[发明专利]一种3，4-双硝基邻苯二甲酰亚胺的合成方法

说明书

本发明提供一种3，4‑双硝基邻苯二甲酰亚胺的合成方法，包括以下步骤：将邻苯二甲酰亚胺与五氧化二磷加入溶剂浓硫酸中，在0℃的冰浴下滴加硝化试剂，同时控制温度在10℃以下，滴加完成后升温至室温，搅拌反应2‑10小时，停止反应后将得到的反应液加入水中进行水洗得到析出物，将析出物抽滤后得到的滤渣用水泡洗，然后用乙醇重结晶得到3，4‑双硝基邻苯二甲酰亚胺。本发明所用原料及试剂廉价易得，成本较低，而且反应条件温和，后处理操作简单，利于产品的大规模工业化生产。

技术领域

本发明涉及一种3，4-双硝基邻苯二甲酰亚胺的合成方法。

背景技术

硝基取代邻苯二甲酰亚胺是一种重要的药物中间体和染料中间体，主要通过邻苯二甲酰亚胺发生硝化反应进行合成。根据国内外报道，邻苯二甲酰亚胺及其衍生物的硝化方法主要有两种：一种是用浓硫酸和硝酸胺作为硝化试剂进行硝化反应，反应产率不到60％；一种是用浓硫酸和浓硝酸作为硝化试剂，反应产率超过80％。目前有关邻苯二甲酰亚胺及其衍生物硝化方法的报道大多集中在邻苯二甲酰亚胺及其衍生物的单硝基取代反应方面，对于邻苯二甲酰亚胺及其衍生物的二硝基取代产物的合成方法则基本没有涉及。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种3，4-双硝基邻苯二甲酰亚胺的合成方法，所用原料及试剂廉价易得，成本较低，而且反应条件温和，后处理操作简单，利于产品的大规模工业化生产。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种3，4-双硝基邻苯二甲酰亚胺的合成方法，包括以下步骤：

将邻苯二甲酰亚胺与五氧化二磷加入溶剂浓硫酸中，在0℃的冰浴下滴加硝化试剂，同时控制温度在10℃以下，滴加完成后升温至室温，搅拌反应2-10小时，停止反应后将得到的反应液加入水中进行水洗得到析出物，将析出物抽滤后得到的滤渣用水泡洗，然后用乙醇重结晶得到3，4-双硝基邻苯二甲酰亚胺。

优选地，本发明所述溶剂浓硫酸的质量分数为98％，且邻苯二甲酰亚胺与溶剂浓硫酸的质量比为(2.7-13.7):1。

优选地，本发明所述邻苯二甲酰亚胺与溶剂浓硫酸的质量比为8.2:1。硝化试剂滴加入反应体系中会发生放热反应，溶剂用量太少的话放热会比较严重，导致难控温，而溶剂用量太多的话会增加成本，因此综合考虑，最佳溶剂用量为浓硫酸与邻苯二甲酰亚胺的质量比为8.2:1。

优选地，本发明所述硝化试剂由65％质量分数的浓硝酸和98％质量分数的浓硫酸混合而成，且硝化试剂中的浓硝酸、浓硫酸与邻苯二甲酰亚胺的摩尔比为(2-3.2):1:1。

优选地，本发明所述硝化试剂中的浓硝酸、浓硫酸与邻苯二甲酰亚胺的摩尔比为2.8:1:1。

优选地，本发明所述五氧化二磷与邻苯二甲酰亚胺的摩尔比为(0-3):1。

优选地，本发明所述五氧化二磷与邻苯二甲酰亚胺的摩尔比为2.5:1。五氧化二磷作为催化剂可吸收反应中生成的副产物水，促进反应向正反应方向进行，从而提高硝化反应产率。理论上五氧化二磷的合适摩尔量为邻苯二甲酰亚胺摩尔量的2倍，但由于溶剂及环境中水分的影响，其最佳用量大于理论用量，因此综合成本考虑，最佳用量为邻苯二甲酰亚胺摩尔量的2.5倍。

优选地，本发明所述水洗时水的体积与溶剂浓硫酸的体积比为(1-2):1。

优选地，本发明所述硝化试剂的滴加速度为2秒/滴。

优选地，本发明所述搅拌反应的时间为6小时。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1)本发明以邻苯二甲酰亚胺为起始原料，以浓硫酸和浓硝酸的混合溶液为硝化试剂，在五氧化二磷的催化作用下冰浴合成3，4-双硝基邻苯二甲酰亚胺，反应原理为：