一种2-甲基-5-硝基苯酚的合成方法

一种2-甲基-5-硝基苯酚的合成方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种化合物的合成方法，一种2-甲基-5-硝基苯酚的合成方法。
【背景技术】
[0002] 2-甲基-5-硝基苯酚是有机化工中间体，广泛的应用于合成染料、医药和农药，用 途十分广泛，用它合成的染料有数十个品种，制造的金属配合染料具有独特的功能，是一种 很有发展前途的染料中间体，但2-甲基-5-硝基苯酚一直没有较理想的工业生产方法。传 统生产2-甲基-5-硝基苯酚的环合一硝化一水解三步法工艺落后、流程长、收率低、三废量 大，难以治理。

【发明内容】

[0003] 本发明提供了一种反应条件温和、收率高的2-甲基-5-硝基苯酚的合成方法。
[0004] 为达到上述目的，本发明的2-甲基-5-硝基苯酚的合成路线为： γΓ
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是： (1) 按固液比为1:7:3向250mL锥形瓶中加入IOg苯酚、70~80mL质量浓度为80%的 甲醇溶液和30~50mL蒸馏水，放入油浴锅中加热升温至350~380°C，加入0. 5~Ig氧化 铝和1~2g四氧化三锰为催化剂反应1~2h ; (2) 过滤去除未参加反应的催化剂，将锥形瓶连接蒸馏装置，加热升温至100~105°C， 蒸馏去除多余的甲醇和蒸馏水，析出临甲基苯酚无色晶体，备用； (3) 称取40~50g上述制备得到的临甲基苯酚、25~30g碳酰胺和150~200g氯苯 倒入250mL三口烧瓶中，连接加热回流装置，向锥形瓶中通入氮气，加热至130~140°C回流 5 ~7h ; (4) 待回流完成后，冷却至65~75°C，向三口烧瓶中加入20~30mL质量浓度为98% 的浓硫酸和10~20mL质量浓度为60%的浓硝酸，用玻璃棒搅拌均匀，放入水浴锅中，升温 至60~70°C保温反应1~2h ; (5) 待上述反应物冷却至室温，停止通入氮气，对其进行抽气减压浓缩，减压至2000~ 3000Pa，浓缩后过滤回收氯苯，得到滤饼，之后用去离子水冲洗滤饼3~5次，用真空干燥机 进行干燥，得到6-硝基苯并三氢呋喃-2-酮； (6) 向250mL三口烧瓶中加入10~12g上述制得的6-硝基苯并三氢呋喃-2-酮和 8~IOg氢氧化钠，再加入100~120mL体积分数为95%的乙醇，连接回流装置，升温至75~ 85°C回流12~15h，之后移入蒸发皿，加热至70~80°C，蒸发回收乙醇； (7) 向上述回收乙醇后的溶液中加入10~20g活性炭用玻璃棒搅拌均匀脱色20~ 30min，之后过滤去除活性炭，用质量浓度为30%的稀盐酸调节滤液pH至5~6使产品析出， 过滤得到产品，放入烘箱，在80~90°C下烘干即得2-甲基-5-硝基苯酚。 具体实施方案
[0005] 按固液比为1:7:3向250mL锥形瓶中加入IOg苯酚、70~80mL质量浓度为80%的 甲醇溶液和30~50mL蒸馏水，放入油浴锅中加热升温至350~380°C，加入0. 5~Ig氧化 铝和1~2g四氧化三锰为催化剂反应1~2h ;过滤去除未参加反应的催化剂，将锥形瓶连 接蒸馏装置，加热升温至100~l〇5°C，蒸馏去除多余的甲醇和蒸馏水，析出临甲基苯酚无 色晶体，备用。