2-硝基-4-三氟甲基苯甲酸及其异构体的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种2‑硝基‑4‑三氟甲基苯甲酸及其异构体的制备方法，属于有机合成技术领域。本发明专利技术要解决的是本发明专利技术所要解决的是现有技术生产2‑硝基‑4‑三氟甲基苯甲酸及其异构体原料昂贵，收率偏低的问题。本发明专利技术为解决上述技术问题提供了一种2‑硝基‑4‑三氟甲基苯甲酸及其异构体的制备方法，该方法包括以下步骤：以4‑三氟甲基苯甲腈原料，在硝化剂作用下，一步反应得到2‑硝基‑4‑三氟甲基苯甲酸和3‑硝基‑4‑三氟甲基苯甲酸。本发明专利技术方法仅需一步反应，即能得到2‑硝基‑4‑三氟甲基苯甲酸及其异构体，操作简便，反应步骤短，且收率高，适于工业化生产。

Preparation of 2- nitro -4- three fluoromethyl benzoic acid and its isomers

The invention discloses a preparation method of 2_nitro_4_trifluoromethyl benzoic acid and its isomers, belonging to the technical field of organic synthesis. The invention aims to solve the problems of high raw materials and low yield of 2_nitro_4_trifluoromethyl benzoic acid and its isomers produced by the existing technology. The invention provides a preparation method of 2_nitro_4_trifluoromethyl benzoic acid and its isomers for solving the above technical problems. The method comprises the following steps: 2_nitro_4_trifluoromethyl benzoic acid and 3_nitro_4_trifluoromethyl benzoic acid are prepared by one-step reaction with 4_trifluoromethyl benzonitrile as raw material and with nitrating agent. Benzoic acid. The method of the present invention can obtain 2_nitro_4_trifluoromethyl benzoic acid and its isomers in only one step. The operation is simple, the reaction step is short, and the yield is high, so it is suitable for industrial production.

【技术实现步骤摘要】
2-硝基-4-三氟甲基苯甲酸及其异构体的制备方法
本专利技术属于有机合成
，涉及一种2-硝基-4-三氟甲基苯甲酸及其异构体的制备方法。
技术介绍
2-硝基-4-三氟甲基苯甲酸是重要的是医药和农药中间体，其异构体4-三氟甲基-3-硝基苯甲酸也有潜在的类似价值。US4845279公开了一种制备4-三氟甲基-2-硝基苯甲酸及其异构体4-三氟甲基-3-硝基苯甲酸的方法。该方法以4-三氟甲基-苯甲酰卤或4-三氟甲基-三卤甲苯为原料，通过硝化剂硝化起始原料，同时将甲酰卤基或三卤甲基水解为羧基，制备得到4-三氟甲基-2-硝基苯甲酸及其异构体4-三氟甲基-3-硝基苯甲酸。该方法原料价格昂贵，并且仅能使4-三氟甲基-2-硝基苯甲酸和4-三氟甲基-3-硝基苯甲酸的总收率达到70～76％，收率并不能让人满意。
