專(zhuān)利名稱(chēng)：制備4，6-二氨基間苯二酚的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制備4，6-二氨基間苯二酚的方法，該方法包括由1，3-二氯苯經(jīng)二硝基化得到1，3′-二氯-4，6/2，4-二硝基苯混合物，接著與芐醇鈉(Sodium benzylate)反應(yīng)得到1，3-二芐氧基-4，6-二硝基苯和催化氫化。
4，6-二氨基間苯二酚是塑料的重要單體結(jié)構(gòu)單元，特別是組成聚苯并噁唑的重要單體(高分子，1981，915)。
在EP0402688中，公開(kāi)了4，6-二氨基間苯二酚的合成，該合成包括從1，3-二氯-4，6-二硝基苯經(jīng)與芐醇鈉反應(yīng)得到1，3-二芐氧基-4，6-二硝基苯和接著的催化氫化。所述方法的缺點(diǎn)是該合成要求用純的1，3-二氯-4，6-二硝基苯，其在二硝化1，3-二氯苯得到4，6/2，4-二硝基異構(gòu)體混合物后，只能通過(guò)降低產(chǎn)率的再溶解(例如用乙醇)得到。重復(fù)EP0402688中實(shí)施例1和2已表明在芐醇中于50或55℃，純1，3-二氯-4，6-二硝基苯與芐醇鈉的反應(yīng)在未知的副反應(yīng)中導(dǎo)致形成大量的苯甲醛，這降低了生成1，3-二芐氧基-4，6-二硝基苯的產(chǎn)率和質(zhì)量。另一個(gè)缺點(diǎn)是用Pd/活性炭催化劑對(duì)1，3-二芐氧基-4，6-二硝基苯進(jìn)行的間歇式多相催化氫化，在氫化間歇形成鹽酸水溶液，其使昂貴的貴金屬催化劑不能經(jīng)濟(jì)地循環(huán)。
現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，只要從1，3-二氯-4，6/2，4-二硝基苯異構(gòu)體混合物直接生產(chǎn)純1，3-二芐氧基-4，6-二硝基苯，上述混合物的得到，例如，可通過(guò)二硝基化1，3-二氯苯，在溫和條件下經(jīng)分段地，用芐氧基溫階取代氯原子，同時(shí)基本避免不希望的生成苯甲醛的副反應(yīng)；和在有機(jī)溶劑中，于高壓和高溫，1，3-二芐氧基-4，6-二硝基苯用貴金屬催化劑經(jīng)泵送催化氫化得到4，6-二氨基間苯二酚，就可以使1，3-二氯-4，6-二硝基苯在芐醇中與芐醇鈉反應(yīng)得到1，3-二芐氧基-4，6-二硝基苯并且用貴金屬催化劑催化氫化1，3-二芐氧基-4，6-二硝基苯制備4，6-二氨基間苯二酚。
本發(fā)明涉及制備4，6-二氨基間苯二酚的方法，該方法包括從1，3-二氯苯經(jīng)二硝基化得到1，3-二氯-4，6-二硝基苯，接著在芐醇中與芐醇鈉反應(yīng)得到1，3-二芐氧基-4，6-二硝基苯，接著用貴金屬催化劑催化氫化1，3-二芐氧基-4，6-二硝基苯，其特征在于a)在第一步中，于0至40℃，在含0至10wt％游離SO3的無(wú)水硫酸中，1，3-二氯苯與含硝酸硫酸，及含每摩爾硝酸0.7到1.5摩爾，優(yōu)選0.8至1.2摩爾，最優(yōu)選0.9至1.1摩爾SO3的混合酸反應(yīng)，HNO3與1，3-二氯苯的摩爾比為2至3，b)在第二步中，由a)得到的1，3-二氯-4，6/2，4-二硝基苯異構(gòu)體混合物，其以異構(gòu)體混合物總重量計(jì)含0.1至60wt％的1，3-二氯-2，4-二硝基苯，與2至5摩爾芐醇和2至5當(dāng)量強(qiáng)堿在惰性溶劑中反應(yīng)，該步驟先在-15至+15℃溫度范圍，然后在20-40℃溫度范圍內(nèi)分段進(jìn)行，和c)在第三步中，由b)得到的1，3-二芐氧基-4，6-二硝基苯在惰性有機(jī)溶劑中于H2壓力1至100巴和溫度20至100℃用貴金屬催化劑經(jīng)泵送催化/氫化，轉(zhuǎn)化成4，6-二氨基間苯二酚。
為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的方法，步驟a)中的硝化在無(wú)水硫酸中進(jìn)行，例如在100％純硫酸中或在含0至10wt％游離SO3的硫酸中進(jìn)行是必要的。另外，使用含硝酸，硫酸和每摩爾硝酸至少0.7摩爾SO3的混合酸也是必要的。優(yōu)選混合酸中含每摩爾硝酸0.8至1.2摩爾SO3，最優(yōu)選含每摩爾硝酸0.9至1.1摩爾SO3。該混合酸可以經(jīng)硝酸與發(fā)煙硫酸混合制備。混合酸中硫酸的比例可以按需要選擇；通常為1，3-二氯苯的3至10倍(wt/wt)。