称取40~50g上述制备得到的临甲基苯酚、25~30g碳酰胺和150~200g 氯苯倒入250mL三口烧瓶中，连接加热回流装置，向锥形瓶中通入氮气，加热至130~140°C 回流5~7h ;待回流完成后，冷却至65~75°C，向三口烧瓶中加入20~30mL质量浓度为 98%的浓硫酸和10~20mL质量浓度为60%的浓硝酸，用玻璃棒搅拌均勾，放入水浴锅中， 升温至60~70°C保温反应1~2h ;待上述反应物冷却至室温，停止通入氮气，对其进行抽 气减压浓缩，减压至2000~3000Pa，浓缩后过滤回收氯苯，得到滤饼，之后用去离子水冲洗 滤饼3~5次，用真空干燥机进行干燥，得到6-硝基苯并三氢呋喃-2-酮。向250mL三口 烧瓶中加入10~12g上述制得的6-硝基苯并三氢呋喃-2-酮和8~IOg氢氧化钠，再加 入100~120mL体积分数为95%的乙醇，连接回流装置，升温至75~85°C回流12~15h， 之后移入蒸发皿，加热至70~80°C，蒸发回收乙醇；向上述回收乙醇后的溶液中加入10~ 2〇g活性炭用玻璃棒搅拌均匀脱色20~30min，之后过滤去除活性炭，用质量浓度为30%的 稀盐酸调节滤液pH至5~6使产品析出，过滤得到产品，放入烘箱，在80~90°C下烘干即 得2-甲基_5_硝基苯酸。
[0006] 实例 1 按固液比为1:7:3向250mL锥形瓶中加入IOg苯酚、70mL质量浓度为80%的甲醇溶液 和30mL蒸馏水，放入油浴锅中加热升温至350°C，加入0. 5g氧化铝和Ig四氧化三锰为催 化剂反应Ih ;过滤去除未参加反应的催化剂，将锥形瓶连接蒸馏装置，加热升温至100°C， 蒸馏去除多余的甲醇和蒸馏水，析出临甲基苯酚无色晶体，备用。称取40g上述制备得到的 临甲基苯酚、25g碳酰胺和150g氯苯倒入250mL三口烧瓶中，连接加热回流装置，向锥形瓶 中通入氮气，加热至130°C回流5h ;待回流完成后，冷却至65°C，向三口烧瓶中加入20mL质 量浓度为98%的浓硫酸和IOmL质量浓度为60%的浓硝酸，用玻璃棒搅拌均匀，放入水浴锅 中，升温至60°C保温反应Ih ;待上述反应物冷却至室温，停止通入氮气，对其进行抽气减压 浓缩，减压至2000Pa，浓缩后过滤回收氯苯，得到滤饼，之后用去离子水冲洗滤饼3次，用真 空干燥机进行干燥，得到6-硝基苯并三氢呋喃-2-酮。向250mL三口烧瓶中加入IOg上述 制得的6-硝基苯并三氢呋喃-2-酮和8g氢氧化钠，再加入IOOmL体积分数为95%的乙醇， 连接回流装置，升温至75°C回流12h，之后移入蒸发皿，加热至70°C，蒸发回收乙醇；向上述 回收乙醇后的溶液中加入IOg活性炭用玻璃棒搅拌均匀脱色20min，之后过滤去除活性炭， 用质量浓度为30%的稀盐酸调节滤液pH至5使产品析出，过滤得到产品，放入烘箱，在80°C 下烘干即得2-甲基-5-硝基苯酸。
[0007] 实例 2 按固液比为1:7:3向250mL锥形瓶中加入IOg苯酚、75mL质量浓度为80%的甲醇溶液和 40mL蒸馏水，放入油浴锅中加热升温至365°C，加入0. Sg氧化铝和I. 5g四氧化三锰为催化 剂反应I. 5h ;过滤去除未参加反应的催化剂，将锥形瓶连接蒸馏装置，加热升温至103°C， 蒸馏去除多余的甲醇和蒸馏水，析出临甲基苯酚无色晶体，备用。称取45g上述制备得到的 临甲基苯酚、28g碳酰胺和180g氯苯倒入250mL三口烧瓶中，连接加热回流装置，向锥形瓶 中通入氮气，加热至135°C回流6h ;待回流完成后，冷却至70°C，向三口烧瓶中加入25mL质 量浓度为98%的浓硫酸和15mL质量浓度为60%的浓硝酸，用玻璃棒搅拌均匀，放入水浴锅 中，升温至65°C保温反应I. 