一种4-硝基吲哚的合成方法技术

本发明专利技术公开了一种4-硝基吲哚的合成方法，属于化学合成领域，以2-甲基-3-硝基苯胺与原甲酸三乙酯在100℃及苯甲酸催化下，反应1.5-2h生成N-(2-甲基-3-硝基苯基)乙氧基甲亚胺，N-(2-甲基-3-硝基苯基)乙氧基甲亚胺与乙醇钠及草酸二乙酯在40℃反应1.5h，生成4-硝基吲哚粗品，4-硝基吲哚粗品经过重结晶和升华反应后得到4-硝基吲哚。本发明专利技术方法在现有技术的基础上对工艺参数逐一优化，提高反应的总收率，减少反应时间，提高合成经济效益。

【技术实现步骤摘要】

：本专利技术涉及一种4-硝基吲哚的合成方法，属于化学合成领域。
技术介绍
：4-硝基吲哚是制取其他简单4-取代吲哚的重要中间体，也是合成染料和药物的重要原料。关于4-硝基吲哚的合成方法国内相关文献报道较少，国外研究比较多：如通过2-甲基-3-硝基苯胺关环合成4-硝基吲哚、通过间硝基苯腙环化后水解制取4-硝基吲哚、通过间二硝基苯衍生物制取4-硝基吲哚、通过4-硝基吲哚啉制取4-硝基吲哚等。但是上述合成4-硝基吲哚的方法中具有价值的是以2-甲基-3-硝基苯胺为起始原料在二烷基草酸盐的促进下通过碱诱导制取4-硝基吲哚，其他几种方法有的原料昂贵，有的要求的工艺条件较高，有的反应副产物较多，不易分离。中国专利技术专利CN201310238174.7公开了一篇名为《一种重要医药化工中间体4-硝基吲哚的合成工艺》，其内容为：2-甲基-3-硝基苯胺与原甲酸三乙酯对甲苯磺酸催化下，反应生成N-(2-甲基-3-硝基苯基)乙氧基甲亚胺。N-(2-甲基-3-硝基苯基)乙氧基甲亚胺与乙醇钾及草酸二乙酯反应，生成4-硝基吲哚。重结晶，然后真空升华，得到浅黄色产品，即为4-硝基吲哚，总收率在35％左右，该专利技术在何光洪上述文献基础上限制了n(2-甲基3-硝基苯胺)∶n(原甲酸三乙酯)＝1∶1.1-1.3；n(N-(2-甲基-3-硝基苯基)乙氧基甲亚胺)∶n(乙醇钾与草酸二乙酯)＝1∶1.1-1.5；以及其他的一些反应条件，其收率仍然由于重结晶及生化收率低二导致最终总收率低。何光洪在《科学技术与工程》期刊第2009年1月份第9卷第2期公开了一篇名为《4-硝基吲哚的合成研究》2-甲基-3-硝基苯胺与原甲酸三乙酯(n(2-甲基3-硝基苯胺)∶n(原甲酸三乙酯)＝1∶1.2)在120℃及对甲苯磺酸催化下，反应3.0h生成N-(2-甲基-3-硝基苯基)乙氧基甲亚胺，收率82.58％。N-(2-甲基-3-硝基苯基)乙氧基甲亚胺与乙醇钾及草酸二乙酯(n(N-(2-甲基-3-硝基苯基)乙氧基甲亚胺)∶n(乙醇钾与草酸二乙酯)＝1∶1.15)在35℃反应2.5h，生成4-硝基吲哚，粗产品收率98.8％。水-乙醇重结晶，重结晶收率55.1％，然后真空升华，得到浅黄色产品，升华收率63％。反应总收率30％以上，产品经红外确认。该合成方法N-(2-甲基-3-硝基苯基)乙氧基甲亚胺及4-硝基吲哚粗产品收率均较高，但是重结晶及真空生化收率较低，直接导致最终4-硝基吲哚收率低，影响了经济效益，该合成方法是本专利技术的最接近现有技术，其合成路线为其中，N-(2-甲基-3-硝基苯基)乙氧基甲亚胺与草酸二乙酯及乙醇钾反应生成4-硝基吲哚的反应历程如下：在现有技术的基础上，通过改善工艺方法和参数，提高收率，具有重要意义。