每摩爾1，3-二氯苯至少以混合酸形式使用2.0摩爾硝酸，例如2至3摩爾硝酸，優(yōu)選2.1至2.5摩爾硫酸，最優(yōu)選2.15至2.30摩爾硝酸。
在本發(fā)明方法中步驟a)可以以兩種不同的途徑進(jìn)行。
途徑1先將1，3-二氯苯滴加到部分無(wú)水硫酸或含0至10wt％游離SO3的硫酸中，然后加入含硝酸，硫酸及含每摩爾硝酸至少0.7摩爾SO3的混合酸。1，3-二氯苯的加入時(shí)間為5分鐘至5小時(shí)，混合酸的加入時(shí)間為15分鐘至10小時(shí)，并且上述加入時(shí)間必需隨反應(yīng)溫度、制冷單元的效率和批容量大小而變化。優(yōu)選的1，3-二氯苯的加入時(shí)間為15至60分鐘，混合酸的優(yōu)選的加入時(shí)間為1至3小時(shí)。
途徑21，3-二氯苯和含硝酸、硫酸及含每摩爾硝酸至少0.7摩爾SO3的混合酸同時(shí)加到部分量的無(wú)水硫酸或含0至10wt％游離SO3的硫酸中。在此優(yōu)選的途徑中，同時(shí)加入的時(shí)間是15分鐘至10小時(shí)，優(yōu)選30分鐘至3小時(shí)，并且取決于反應(yīng)溫度、所用制冷單元的效果和批量的大小。在此優(yōu)選的途徑中，特別是使用含0到10wt％游離SO3的硫酸，幾乎完全避免了1，3-二氯苯磺酸的形成。
本發(fā)明方法步驟a)的溫度為0至40℃，優(yōu)選10至30℃，最優(yōu)選15至25℃。
本發(fā)明方法得到的硝基化混合物用公眾已知的方法處理，例如投入水或冰/水混合物中，過(guò)濾和水洗。
本發(fā)明方法步驟b)中，步驟a)得到的工業(yè)級(jí)1，3-二氯-4，6/2，4-二硝基苯異構(gòu)體混合物與至少二摩爾芐醇母及至少兩當(dāng)量的強(qiáng)堿在合適的惰性溶劑中反應(yīng)是必要的。以混合物總重量計(jì)，該異構(gòu)體混合物通常含0.1至60％的1，3-二氯-2，4-二硝基苯。優(yōu)選使用含5至25％的1，3-二氯-2，4-二硝基苯的混合物。特別優(yōu)選混合物含8至15％1，3-二氯-2，4-二硝基苯和85至92％的1，3-二氯-4，6-二硝基苯。
1，3-二氯-4，6/2，4-二硝基苯異構(gòu)體混合物與2至5摩爾，優(yōu)選與2至3摩爾芐醇及2至5當(dāng)量強(qiáng)堿反應(yīng)。強(qiáng)堿選自以下的一種或多種，包括堿金屬，如鋰、鈉、鉀。銣或銫，優(yōu)選鈉或鉀；堿土金屬，如鎂、鈣、鍶域鋇，優(yōu)選鎂或鈣；堿金屬氫氧化物，如氫氧化鋰、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化銣或氫氧化銫，優(yōu)選氫氧化鈉或氫氧化鉀；堿土金屬氫氧化物，如氫氧化鎂、氫氧化鈣、氫氧化鍶或氫氧化鋇，優(yōu)選氫氧化鎂或氫氧化鈣；堿金屬碳酸鹽，如碳酸鋰、碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸銣或碳酸銫，優(yōu)選碳酸鈉或碳酸鉀及堿土金屬碳酸鹽，如碳酸鎂、碳酸鈣、碳酸鍶或碳酸鋇，優(yōu)選碳酸鎂或碳酸鈣。優(yōu)選所用強(qiáng)堿選自堿金屬、堿金屬氫氧化物和堿金屬碳酸鹽，最優(yōu)選選自金屬鈉、氫氧化鈉和碳酸鈉。同樣，芐醇也可以以其醇鹽的形式使用。
溫階反應(yīng)的進(jìn)行，在第一步溫度范圍為-15℃至+15℃，優(yōu)選0至15℃，最優(yōu)選5至15℃，在反應(yīng)第二步溫度范圍為20至40℃，優(yōu)選25至35℃。
所用惰性溶劑為脂肪烴、芳烴或烷芳烴、鹵代芳烴或所述2至5摩爾以外的芐醇。這些溶劑的例子為戊烷，己烷，庚烷，辛烷，癸烷，十二烷和高級(jí)直鏈或支鏈脂肪烴和其混合物，如石油英或石油醚，苯，甲苯，乙苯，氯苯，溴苯，二氯苯，二溴苯，氯甲苯，二氯甲苯或環(huán)己烷。顯然，也可使用大多數(shù)所述溶劑的混合物。
在優(yōu)選實(shí)施方案中，芐醇同時(shí)用作反應(yīng)物和溶劑。在此情況下，以1重量份二氯二硝基苯計(jì)，芐醇的用量為3至20重量份，優(yōu)選5至15重量份。顯然，芐醇也可以與所述惰性溶劑混合使用。
由于反應(yīng)不依賴于反應(yīng)壓力，因此適于在大氣壓下進(jìn)行。如使用了低沸點(diǎn)溶劑，適于用高壓。在這種情況下，優(yōu)選使用其自身產(chǎn)生的壓力。如溫階反應(yīng)在第一和/或第二步，以恒沸溫度回流進(jìn)行則需減壓。
