[发明专利]5-氯-4-甲基-2-硝基苯甲酸的制备方法及其用途

说明书

本发明属于有机合成领域，具体涉及5‑氯‑4‑甲基‑2‑硝基苯甲酸的制备方法及其用途。本发明要解决的技术问题是生产成本高、不易运储、收率偏低三废量较多、反应处理过程比较繁琐等缺陷，不利于大规模工业化制造。发明解决上述技术问题的方案是提供一种5‑氯‑4‑甲基‑2‑硝基苯甲酸的制备方法，包括以下步骤：以浓硫酸作为溶剂，路易斯酸作为催化剂，将4‑甲基苯甲酸与氯气反应，得到3‑氯‑4‑甲基苯甲酸；然后直接加入硝化试剂，反应得到5‑氯‑4‑甲基‑2‑硝基苯甲酸。本发明提供的方法，大大简化了反应步骤，避免过多的原辅料的使用，反应更加温和，且提高了反应的选择性，减少了后处理后的废水与废渣的排放量，该工艺方法较其它工艺更加绿色安全，综合成本更低。

技术领域

本发明属于有机合成领域，具体涉及5-氯-4-甲基-2-硝基苯甲酸的制备方法及其用途。

背景技术

5-氯-4-甲基-2-硝基苯甲酸酯的用途已被专利CN102149684所报道，其合成方法也被专利CN103917515所报道。

CN103917515所述方法是用4-甲基苯甲酰氯为原料出发，经过三氯化铁与氯气催化氯化制备3-氯-4甲基苯甲酰氯，再与异丙醇反应制备目标物。该方法的原材料4-甲基苯甲酰氯价格较高(每吨对甲基苯甲酰氯的价格约是4-甲基苯甲酸的1.4～1.5倍)且不易运储，氯化反应和硝化反应选择性不高，影响最终产品收率，综合来看，物料的单耗均较高；另外该方法使用浓硫酸与浓硝酸进行硝化反应，控制条件较为苛刻，安全性较差。因为副反应较多、收率不高，也必然导致反应处理过程比较繁琐以及三废量大等问题。因此，亟需发明更适宜工业化的路线进行5-氯-4-甲基-2-硝基苯甲酸酯的合成。

发明内容

本发明要解决的技术问题是生产成本高、不易运储、收率偏低、反应处理过程比较繁琐等缺陷，提供更为适合大规模工业化制造的方法。

发明解决上述技术问题的方案是提供一种5-氯-4-甲基-2-硝基苯甲酸的制备方法，包括以下步骤：以浓硫酸作为溶剂，路易斯酸作为催化剂，将4-甲基苯甲酸与氯气反应，得到3-氯-4-甲基苯甲酸；然后加入硝化试剂，反应得到5-氯-4-甲基-2-硝基苯甲酸。

然后将上述反应得到的5-氯-4-甲基-2-硝基苯甲酸制备成5-氯-4-甲基-2-硝基苯甲酰氯，与相应的醇(甲醇、乙醇、异丙醇等)反应得到对应的5-氯-4-甲基-2-硝基苯甲酸酯。该合成5-氯-4-甲基-2-硝基苯甲酸酯的方法尚未被其他文献所报道。

上述5-氯-4-甲基-2-硝基苯甲酸的制备方法的具体操作步骤为：

a、将4-甲基苯甲酸和路易斯酸溶于浓硫酸中，然后向其中通入氯气，反应至反应液中4-甲基苯甲酸的含量低于1％时停止反应，得到3-氯-4-甲基苯甲酸；

b、然后加入硝化试剂反应5～6小时，结束反应后，加入水，结晶，过滤，得到5-氯-4-甲基-2-硝基苯甲酸。

上述5-氯-4-甲基-2-硝基苯甲酸的制备方法中，步骤a)所述的路易斯酸为氯化铝、氯化铁、五氯化铌或镧系元素的三氟甲磺酸盐中的任意一种。

上述5-氯-4-甲基-2-硝基苯甲酸的制备方法中，步骤a)所述路易斯酸与4-甲基苯甲酸的摩尔比为1:10～100。

上述5-氯-4-甲基-2-硝基苯甲酸的制备方法中，步骤a)所述浓硫酸与4-甲基苯甲酸的质量比为3～10︰1。优选的，所述浓硫酸与4-甲基苯甲酸的质量比为4.5～5︰1。

上述5-氯-4-甲基-2-硝基苯甲酸的制备方法中，步骤a)所述通入氯气时的温度为50℃～100℃。优选的，所述通入氯气时的温度为70℃～80℃。

上述5-氯-4-甲基-2-硝基苯甲酸的制备方法中，步骤a)所述通入氯气的速率为60～80mL/min。在实际放大生产中，可根据浓硫酸与4-甲基苯甲酸的量来调整氯气的速率。