究历时已久，已经得到了充分的发展。

工业制备硝基苯是一个典型的亲电芳香取代反应，即使用浓硝酸和浓硫酸的混合物对苯进行硝化反应。其中主反应按照式(a)进行，但是存在诸多副反应，例式(b)，给纯化产物带来很大的障碍；除此之外，该反应的高温、高压、强酸等苛刻条件给工业生产带来很大的不便。最大的缺陷是该反应对官能团的兼容性差，约束了硝基苯化合物的推广和扩大规模生产。

因此目前仍需要一种反应原料简单易得、反应条件温和且对环境友好、产率高、对取代基团容忍度高的取代芳基类化合物的通用合成方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种硝基苯类化合物的合成方法。

本发明提供的硝基苯类化合物的合成方法，包括如下步骤：在亚铜催化剂和氨水的存在下，芳基硼酸化合物和MNO₂进行取代反应即得所述苯砜类化合物，M表示选自Li、Na、K、Rb或Cs的碱金属。

在本发明中，“硝基苯类化合物”具有本领域技术人员所通常理解的含义，即含有与硝基直接连接的芳环结构的化合物。

在本发明中，“芳基硼酸化合物”具有本领域技术人员所通常理解的含义，即含有与硼酸上的硼原子直接连接的芳环结构的化合物，例如苯硼酸、邻溴苯硼酸等或其被取代后的各种衍生物。

本发明的合成方法是一种通用方法，适合于合成各种硝基苯类化合物和其衍生物，对芳环上的多种官能团具有高的容忍度，因此事实上对硝基苯类化合物和其衍生物中的取代基的个数和种类并无特别限制。相应地，对芳基硼酸化合物中的取代基的个数和种类也并无特别限制。

在一个具体的实施方式中，本发明提供了一种制备如下式(I)的硝基苯类化合物的方法：

其中，R表示连接在苯环上的1、2、3、4或5个取代基，所述R各自独立地表示选自H、C₁-C₂₀烷基(优选C₁-C₁₀烷基，更优选C₁-C₆烷基)、C₂-C₂₀烯基(优选C₂-C₁₀烯基，更优选C₂-C₆烯基)、C₂-C₂₀炔基(优选C₂-C₁₀炔基，更优选C₂-C₆炔基)、C₆-C₂₀芳基(优选C₆-C₁₀芳基)、卤原子、-OH、-NO₂、-NH₂、-NHR’、-C(＝O)OR’、-NHC(＝O)R’、-OR’或-C(＝O)R’的取代基，其中R’为H、C₁-C₆烷基、C₂-C₆烯基、C₂-C₆炔基、苯基或苄基；或者R一起与苯环形成稠合环系；

合成式(I)所示的硝基苯类化合物的方法包括如下步骤：在亚铜催化剂和氨水的存在下，式(II)所示的芳基硼酸化合物和MNO₂进行取代反应即得式(I)所示硝基苯类化合物，M表示选自Li、Na、K、Rb或Cs的碱金属；

式(II)中的取代基R的定义同式(I)。