本發(fā)明中二氯二硝基苯和芐醇在所述堿存在下的溫階反應(yīng)，通常反應(yīng)溫度5至15℃時(shí)第一步需要的反應(yīng)時(shí)間為15分鐘至3小時(shí)，反應(yīng)溫度25至35℃時(shí)第二步，需要的反應(yīng)時(shí)間為30分鐘至6小時(shí)，并且得到超過(guò)90％的高產(chǎn)率。
反應(yīng)產(chǎn)物在反應(yīng)介質(zhì)中是難溶的，因此可以用簡(jiǎn)單過(guò)濾來(lái)分離。無(wú)機(jī)副產(chǎn)物(例如堿金屬氯化物和/或堿土金屬氯化物)可通過(guò)在水中制漿并再過(guò)濾除去。
本發(fā)明方法步驟c)的進(jìn)行，包括在有機(jī)溶劑中，于高壓和高溫用貴金屬催化劑將1，3-二芐氧基-4，6-二硝基苯泵入催化氫化轉(zhuǎn)化成4，6-二氨基間苯二酚。在該實(shí)施方案中，1，3-二芐氧基-4，6-二硝基苯在有機(jī)溶劑中的溶液或懸浮液于氫化條件下泵入氫化高壓釜，在高壓釜中在H2壓下放置有在有機(jī)溶劑中的貴金屬催化劑懸浮液或在有機(jī)溶劑中的4，6-二氨基間苯二酚。
在1，3-二芐氧基-4，6-二硝基苯催化氫化成4，6-二氨基間苯二酚過(guò)程中，在硝基還原成氨基的同時(shí)，芐基被脫除，形成羥基和甲苯。所用催化劑為載于合適載體上的鉑族金屬，如鈀、鉑、銠或釕，優(yōu)選鈀或鉑。合適的載體為活性炭、SiO2、Al2O3和其它載體。最優(yōu)選使用鈀/活性炭催化劑。以1，3-二芐氧基-4，6-二硝基苯的重量計(jì)，鉑族金屬/載體催化劑的使用量為鉑族金屬0.1至10wt％，優(yōu)選0.2至2wt％。氫化在H2壓力1至100巴，優(yōu)選5至50巴，最優(yōu)選10至30巴并且在溫度范圍20至100℃，優(yōu)選40至80℃條件下進(jìn)行。
用于氫化的液體反應(yīng)介質(zhì)可以是醇、醚、芳烴或烷芳烴、有機(jī)酸或部分它們的混合物。該液體反應(yīng)介質(zhì)的例子為甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、丁醇、異丁醇、四氫呋喃、二噁烷、苯、甲苯、二甲苯、二甲氧基乙烷、二乙氧基乙烷、1，2-二甲氧基丙烷和其它乙二醇單和二醚、乙酸、丙酸或部分它們的混合物。如使用水溶性液體反應(yīng)介質(zhì)，反應(yīng)介質(zhì)的有機(jī)部分的75wt％可用水代替。然而，在氫化反應(yīng)溫度下，液體反應(yīng)介質(zhì)應(yīng)對(duì)形成的4，6-二氨基間苯二酚應(yīng)有足夠的溶解能力，以便確保分離簡(jiǎn)單和鉑族金屬/載體催化劑的循環(huán)，例如從氫化高壓釜中壓出和過(guò)濾被溶解的4，6-二氨基間苯二酚，如用氮?dú)饨?jīng)過(guò)裝有燒結(jié)的金屬玻璃料的升液管壓出并過(guò)濾。優(yōu)選使用甲醇作液體反應(yīng)介質(zhì)。所用液體反應(yīng)介質(zhì)的總量為每重量份1，3-二芐氧基-4，6-二硝基苯2至50重量份，優(yōu)選5-25重量份。
實(shí)施本發(fā)明方法的細(xì)節(jié)如下在冷卻下，1，3-二氯苯和混合酸(HNO3和SO3(如發(fā)煙硫酸65)的等摩爾混合物)于20℃在約1小時(shí)內(nèi)同時(shí)加到部分硫酸-水合物中，其中HNO3與1，3-二氯苯的摩爾比為例如約2.2∶1。該硝基化混合物于20℃再攪拌約4小時(shí)，出料于冰/水混合物中直到最高溫度為20℃，形成的水懸浮液于20℃再攪拌1小時(shí)。分出非常容易過(guò)濾的產(chǎn)物，用水洗至無(wú)酸和適當(dāng)?shù)母稍?工業(yè)純4，6/2，4-二硝基-1，3-二氯苯混合物)。
在冷卻下，于約10℃和氮?dú)庀拢摰玫降墓I(yè)純4，6/2，4-二硝基-1，3-二氯苯混合物(90∶10)在約1/2小時(shí)內(nèi)導(dǎo)入新配制的在芐醇中的芐醇鈉溶液中，其中4，6/2，4-二硝基-1，3-二氯苯混合物與芐醇鈉的摩爾比為例如約1∶2.4。形成的1-芐氧基-3-氯-4，6/2，4-二硝基苯混合物懸浮液于10℃再攪拌約1/2小時(shí)，加熱到30℃并于30℃再攪拌約3小時(shí)直至完全轉(zhuǎn)化成二芐氧基化合物的混合物。混合物中的1，3-二芐氧基-4，6-二硝基苯用NaCL沉淀，其非常容易過(guò)濾，于30℃經(jīng)過(guò)一燒結(jié)玻璃吸濾濾器分離并將液體完全壓出。為了分離出NaCl和粘附的芐醇，產(chǎn)物在約五倍量的水中制漿，于室溫(20℃)攪拌1小時(shí)，再次過(guò)濾和水洗。