技术实现思路
本专利技术所要解决的是现有技术生产2-硝基-4-三氟甲基苯甲酸及其异构体原料昂贵，收率偏低的问题。本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案是提供了一种2-硝基-4-三氟甲基苯甲酸及其异构体的制备方法，该方法包括以下步骤：以4-三氟甲基苯甲腈原料，在硝化剂作用下，一步反应得到2-硝基-4-三氟甲基苯甲酸和3-硝基-4-三氟甲基苯甲酸。其中，上述所述的2-硝基-4-三氟甲基苯甲酸及其异构体的制备方法中，操作步骤为：将硝化剂滴加入4-三氟甲基苯甲腈中，滴毕反应1～12h，经后处理，得到2-硝基-4-三氟甲基苯甲酸和3-硝基-4-三氟甲基苯甲酸。其中，上述所述的2-硝基-4-三氟甲基苯甲酸及其异构体的制备方法中，所述硝化剂中含有硝酸组分；优选的，硝酸为浓硝酸或发烟硝酸。进一步的，上述所述的2-硝基-4-三氟甲基苯甲酸及其异构体的制备方法中，所述硝化剂中还含有硫酸组分；优选的，硫酸为浓硫酸或发烟硫酸。其中，上述所述的2-硝基-4-三氟甲基苯甲酸及其异构体的制备方法中，所述硝化剂中硝酸与4-三氟甲基苯甲腈的摩尔比为0.9～5：1。优选的，上述所述的2-硝基-4-三氟甲基苯甲酸及其异构体的制备方法中，所述硝化剂中硝酸与4-三氟甲基苯甲腈的摩尔比为0.9～2.5：1。其中，上述所述的2-硝基-4-三氟甲基苯甲酸及其异构体的制备方法中，所述反应的温度为10～150℃。优选的，上述所述的2-硝基-4-三氟甲基苯甲酸及其异构体的制备方法中，所述反应的温度为40～100℃。更优选的，上述所述的2-硝基-4-三氟甲基苯甲酸及其异构体的制备方法中，所述反应的温度为60～70℃。最优选的，上述所述的2-硝基-4-三氟甲基苯甲酸及其异构体的制备方法中，所述反应的温度为70℃。优选的，上述所述的2-硝基-4-三氟甲基苯甲酸及其异构体的制备方法中，所述反应的时间为3～7h。上述所述的2-硝基-4-三氟甲基苯甲酸及其异构体的制备方法中，反应在无溶剂条件下或卤代烃溶剂中进行；优选的，卤代烃溶剂为二氯甲烷或1，2-二氯乙烷。其中，上述所述的2-硝基-4-三氟甲基苯甲酸及其异构体的制备方法中，所述有机溶剂与4-三氟甲基苯甲腈的体积质量比为2～10mL：1g。本专利技术的有益效果是：本专利技术方法以4-三氟甲基苯甲腈原料，在硝化剂作用下，仅需一步反应，即能得到2-硝基-4-三氟甲基苯甲酸及其异构体；本专利技术方法原料廉价，操作简便，反应步骤短，且收率高，适于工业化生产。具体实施方式具体的，2-硝基-4-三氟甲基苯甲酸及其异构体的制备方法，该方法包括：以4-三氟甲基苯甲腈原料，在硝化剂作用下，一步反应得到2-硝基-4-三氟甲基苯甲酸和3-硝基-4-三氟甲基苯甲酸。本专利技术的反应式如下：本专利技术以4-三氟甲基苯甲腈为原料，由于存在反应选择性问题，氰基在酸性条件水解为羧基通常是较为困难的，即在一般情况下得到酰胺和羧酸的混合物，而想要提高生成羧酸的选择性，则需较苛刻的水解条件，如高浓度强酸或高温。试验发现，如果将4-三氟甲基苯甲腈与浓硫酸在较为温和的反应条件下(如70℃)进行反应，仅能得到4-三氟甲基苯甲酰胺，无法得到4-三氟甲基苯甲酸；因此采用先水解、再硝化的方式，难以在温和的反应条件下得到2-硝基-4-三氟甲基苯甲酸及其异构体。后来通过大量的实验研究，专利技术人创造性地将4-三氟甲基苯甲腈和硝化剂直接进行反应，却能一步得到2-硝基-4-三氟甲基苯甲酸及其异构体；并且，通过工艺优化，4-三氟甲基-2-硝基苯甲酸和4-三氟甲基-3-硝基苯甲酸的总收率可达90％以上。本专利技术制备2-硝基-4-三氟甲基苯甲酸及其异构体的操作步骤为：将硝化剂滴加入4-三氟甲基苯甲腈中，滴毕反应1～12h，经后处理，得到2-硝基-4-三氟甲基苯甲酸和3-硝基-4-三氟甲基苯甲酸；在优化的条件下，后处理可直接采用萃取，即可得到高纯度的2-硝基-4-三氟甲基苯甲酸及其异构体。