技术实现思路
：本专利技术所解决的技术问题：在现有技术的基础上对工艺参数逐一优化，提高反应的总收率，减少反应时间，提高合成经济效益。本专利技术提供如下技术方案：一种4-硝基吲哚的合成方法，将2-甲基-3-硝基苯胺与原甲酸三乙酯在催化作用下，反应生成N-(2-甲基-3-硝基苯基)乙氧基甲亚胺，将N-(2-甲基-3-硝基苯基)乙氧基甲亚胺与乙醇盐及草酸二乙酯反应生成4-硝基吲哚粗品，4-硝基吲哚粗品经过重结晶及真空升华，得到4-硝基吲哚，其中：将2-甲基-3-硝基苯胺与原甲酸三乙酯在苯甲酸催化作用下，反应生成N-(2-甲基-3-硝基苯基)乙氧基甲亚胺；2-甲基-3-硝基苯胺与原甲酸三乙酯的摩尔质量比为0.9-1：1；N-(2-甲基-3-硝基苯基)乙氧基甲亚胺与乙醇钠及草酸二乙酯反应生成4-硝基吲哚粗品；乙醇钠及草酸二乙酯的摩尔比为n(乙醇钠):n(草酸二乙酯)＝1.1-1.2：1；2-甲基-3-硝基苯基)乙氧基甲亚胺与乙醇钾和草酸二乙酯的摩尔比为：n-(2-甲基-3-硝基苯基)乙氧基甲亚胺)∶n(乙醇钾与草酸二乙酯)＝1∶1.05-1.1；将4-硝基吲哚粗品经过乙二酸乙醇重结晶。优选的，所述催化剂苯甲酸的添加量为2-甲基-3硝基苯胺物质的量的5-10％。优选的，所述2-甲基-3-硝基苯胺与原甲酸三乙酯的摩尔质量比为0.9：1。优选的，所述乙醇钠及草酸二乙酯的摩尔比为n(乙醇钠):n(草酸二乙酯)＝1.1：1。优选的，所述2-甲基-3-硝基苯基)乙氧基甲亚胺与乙醇钾和草酸二乙酯的摩尔比为：n-(2-甲基-3-硝基苯基)乙氧基甲亚胺)∶n(乙醇钾与草酸二乙酯)＝1∶1.05。优选的，所述乙二酸乙醇重结晶4-硝基吲哚中，乙二酸与乙醇的重量比为1:4-5。优选的，所述乙醇为95％乙醇。苯甲酸中羧基直接与苯环碳原子相连接的最简单的芳香酸。分子式C6H5COOH。苯甲酸又称安息香酸。以游离酸、酯或其衍生物的形式广泛存在于自然界中，例如，在安息香胶内以游离酸和苄酯的形式存在；在一些植物的叶和茎皮中以游离的形式存在；在香精油中以甲酯或苄酯的形式存在；在马尿中以其衍生物马尿酸的形式存在。用于医药、染料载体、增塑剂、香料和食品防腐剂等的生产，也用于醇酸树脂涂料的性能改进；另外苯甲酸具有良好的抗真菌和消毒防腐功效，通常用作定香剂或者消毒防腐剂。本专利技术中将苯甲酸用作催化2-甲基-3-硝基苯胺与原甲酸三乙酯反应合成N-(2-甲基-3-硝基苯基)乙氧基甲亚胺，能够减少反应时间，提高收率。草酸，即乙二酸，最简单的有机二元酸之一，结构简式HOOCCOOH，易溶于乙醇，溶于水，微溶于乙醚，不溶于苯和氯仿。草酸根有很强的配合作用，当草酸与一些碱土金属元素结合时，其溶解性大大降低，如草酸钙几乎不溶于水。因此草酸的存在对必须矿质的生物有效性有很大影响；当草酸与一些过渡性金属元素结合时，由于草酸的配合作用，形成了可溶性的配合物，其溶解性大大增加。草酸工业应用中被用作络合剂，掩蔽剂、沉淀剂及还原剂，用作酚醛树脂合成的催化剂，催化反应温和，过程比较平稳，持续时间最长。草酸丙酮溶液能催化环氧树脂固化反应，缩短固化时间。