在氫化高壓釜中加入在甲醇中的Pd(5％)/活性炭催化劑懸浮液。在氫化條件下(60℃；20巴H2)，在甲醇中的5-10wt％1，3-二芐氧基-4，6-二硝基苯在30-90分鐘內(nèi)泵入，其中，1，3-二芐氧基-4，6-二硝基苯的濃度以甲醇總量計(jì)為5-7.5wt％，并且1，3-二芐氧基-4，6-二硝基苯與鈀的重量比為約85∶1。氫化吸收完成后，反應(yīng)混合物于60℃和20巴H2下再攪拌約60分鐘，停止攪拌，約75％的4，6-二氨基間苯二酚甲醇溶液被從氫化高壓釜中壓出到一個(gè)接收器中的鹽酸水溶液中，例如用氮?dú)饨?jīng)一個(gè)裝有燒結(jié)金屬玻璃料的升液管壓出。蒸出有機(jī)溶劑后，可通過(guò)蒸發(fā)形成的鹽酸水溶液分離出4，6-二氨基間苯二酚的穩(wěn)定鹽酸鹽，并且如果需要，用再溶解純化?？梢砸酝瑯拥姆椒ㄟB續(xù)進(jìn)行數(shù)次氫化而不降低所使用的Pd(5％)/活性炭催化劑的活性，從而使得催化劑的消耗非常低。
令人感到驚奇的是，在本發(fā)明步驟a)的條件下可以以一種無(wú)害方法制備1，3-二氯-4，6-二硝基苯，并且改進(jìn)了產(chǎn)率和質(zhì)量(見(jiàn)對(duì)比實(shí)施例)。當(dāng)使用本發(fā)明的混合酸時(shí)，與現(xiàn)有技術(shù)相比，1，3-二氯苯的二硝化可在較低的溫度下進(jìn)行，這避免了多硝基化的對(duì)沖擊敏感的產(chǎn)物的形成。此外，由于異構(gòu)體1，3-二氯-2，4-二硝基苯含量很低，用乙醇進(jìn)行的使產(chǎn)率降低的再溶解純化可以免除。
另外讓人感到驚奇的是本發(fā)明方法中步驟b)，在優(yōu)選的實(shí)施方案中芐醇同時(shí)用作反應(yīng)物和溶劑，即使在反應(yīng)中使用1，3-二氯-4，6/2，4-二硝基苯異構(gòu)體混合物，其以混合物總重量計(jì)含達(dá)60％的1，3-二氯-2，4-二硝基苯，也可得到純的1，3-二芐氧基-4，6-二硝基苯。此時(shí)異構(gòu)體1，3-二芐氧基-2，4-二硝基苯主要產(chǎn)物完全保留在溶液中。此外，由于本發(fā)明方法中使用了溫階反應(yīng)，與現(xiàn)有技術(shù)相比，在未知副反應(yīng)中由芐醇形成的苯甲醛明顯減少。
本發(fā)明方法中步驟c)令人驚奇的是通過(guò)泵入催化氫化可以連續(xù)進(jìn)行數(shù)次氫化而不降低催化劑活性。由于形成的胺象通常的胺一樣，在反應(yīng)過(guò)程中抑制鉑族金屬催化劑，因此建議加入酸與形成的胺結(jié)合。(Houben-Weyl，Hand buch der organischen Chemie，[Hand book of Organic Chemistry]，Volume 4；1c.p.509(1980))。
本發(fā)明的方法可以不連續(xù)和連續(xù)進(jìn)行。
實(shí)施例實(shí)施例1(工業(yè)級(jí)1，3-二氯-4，6/2，4-二硝基苯混合物)在一個(gè)多頸瓶上，裝有攪拌器、插入式溫度計(jì)和兩個(gè)滴加1，3-二氯苯和混合酸的定量滴液漏斗，在其中加入700g硫酸-水合物(7.14mol)。于20℃，攪拌和冰冷卻下，在1小時(shí)內(nèi)，同時(shí)加入147g純度為99.4％的1，3-二氯苯(0.99mol)和506g混合酸(HNO32.20mol)，大約30分鐘后開(kāi)始形成硝基化產(chǎn)物結(jié)晶。反應(yīng)混合物于20℃再攪拌4小時(shí)，在攪拌下將反應(yīng)混合物傾入3640g冰/水混合物中，在大約30分鐘內(nèi)溫度最高達(dá)到20℃。形成的產(chǎn)物懸浮液于20℃再攪拌1小時(shí)，非常容易過(guò)濾的產(chǎn)物懸浮液用一個(gè)玻璃燒結(jié)的減壓濾器分離，用總量約3750g水洗滌至無(wú)酸并于40℃真空干燥。得到226g 1，3-二氯-4，6-二硝基苯(干燥)。
分離后的產(chǎn)物含量用GC測(cè)定89.7wt％1，3-二氯-4，6-二硝基苯，10.1wt％1，3-二氯-2，4-二硝基苯，0.1wt％1，3-二氯-2-硝基苯，0.1wt％1，3-二氯-4-硝基苯。
以所用1，3-二氯苯計(jì)，以4，6/2，4-二硝基混合物形式存在的1，3-二氯-4，6-二硝基苯的產(chǎn)率為理論產(chǎn)率的86.4％。