本专利技术所使用的硝化剂可采用本领域常用硝化剂，所述硝化剂中含有硝酸组分；硝酸优选为浓硝酸或发烟硝酸中的至少一种；硝化剂中还可以含有硫酸组分；硫酸优选为浓硫酸或发烟硫酸中的至少一种；所述硝化剂中硝酸与4-三氟甲基苯甲腈的摩尔比为0.9～5：1；优选的，所述硝化剂中硝酸与4-三氟甲基苯甲腈的摩尔比为0.9～2.5：1。采用4-三氟甲基苯甲腈和硝化剂直接进行反应，反应温度可以为10～150℃；优选的，所述反应温度为40～100℃；更优选的，所述反应温度为60～70℃；最优选的，所述反应温度为70℃。本专利技术方法制备2-硝基-4-三氟甲基苯甲酸及其异构体时，优选反应时间为3～7h。本专利技术方法中，反应可在无溶剂条件下进行，还可以在卤代烃溶剂中进行，将4-三氟甲基苯甲腈加入卤代烃溶剂中，再滴加硝化剂；优选的，所述卤代烃溶剂为二氯甲烷或1，2-二氯乙烷；所述卤代烃溶剂与4-三氟甲基苯甲腈的体积质量比为2～10mL：1g。本专利技术方法能够以高收率制备得到2-硝基-4-三氟甲基苯甲酸及其异构体(3-硝基-4-三氟甲基苯甲酸)的混合物，两者沸点和酸碱性存在较大差异，需要时，可利用此性质分离两个化合物，如采用精馏。优选的，2-硝基-4-三氟甲基苯甲酸及其异构体的制备方法，包括以下步骤：将硝化剂滴加入4-三氟甲基苯甲腈中，滴毕，70℃反应3～7h，经后处理，得到2-硝基-4-三氟甲基苯甲酸和3-硝基-4-三氟甲基苯甲酸；所述硝化剂与4-三氟甲基苯甲腈的摩尔比为0.9～2.5：1；在优化的条件下，后处理可直接采用萃取，即可得到高纯度的2-硝基-4-三氟甲基苯甲酸及其异构体。下面通过试验例和实施例对本专利技术作进一步详细说明，但并不因此将本专利技术保护范围限制在所述的实施例范围之中。本专利技术实施例中硝化剂为发烟硝酸与浓硫酸的混酸，其具体配制方法如下：向单口瓶中加入60g浓硫酸(98％)，冰浴下搅拌，再慢慢滴加20g发烟硝酸(95％)，混合均匀即得，混酸的密度为1.7g/mL。试验例向三口瓶中加入5g4-三氟甲基苯甲腈，再滴加入10mL浓硫酸，升温至70℃反应7h，结束反应。加入30mL水和30mL乙酸乙酯，分液，取有机层，水层用30mL乙酸乙酯萃取一次，合并有机相，无水硫酸钠干燥，旋蒸，得5g4-三氟甲基苯甲酰胺，产率90％。实施例1向三口瓶中加入5g4-三氟甲基苯甲腈，30mL二氯甲烷，再滴加入10mL硝化剂，升温至40℃，磁力搅拌7h，结束反应；加入30mL水，分液，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.2‑硝基‑4‑三氟甲基苯甲酸及其异构体的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：以4‑三氟甲基苯甲腈原料，在硝化剂作用下，一步反应得到2‑硝基‑4‑三氟甲基苯甲酸和3‑硝基‑4‑三氟甲基苯甲酸。

【技术特征摘要】
1.2-硝基-4-三氟甲基苯甲酸及其异构体的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：以4-三氟甲基苯甲腈原料，在硝化剂作用下，一步反应得到2-硝基-4-三氟甲基苯甲酸和3-硝基-4-三氟甲基苯甲酸。2.根据权利要求1所述的2-硝基-4-三氟甲基苯甲酸及其异构体的制备方法，其特征在于：操作步骤为：将硝化剂滴加入4-三氟甲基苯甲腈中，滴毕反应1～12h，经后处理，得到2-硝基-4-三氟甲基苯甲酸和3-硝基-4-三氟甲基苯甲酸。3.根据权利要求1或2所述的2-硝基-4-三氟甲基苯甲酸及其异构体的制备方法，其特征在于：所述硝化剂中含有硝酸组分。4.根据权利要求3所述的2-硝基-4-三氟甲基苯甲酸及其异构体的制备方法，其特征在于：所述硝化剂中还含有硫酸组分。5.根据权利要求3或4所述的2-硝基-4-三氟甲基苯甲酸及其异构体的制备方法，其特征在于：所述硝化剂中硝酸与4-三氟甲基...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁维平，曾伟，徐勇，姚中伟，左翔，程柯，
申请(专利权)人：利尔化学股份有限公司，广安利尔化学有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51