一种3，4‑双硝基邻苯二甲酰亚胺的合成方法技术

本发明专利技术提供一种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。本发明专利技术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。

A 3, 4 synthetic methods dinitro phthalate two phthalimide

The invention provides a synthetic method of 3, 4 dinitro phthalate two phthalimide, which comprises the following steps: two a phthalic imide and P2O5 adding solvent concentrated sulfuric acid, 0 degrees in the ice bath adding nitrification reagent, and the control of temperature at 10 DEG C, adding after the completion of to room temperature, stirring for 2 10 hours after stopping the reaction the reaction liquid added to the water to get washed precipitates, the residue obtained after filtration of precipitates with water wash, and then recrystallized with ethanol was 3, 4 dinitro phthalate two phthalimide. The raw materials and reagents used in the invention are cheap, easy to get, low in cost, mild in reaction conditions, and simple in post-processing operation, which is conducive to large-scale industrial production of products.

【技术实现步骤摘要】
一种3，4-双硝基邻苯二甲酰亚胺的合成方法
本专利技术涉及一种3，4-双硝基邻苯二甲酰亚胺的合成方法。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术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，本专利技术的技术方案是：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，本专利技术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，本专利技术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，本专利技术所述硝化试剂由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，本专利技术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，本专利技术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，本专利技术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，本专利技术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，本专利技术所述硝化试剂的滴加速度为2秒/滴。优选地，本专利技术所述搅拌反应的时间为6小时。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：1)本专利技术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：本专利技术选择了合适的原料摩尔比、催化剂用量、溶剂用量和反应时间，得到的邻苯二甲酰亚胺的二硝化产物收率可达65.5％以上，目前邻苯二甲酰亚胺单硝化产物的产率一般可达80％，但由于硝基为惰性基团，对苯环有钝化作用，再引入一个硝基到苯环上会降低产率，因此本专利技术能达到的产率是比较理想的产率。2)本专利技术所用原料及试剂均廉价易得，因此成本较低，而且反应的条件比较温和，后处理操作比较简单，有利于产品的大规模工业化生产。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本专利技术的不当限定，在附图中：附图1是实施例1所述3，4-双硝基邻苯二甲酰亚胺的1H-NMR谱图。附图2是实施例1所述3，4-双硝基邻苯二甲酰亚胺的FTIR谱图。具体实施方式下面将结合具体实施例来详细说明本专利技术，在此本专利技术的示意性实施例以及说明用来解释本专利技术，但并不作为对本专利技术的限定。其中，实施例1-6中的浓H2SO4质量分数均为98％，浓HNO3的质量分数均为65％。实施例1在500mL三口烧瓶中加入邻苯二甲酰亚胺29.4g，浓H2SO4100mL和五氧化二磷52.8g，冰水浴冷却至0℃，以2秒/滴的速度缓慢滴加入硝化试剂(浓HNO328mL和浓H2SO411mL的混合溶液)，同时控制温度在10℃以下，滴加完成后升温至室温，搅拌反应4h，停止反应后将得到的反应液加入水中缓慢倒入100-200mL水中进行水洗，析出黄色固体，将黄色固体抽滤后得到的滤渣用水泡洗，然后用乙醇重结晶得到浅黄色晶体3，4-双硝基邻苯二甲酰亚胺12.8g，产率为43.4％，熔点为242-243℃。对产物进行结构分析，产物的1H-NMR谱图如附图1所示，产物的FTIR谱图见附图2所示。实施例2在500mL三口烧瓶中加入邻苯二甲酰亚胺29.4g，浓H2SO4100mL和五氧化二磷52.8g，冰水浴冷却至0℃，以2秒/滴的速度缓慢滴加入硝化试剂(浓HNO334mL和浓H2SO411mL的混合溶液)，同时控制温度在10℃以下，滴加完成后升温至室温，搅拌反应8h，停止反应后将得到的反应液加入水中缓慢倒入100-200mL水中进行水洗，析出黄色固体，将黄色固体抽滤后得到的滤渣用水泡洗，然后用乙醇重结晶得到浅黄色晶体3，4-双硝基邻苯二甲酰亚胺15.7g，产率为53.2％，熔点为242-243℃。实施例3在500mL三口烧瓶中加入邻苯二甲酰亚胺29.4g，浓H2SO4150mL和五氧化二磷66.0g，冰水浴冷却至0℃，以2秒/滴的速度缓慢滴加入硝化试剂(浓HNO334mL和浓H2SO411mL的混合溶液)，同时控制温度在10℃以下，滴加完成后升温至室温，搅拌反应10h，停止反应后将得到的反应液加入水中缓慢倒入100-200mL水中进行水洗，析出黄色固体，将黄色固体抽滤后得到的滤渣用水泡洗，然后用乙醇重结晶得到浅黄色晶体3，4-双硝基邻苯二甲酰亚胺17.3g，产率为58.4％，熔点为242-243℃。实施例4在500mL三口烧瓶中加入邻苯二甲酰亚胺29.4g，浓H2SO4150mL和五氧化二磷66.0g，冰水浴冷却至0℃，以2秒/滴的速度缓慢滴加入硝化试剂(浓HNO339mL和浓H2SO411mL的混合溶液)，同时控制温度在10℃以下，滴加完成后升温至室温，搅拌反应6h，停止反应后将得到的反应液加入水中缓慢倒入100-200mL水中进行水洗，析出黄色固体，将黄色固体抽滤后得到的滤渣用水泡洗，然后用乙醇重结晶得到浅黄色晶体3，4-双硝基邻苯二甲酰亚胺19.4g，产率为65.5％，熔点为242-243℃。实施例5在500mL三口烧瓶中加入邻苯二甲酰亚胺29.4g，浓H2SO4200mL和五氧化二磷79.2g，冰水浴冷却至0℃，以2秒/滴的速度缓慢滴加入硝化试剂(浓HNO339mL和浓H2SO411mL的混合溶液)，同时控制温度在10℃以下，滴加完成后升温至室温，搅拌反应10h，停止反应后将得到的反应液加入水中缓慢倒入100-200mL水中进行水洗，析出黄色固体，将黄色固体抽滤后得到的滤渣用水泡洗，然后用乙醇重结晶得到浅黄色晶体3，4-双硝基邻苯二甲酰亚胺18.3g，产率为62.0％，熔点为242-243℃。实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种3，4‑双硝基邻苯二甲酰亚胺的合成方法，其特征在于：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。

【技术特征摘要】
1.一种3，4-双硝基邻苯二甲酰亚胺的合成方法，其特征在于：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。2.根据权利要求1所述的一种3，4-双硝基邻苯二甲酰亚胺的合成方法，其特征在于：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。3.根据权利要求2所述的一种3，4-双硝基邻苯二甲酰亚胺的合成方法，其特征在于：所述邻苯二甲酰亚胺与溶剂浓硫酸的质量比为8.2:1。4.根据权利要求3所述的一种3，4-双硝基邻苯二甲酰亚胺的合成方法，其特征在于：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、...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵娟，
申请(专利权)人：五邑大学，
类型：发明
国别省市：广东,44