混合酸按以下方法制備取141.4g(2.20mol)90％純的HNO3。在冰冷卻和攪拌下于數(shù)小時(shí)內(nèi)滴加365g發(fā)煙硫酸65(SO33.0mol；H2SO41.3mol)，最高溫度達(dá)到35℃。
實(shí)施例2(工業(yè)純1，3-二氯-4，6/2，4-二硝基苯混合物)按實(shí)施例1進(jìn)行反應(yīng)，但以實(shí)施例1的混合酸形式將2.3molHNO3，于10℃與1.0mol 1，3-二氯苯在1.5小時(shí)內(nèi)同時(shí)加到600g硫酸-水合物中，得到228g 1，3-二氯-4，6-二硝基苯(干燥)。分離出的產(chǎn)物含量用GC測(cè)定89.8wt％1，3-二氯-4，6-二硝基苯，9.3wt％1，3-二氯-2，4-二硝基苯，0.2wt％1，3-二氯-2-硝基苯，0.7wt％1，3-二氯-4-硝基苯。
以所用1，3-二氯苯計(jì)，在4，6/2，4-二硝基混合物中1，3-二氯-4，6-二硝基苯的產(chǎn)率為理論產(chǎn)率的86.4％。
實(shí)施例3(工業(yè)純1，3-二氯-4，6/2，4-二硝基苯混合物)按實(shí)施例1進(jìn)行反應(yīng)，但以實(shí)施例1的混合酸形式將2.2molHNO3于40℃與1.0mol 1，3-二氯苯同時(shí)加到700g硫酸-水合物中，此過(guò)程為2小時(shí)，得到220g 1，3-二氯-4，6-二硝基苯(干燥)。分離出的產(chǎn)物含量用GC測(cè)定87.6wt％1，3-二氯-4，6-二硝基苯，11.5wt％1，3-二氯-2，4-二硝基苯，0.2wt％1，3-二氯-2-硝基苯，0.7wt％1，3-二氯-4-硝基苯。
以所用1，3-二氯苯計(jì)，在4，6/2，4-二硝基混合物中1，3-二氯-4，6-二硝基苯的產(chǎn)率為理論產(chǎn)率的81.3％。
實(shí)施例4(工業(yè)純1，3-二氯-4，6/2，4-二硝基苯混合物；比較實(shí)施例，不按本發(fā)明進(jìn)行)將795g硫酸-水合物(8.1mol)放入實(shí)施例1所述的裝置中。在攪拌下滴加259g純度99.4％的1，3-二氯苯(1.75mol)，此過(guò)程大約45分鐘。在大約4小時(shí)內(nèi)加入740g與本發(fā)明不同的混合酸(67％H2SO4，33％HNO3，總共3.88mol HNO3)，約40分鐘后達(dá)到55℃。在以后的反應(yīng)中保持這一溫度。反應(yīng)混合物于55℃再攪拌4小時(shí)。在攪拌下約30分鐘內(nèi)將反應(yīng)混合物傾入4000g冰/水混合物中，最高溫度可達(dá)20℃。形成的產(chǎn)物懸浮液再于20℃攪拌1小時(shí)，反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)一個(gè)玻璃燒結(jié)的減壓濾器分離，用水洗至無(wú)酸和于40℃真空干燥。
得到374g 1，3-二氯-4，6-二硝基苯(干燥)。
分離出的產(chǎn)物含量用GC測(cè)定85.4wt％1，3-二氯-4，6-二硝基苯，14.3wt％1，3-二氯-2，4-二硝基苯，0.1wt％1，3-二氯-2-硝基苯，0.2wt％1，3-二氯-4-硝基苯。
以所用1，3-二氯苯計(jì)，在4，6/2，4-二硝基混合物中1，3-二氯-4，6-二硝基苯的產(chǎn)率為理論產(chǎn)率的76.6％。
實(shí)施例5(工業(yè)純1，3-二氯-4，6/2，4-二硝基苯混合物；比較實(shí)施例，不按本發(fā)明方法)在實(shí)施例1所述裝置中放入336g與本發(fā)明不同的混合酸(67％H2SO4，33％HNO3，HNO3總量為1.76mol)。在攪拌和冷卻下，于5至15℃在1小時(shí)內(nèi)滴加64g純度為99.4％的1，3-二氯苯(0.44mol)。移開(kāi)冷卻浴后，放熱反應(yīng)使溫度明顯升高。反應(yīng)混合物于80℃再攪拌2小時(shí)。在攪拌下將反應(yīng)混合物傾入180g冰/水混合物中，最高溫度可達(dá)20℃，此過(guò)程約30分鐘。形成的產(chǎn)物懸浮液于20℃再攪拌1小時(shí)，反應(yīng)產(chǎn)物用玻璃燒結(jié)的減壓濾器分離，用水洗至無(wú)酸并于40℃真空干燥。得到91g 1，3-二氯-4，5-二硝基苯(干燥)。
分離出的產(chǎn)物含量用GC測(cè)定84.0wt％1，3-二氯-4，6-二硝基苯，14.3wt％1，3-二氯-2，4-二硝基苯，1.7wt％未知化合物。
