[发明专利]一种合成2,4-二硝基苯甲酸的方法

说明书

技术领域

本发明涉及有机中间体制备技术领域，确切地说是一种合成2,4-二硝基苯甲酸的方法。

背景技术

2,4-二硝基苯甲酸(DNBA)，又名2,4-二硝基安息香酸，分子式C₇H₄N₂O₆，分子量212.12,熔点176～180℃，是一种重要的有机中间体，可用于合成2,4-二氟苯甲酸、抗真菌药物氟康唑等，也可用于医学检查和鉴定。

目前，合成2,4-二硝基苯甲酸的相关文献报道主要有：

(1)佳木斯医学院药学系的李敬芬等在2,4-二氟苯甲酸合成工艺的改进一文中报道了甲苯经硝化得到2,4-二硝基甲苯，进一步将2,4-二硝基甲苯氧化成为2,4-二硝基苯甲酸的方法。其过程为：

①将浓硝酸和浓硫酸按一定比例配成硝化剂，保持温度不高于60℃的情况下缓慢滴加到甲苯中，加毕升温到90～98℃，保温30min，冷却至室温，将反应物慢慢倒入冰水中，析出混合二硝基甲苯。抽滤、洗涤、热甲醇重结晶分离、干燥，得纯品，产率68.5％。

②将2,4-二硝基甲苯加入到一定量的水中，加热至沸，分批加入高锰酸钾和适量的催化剂。加毕，恒温回流反应约5h。趁热过滤，滤液酸化，至晶体析出完全后过滤、洗涤、水重结晶、干燥，得纯品2,4-二硝基苯甲酸，产率50.8％。

(2)江西理工大学梁飞的硕士论文药物中间体2,4-二氟苯甲酸的合成研究中报道了将2,4-二硝基甲苯中加入一定量水，升到一定温度分批加入高锰酸钾、适量硫酸镁和相转移催化剂，加料完毕后恒温搅拌若干小时合成2,4-二硝基苯甲酸的方法。

(3)佳木斯医药公司的张跃东等在2,4-二氟苯甲酸的制备一文中报道了在2,4-二硝基甲苯、重铬酸钠中加入水和98％浓硫酸，室温下回流反应2～3h合成2,4-二硝基苯甲酸的方法。

(4)佳木斯大学化学与药学院的周淑晶等在2,4-二氟苯甲酸合成的改进一文中报道了将2,4-二硝基甲苯、吡啶和水加热到78～83℃，分批加入高锰酸钾，约6～7h加完之后继续反应l.5～2h合成2,4-二硝基苯甲酸的方法。

上述研究都是以甲苯或2,4-二硝基甲苯为原料合成2,4-二硝基苯甲酸的。存在的问题主要有：

①2,4-二硝基甲苯是由甲苯经硝化而得，该硝化过程的加料温度与反应温度均较高；硝化甲苯所得产物为多种二硝基甲苯的混合物，需要多次精制才能得到纯品，分离工艺复杂，且副产物对环境影响严重；

②2,4-二硝基甲苯氧化生成2,4-二硝基苯甲酸的过程，反应温度较高。上述工艺的缺陷，特别是第一步反应存在的产物不易纯化的问题，使2,4-二硝基苯甲酸的制造成本较高，影响了其应用拓展。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中的不足，提供一种合成2,4-二硝基苯甲酸的方法。

为实现上述目的，本发明提供了一种合成2,4-二硝基苯甲酸的方法，包括以下步骤：

(1)联苄分1～3次加入到10～15倍量质量分数为98％的发烟硝酸中，在18～35℃下搅拌反应2～5h；

(2)将(1)所得反应混合液倒入冰水中，析出淡黄色固体；

(3)将(2)析出的固体滤出，经水洗、苯和甲苯混合液中重结晶、干燥4h得四硝基联苄；

(4)将四硝基联苄与氧化剂、催化剂一起加到有机溶剂中，18～35℃下搅拌反应2～6h；

(5)将(4)所得反应混合液减压过滤，并将滤饼加入到质量分数为5％NaOH水溶液中，搅拌后减压过滤除去残渣；

(6)将(5)所得滤液用萃取剂萃取，将萃余液酸化，析出淡黄色固体；

(7)将(6)所得固体滤出，经水中重结晶、减压过滤、干燥4h得2,4-二硝基苯甲酸纯品。

进一步，步骤(4)中氧化剂为高锰酸钾，氧化剂与四硝基联苄的质量比为1～4:1。

进一步，氧化剂与四硝基联苄的质量比为2～3:1。

进一步，步骤(4)中催化剂为冠醚，催化剂与四硝基联苄的摩尔比为0.05～0.4:1。

进一步，催化剂与四硝基联苄的摩尔比为0.1～0.3:1。

进一步，冠醚为18-冠醚-6、二环己基-18-冠醚-6或者二苯并-18-冠醚-6。

进一步，步骤(4)中有机溶剂为苯和氯苯，有机溶剂与四硝基联苄的比例为10～40mL:1g。

进一步，有机溶剂与四硝基联苄的比例为15～25mL:1g。