也用作合成脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂的pH值调节剂。还可加入聚乙烯醇缩甲醛水溶性胶黏剂中提高干燥速度和粘接强度。亦用作脲醛树脂的固化剂、金属离子螯合剂。可用作KMnO4氧化剂制备淀粉胶黏剂的促进剂，加快氧化速度，缩短反应时间。本专利技术采用乙二酸与乙醇来重结晶4-硝基吲哚粗品，提高重结晶得率。本专利技术的合成方法过程为：将2-甲基-3硝基苯胺,原甲酸三乙酯和对苯甲酸依次加入反应器(配备有分馏回流装置和机械搅拌)中,开启搅拌,油浴缓慢加热,反应在回流状态下进行。当温度升到120℃时维持反本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种4‑硝基吲哚的合成方法，将2‑甲基‑3‑硝基苯胺与原甲酸三乙酯在催化作用下，反应生成N‑(2‑甲基‑3‑硝基苯基)乙氧基甲亚胺，将N‑(2‑甲基‑3‑硝基苯基)乙氧基甲亚胺与乙醇盐及草酸二乙酯反应生成4‑硝基吲哚粗品，4‑硝基吲哚粗品经过重结晶及真空升华，得到4‑硝基吲哚，其特征在于：将2‑甲基‑3‑硝基苯胺与原甲酸三乙酯在苯甲酸催化作用下，反应生成N‑(2‑甲基‑3‑硝基苯基)乙氧基甲亚胺；2‑甲基‑3‑硝基苯胺与原甲酸三乙酯的摩尔质量比为0.9‑1：1；N‑(2‑甲基‑3‑硝基苯基)乙氧基甲亚胺与乙醇钠及草酸二乙酯反应生成4‑硝基吲哚粗品；乙醇钠及草酸二乙酯的摩尔比为n(乙醇钠):n(草酸二乙酯)＝1.1‑1.2：1；2‑甲基‑3‑硝基苯基)乙氧基甲亚胺与乙醇钾和草酸二乙酯的摩尔比为：n‑(2‑甲基‑3‑硝基苯基)乙氧基甲亚胺)∶n(乙醇钾与草酸二乙酯)＝1∶1.05‑1.1；将4‑硝基吲哚粗品经过乙二酸乙醇重结晶。

【技术特征摘要】
1.一种4-硝基吲哚的合成方法，将2-甲基-3-硝基苯胺与原甲酸三乙
酯在催化作用下，反应生成N-(2-甲基-3-硝基苯基)乙氧基甲亚胺，将N-(2-
甲基-3-硝基苯基)乙氧基甲亚胺与乙醇盐及草酸二乙酯反应生成4-硝基吲
哚粗品，4-硝基吲哚粗品经过重结晶及真空升华，得到4-硝基吲哚，其特
征在于：
将2-甲基-3-硝基苯胺与原甲酸三乙酯在苯甲酸催化作用下，反应生成
N-(2-甲基-3-硝基苯基)乙氧基甲亚胺；
2-甲基-3-硝基苯胺与原甲酸三乙酯的摩尔质量比为0.9-1：1；
N-(2-甲基-3-硝基苯基)乙氧基甲亚胺与乙醇钠及草酸二乙酯反应生
成4-硝基吲哚粗品；
乙醇钠及草酸二乙酯的摩尔比为n(乙醇钠):n(草酸二乙酯)＝1.1-1.2：
1；
2-甲基-3-硝基苯基)乙氧基甲亚胺与乙醇钾和草酸二乙酯的摩尔比
为：n-(2-甲基-3-硝基苯基)乙氧基甲亚胺)∶n(乙醇钾与草酸二乙酯)＝1∶
1.05-1.1；
将4-硝基吲哚粗品经过乙二酸乙醇重结晶。
...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡海威，丁靓，闫永平，郑辉，严辉，
申请(专利权)人：苏州艾缇克药物化学有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32