以所用1，3-二氯苯計(jì)，在4，6/2，4-二硝基混合物中1，3-二氯-4，6-二硝基苯的產(chǎn)率為理論產(chǎn)率的73.2％。
實(shí)施例6(1，3-芐氧基-4，6-二硝基苯)一個(gè)裝有攪拌器的多頸瓶，裝有插入式溫度計(jì)和一個(gè)固體入口，在其中加入1560g芐醇。在通入干燥氮?dú)夂捅鋮s下，在約15分鐘內(nèi)加入74g粒狀NaOH(1.85mol)，最高溫度可至25℃。于室溫(20℃)繼續(xù)攪拌反應(yīng)混合物約12小時(shí)至完全溶解。在通入干燥氮?dú)夂陀帽?NaCl冷卻下，于10℃在約30分鐘內(nèi)向黃色、有淡煙霧的反應(yīng)液中加入183g 1，3-二氯-4，6/2，4-二硝基苯異構(gòu)體混合物(0.685mol 1，3-二氯-4，6-二硝基苯，0.085mol 1，3-二氯-2，4-二硝基苯)。形成的亮黃色懸浮液于10℃再攪拌30分鐘，然后加熱至30℃并在此溫度下再攪拌約3小時(shí)。非常容易過(guò)濾的由1，3-二芐氧基-4，6-二硝基苯和NaCl組成的產(chǎn)物混合物沉淀于30℃用玻璃燒結(jié)的減壓濾器分離并抽吸干燥，除去芐醇母液。分離出的粗產(chǎn)物于20℃攪拌下傾入2500g水中，形成的懸浮液于20℃攪拌約1小時(shí)直至NaCl完全溶解，被純化的幾乎無(wú)色的產(chǎn)物再次過(guò)濾，用約5000g水分批洗直至除去全部芐醇，于60℃真空干燥。
得到237g純產(chǎn)物(干燥)。
用高壓液相色譜(HPLC)測(cè)定分離出的產(chǎn)物含量含量(鈦還原)，分子量380，99.8wt％(用HPLC測(cè)定)，1，3-二芐氧基-4，6-二硝基苯 99.1wt％，1-芐氧基-3-氯-4，6-二硝基苯 0.6wt％，1，3-二芐氧基-2，4-二硝基苯 ＜0.1wt％，未知化合物0.2wt％。
按照以1，3-二氯-4，6/2，4-二硝基苯混合物形式使用的1，3-二氯-4，6-二硝基苯計(jì)，1，3-二芐氧基-4，6-二硝基苯的產(chǎn)率為理論產(chǎn)率的91.0％。用GC測(cè)定在芐醇母液中苯甲醛的含量為0.5％。
實(shí)施例7(1，3-二芐氧基-4，6-二硝基苯)按實(shí)施例6進(jìn)行反應(yīng)，但其中使用1000ml芐醇和500ml甲苯的混合物，得到236g純產(chǎn)物(干燥)。
用HPLC測(cè)定分離出的產(chǎn)物的含量含量(鈦還原)，分子量380，99.8wt％(用HPLC測(cè)定)，1，3-二芐氧基-4，6-二硝基苯 98.8wt％，1-芐氧基-3-氯-4，6-二硝基苯 0.6wt％，1，3-二芐氧基-2，4-二硝基苯 ＜0.1wt％，未知化合物 0.5wt％。
以1，3-二氯-4，6/2，4-二硝基苯混合物中的1，3-二氯-4，6-二硝基苯計(jì)，1，3-二芐氧基-4，6-二硝基苯的產(chǎn)率為理論產(chǎn)率的90.5％。用GC測(cè)定芐醇母液中苯甲醛含量為0.6％。
實(shí)施例8(1，3-二芐氧基-4，6-二硝基苯)按實(shí)施例6進(jìn)行反應(yīng)，但其中使用純1，3-二氯-4，6-二硝基苯(0.77mol)，得到271g純產(chǎn)物(干燥)。
用HPLC測(cè)定分離出的產(chǎn)物含量含量(鈦還原)，分子量380，99.9wt％(用HPLC測(cè)定)，1，3-二芐氧基-4，6-二硝基苯 99.1wt％，1-芐氧基-3-氯-4，6-二硝基苯 0.8wt％，未知化合物 0.1wt％。
以所用1，3-二氯-4，6-二硝基苯計(jì)，1，3-二芐氧基-4，6-二硝基苯的產(chǎn)率為理論產(chǎn)率的92.5％。在芐醇母液中苯甲醛的含量經(jīng)GC測(cè)定為0.3％。
實(shí)施例9(1，3-二芐氧基-4，6-二硝基苯)按實(shí)施例6進(jìn)行反應(yīng)，但其中所用的1，3-二氯-4，6/2，4-二硝基苯混合物(0.77mol)含59％1，3-二氯-2，4-二硝基苯，得到99g純產(chǎn)物(干燥)。
用HPLC測(cè)定分離出的產(chǎn)物含量含量(鈦還原)，分子量380，99.9wt％(用HPLC測(cè)定)，1，3-二芐氧基-4，6-二硝基苯 97.5wt％，1-芐氧基-3-氯-4，6-二硝基苯 1.4wt％，1，3-二芐氧基-2，4-二硝基苯 0.9wt％，未知化合物 0.2wt％。以所用的1，3-二氯-4，6-二硝基苯計(jì)，1，3-二芐氧基-4，6-二硝基苯的產(chǎn)率為理論產(chǎn)率的82.0％。芐醇母液中苯甲醛的含量經(jīng)GC測(cè)定為0.7％。
實(shí)施例10(1，3-二芐氧基-4，6-二硝基苯；比較實(shí)施例，不依照本發(fā)明進(jìn)行)按實(shí)施例6進(jìn)行反應(yīng)，但其中將純1，3-二氯-4，6-二硝基苯(0.77mol)加到芐醇鈉/芐醇溶液中，溫度達(dá)到50℃，反應(yīng)混合物于50℃攪拌30分鐘，得到262g棕色產(chǎn)物(干燥)。
用HPLC測(cè)定分離出產(chǎn)物的含量含量(鈦還原)，分子量380，98.9wt％(用HPLC測(cè)定)，1，3-二芐氧基-4，6-二硝基苯 97.8wt％，1-芐氧基-3-氯-4，6-二硝基苯 0.4wt％，未知化合物 1.8wt％。
以所用1，3-二氯-4，6-二硝基苯計(jì)，1，3-二芐氧基-4，6-二硝基苯的產(chǎn)率為理論產(chǎn)率的88.5％。芐醇母液中苯甲醛含量經(jīng)GC測(cè)定為2.5％。
實(shí)施例11(4，5-二氨基間苯二酚)在160g甲醇中的15g Pd(5％)/活性炭催化劑(濕潤(rùn)的；干重6g；0.3gPd)懸浮液放入1.3L氫化高壓釜中。于60℃、20巴H2氫化條件下，在約30分鐘內(nèi)泵入480g 5wt％1，3-二芐氧基-4，6-二硝基苯/甲醇懸浮液(0.063mol)。反應(yīng)混合物于60℃和20巴H2下再攪拌約3小時(shí)直到氫吸收完全，停止攪拌，用氮?dú)饨?jīng)過(guò)一個(gè)裝有燒結(jié)的金屬玻璃料的升液管將約75％的4，6-二氨基間苯二酚甲醇溶液壓出到120g 10wt％的鹽酸水溶液中。蒸出有機(jī)溶劑后，經(jīng)蒸發(fā)所得的鹽酸水溶液分離出穩(wěn)定的4，6-二氨基間苯二酚二鹽酸化合物。以相同的方法，于60℃和20巴H2，在約30分鐘內(nèi)將另外480g 5wt％1，3-二芐氧基-4，6-二硝基苯/甲醇懸浮液泵入到留在氫化高壓釜中的，在約160g 4，6-二氨基間苯二酚/甲醇溶液中的Pd(5％)/活性炭催化劑懸浮液中進(jìn)行氫化，并且催化活性不降低。以相同的方法依次進(jìn)行5次氫化，催化劑重復(fù)使用4次。
總共得到64.1g 4，6-二氨基間苯二酚二鹽酸化物(干燥)。
經(jīng)HPLC分析，所用的1，3-二芐氧基-4，6-二硝基苯完全耗盡，并且分離出的4，6-二氨基間苯二酚為均勻峰。在1HNMR譜中，分離出的產(chǎn)物不含芐基。
分子量213化合物的含量(以氯計(jì)算) 97.3wt％分子最213化合物的含量(以氮計(jì)算) 98.1wt％以所用的1，3-二芐氧基-4，6-二硝基苯計(jì)，4，6-二氨基間苯二酚的產(chǎn)率為理論產(chǎn)率(以氯計(jì)算)的93.0％，以所用的1，3-二芐氧基-4，6-二硝基苯計(jì)為理論產(chǎn)量(以氮計(jì)算)的93.7％。
實(shí)施例12(4，6-二氨基間苯二酚)按照實(shí)施例11進(jìn)行反應(yīng)，但其中泵入480g 7.5wt％1，3-二芐氧基-4，6-二硝基苯/甲醇懸浮液(0.095mol)，經(jīng)5次氫化和催化劑重復(fù)使用4次后共得到85.5g 4，6-二氨基間苯二酚二鹽酸化物(干燥)。
分子量213化合物含量(以氯計(jì)算)97.0wt％
以1，3-二芐氧基-4，6-二硝基苯計(jì)，4，6-二氨基間苯二酚的產(chǎn)率為理論產(chǎn)率(以氯計(jì)算)的82.0％。
實(shí)施例13(4，6-二氨基間苯二酚)按照實(shí)施例11進(jìn)行反應(yīng)，但其中在1.3L氫化高壓釜中放入在160g甲醇中的24g Pd(5％)/活性炭催化劑(濕潤(rùn)的；干重8.9g；0.44g Pd)懸浮液，經(jīng)5次氫化和催化劑四次重復(fù)使用后共得到63.8g 4，6-二氨基間苯二酚二鹽酸化物(干燥)。
分子量213化合物含量(以氯計(jì)算) 98.2wt％以所用1，3-二芐氧基-4，6-二硝基苯計(jì)，4，6-二氨基間苯二酚的產(chǎn)率為理論產(chǎn)率(以氯計(jì)算)的93.4％。
權(quán)利要求
1.一種制備4，6-二氨基間苯二酚的方法，包括從1，3-二氯苯經(jīng)二硝基化得到1，3-二氯-4，6-二硝基苯，接著在芐醇中與芐醇鈉反應(yīng)得到1，3-二芐氧基-4，6-二硝基苯，接著用貴金屬催化劑催化氫化1，3-二芐氧基-4，6-二硝基苯，其特征在于a)在第一步中，于0至40℃，在含0至10wt％游離SO3的無(wú)水硫酸中，1，3-二氯苯與含硝酸硫酸，及含每摩爾硝酸0.7到1.5摩爾，優(yōu)選0.8至1.2摩爾，最優(yōu)選0.9至1.1摩爾SO3的混合酸反應(yīng)，HNO3與1，3-二氯苯的摩爾比為2至3，b)在第二步中，由a)得到的1，3-二氯-4，6/2，4-二硝基苯異構(gòu)體混合物，其以異構(gòu)體總重量計(jì)含0.1至60wt％的1，3-二氯-2，4-二硝基苯，與2至5摩爾芐醇和2至5當(dāng)量強(qiáng)堿在惰性溶劑中反應(yīng)，該步驟先在-15至+15℃溫度范圍，然后在20-40℃溫度范圍內(nèi)分段進(jìn)行，和c)在第三步中，由b)得到的1，3-二芐氧基-4，6-二硝基苯在惰性有機(jī)溶劑中于H2壓力1至100巴和溫度20至100℃用貴金屬催化劑經(jīng)泵送催化/氫化，轉(zhuǎn)化成4，6-二氨基間苯二酚。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于每摩爾1，3-二氯苯，使用2.1至2.5摩爾混合酸形式的硝酸，優(yōu)選使用2.15至2.30摩爾硝酸。
3.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于1，3-二氯苯和混合酸同時(shí)加到一份無(wú)水硫酸中。
4.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所用的強(qiáng)堿選自以下的一種和多種，包括堿金屬，堿土金屬，堿金屬氫氧化物，堿土金屬氫氧化物，堿金屬碳酸鹽和堿土金屬碳酸鹽，優(yōu)選選自堿金屬，堿金屬氫氧化物和堿金屬碳酸鹽，最優(yōu)選選自金屬鈉，氫氧化鈉和碳酸釩。
5.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所用惰性溶劑是脂肪烴，芳烴或烷芳烴，鹵代芳烴或多出的芐醇，優(yōu)選使用多出的芐醇用量為3至20重量份，優(yōu)選5至15重量份，以1重量份二氯-二硝基苯計(jì)。
6.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于溫階反應(yīng)在第一步溫度范圍5至15℃和第二步溫度范圍25至35℃中進(jìn)行。
7.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于用于泵入催化氫化的液體反應(yīng)介質(zhì)是醇，醚，芳烴或烷芳烴，有機(jī)酸或它們的部分混合物，用量為2至50重量份，優(yōu)選5至25重量份，以1重量份1，3-二芐氧基-4，6-二硝基苯計(jì)。
8.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于用于泵入催化氫化的液體反應(yīng)介質(zhì)是甲醇，乙醇，丙醇，異丙醇，丁醇，異丁醇，四氫呋喃，二噁烷，苯，甲苯，二甲苯，二甲氧基乙烷，二乙氧基乙烷，1，2-二甲氧基丙烷和其它乙二醇單和雙醚，乙酸，丙酸或它們的部分混合物，當(dāng)使用水溶性反應(yīng)介質(zhì)時(shí)，該反應(yīng)介質(zhì)的最多可有75wt％用水替代。
9.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于泵入催化氫化在甲醇中進(jìn)行，用鈀/活性炭催化劑，以1，3-二芐氧基-4，6-二硝基苯重量計(jì)，鉑族金屬的量為0.2至2wt％，H2壓為10至30巴，溫度范圍40至80℃，其中以1重量份1，3-二芐氧基-4，6-二硝基苯計(jì)，使用的甲醇量為5至25重量份。
全文摘要
4，6-二氨基間苯二酚可以用以下步驟制備a)1，3-二氯苯于0至40℃在無(wú)水Hb)生成的1，3-二氯-4，6/2，4-二硝基苯異構(gòu)體混合物先于-15℃至+15℃與芐醇在強(qiáng)堿存在下反應(yīng)，然后于20至40℃反應(yīng)得到二芐氧基化合物和c)在b)中產(chǎn)生的純1，3-二芐氧基-4，6-二硝基苯異構(gòu)體經(jīng)催化氫化轉(zhuǎn)變成4，6-二氨基間苯二酚。
文檔編號(hào)C07C205/12GK1131661SQ9512151
公開(kāi)日1996年9月25日 申請(qǐng)日期1995年11月3日 優(yōu)先權(quán)日1994年11月3日
發(fā)明者H·比勒, H·菲格, H·U·布蘭克, U·海因茨, W·艾曼 申請(qǐng)人:拜爾公司