5h ;待上述反应物冷却至室温，停止通入氮气，对其进行抽气减 压浓缩，减压至2500Pa，浓缩后过滤回收氯苯，得到滤饼，之后用去离子水冲洗滤饼4次，用 真空干燥机进行干燥，得到6-硝基苯并三氢呋喃-2-酮。向250mL三口烧瓶中加入Ilg上 述制得的6-硝基苯并三氢呋喃-2-酮和9g氢氧化钠，再加入IlOmL体积分数为95%的乙 醇，连接回流装置，升温至80°C回流14h，之后移入蒸发皿，加热至75°C，蒸发回收乙醇；向 上述回收乙醇后的溶液中加入15g活性炭用玻璃棒搅拌均匀脱色25min，之后过滤去除活 性炭，用质量浓度为30%的稀盐酸调节滤液pH至5. 5使产品析出，过滤得到产品，放入烘 箱，在85°C下烘干即得2-甲基-5-硝基苯酚。
[0008] 实例 3 按固液比为1:7:3向250mL锥形瓶中加入IOg苯酚、80mL质量浓度为80%的甲醇溶液 和50mL蒸馏水，放入油浴锅中加热升温至380°C，加入Ig氧化铝和2g四氧化三锰为催化剂 反应2h ;过滤去除未参加反应的催化剂，将锥形瓶连接蒸馏装置，加热升温至105°C，蒸馏 去除多余的甲醇和蒸馏水，析出临甲基苯酚无色晶体，备用。称取50g上述制备得到的临甲 基苯酚、30g碳酰胺和200g氯苯倒入250mL三口烧瓶中，连接加热回流装置，向锥形瓶中通 入氮气，加热至140°C回流7h ;待回流完成后，冷却至75°C，向三口烧瓶中加入30mL质量浓 度为98%的浓硫酸和20mL质量浓度为60%的浓硝酸，用玻璃棒搅拌均匀，放入水浴锅中，升 温至70°C保温反应2h ;待上述反应物冷却至室温，停止通入氮气，对其进行抽气减压浓缩， 减压至3000Pa，浓缩后过滤回收氯苯，得到滤饼，之后用去离子水冲洗滤饼5次，用真空干 燥机进行干燥，得到6-硝基苯并三氢呋喃-2-酮。向250mL三口烧瓶中加入12g上述制得 的6-硝基苯并三氢呋喃-2-酮和IOg氢氧化钠，再加入120mL体积分数为95%的乙醇，连 接回流装置，升温至85°C回流15h，之后移入蒸发皿，加热至80°C，蒸发回收乙醇；向上述回 收乙醇后的溶液中加入20g活性炭用玻璃棒搅拌均匀脱色30min，之后过滤去除活性炭，用 质量浓度为30%的稀盐酸调节滤液pH至6使产品析出，过滤得到产品，放入烘箱，在90°C下 烘干即得2-甲基_5_硝基苯酸。
【主权项】
1. 一种2-甲基-5-硝基苯酚的合成方法，其特征在于具体合成步骤为： (1) 按固液比为1:7:3向250mL锥形瓶中加入IOg苯酚、70~80mL质量浓度为80%的 甲醇溶液和30~50mL蒸馏水，放入油浴锅中加热升温至350~380°C，加入0. 5~Ig氧化 铝和1~2g四氧化三锰为催化剂反应1~2h; (2) 过滤去除未参加反应的催化剂，将锥形瓶连接蒸馏装置，加热升温至100~105°C， 蒸馏去除多余的甲醇和蒸馏水，析出临甲基苯酚无色晶体，备用； (3) 称取40~50g上述制备得到的临甲基苯酚、25~30g碳酰胺和150~200g氯苯 倒入250mL三口烧瓶中，连接加热回流装置，向锥形瓶中通入氮气，加热至130~140°C回流 5 ~7h; (4) 待回流完成后，冷却至65~75°C，向三口烧瓶中加入20~30mL质量浓度为98% 的浓硫酸和10~20mL质量浓度为60%的浓硝酸，用玻璃棒搅拌均匀，放入水浴锅中，升温 至60~70°C保温反应1~2h; (5) 待上述反应物冷却至室温，停止通入氮气，对其进行抽气减压浓缩，减压至2000~ 3000Pa，浓缩后过滤回收氯苯，得到滤饼，之后用去离子水冲洗滤饼3~5次，用真空干燥机 进行干燥，得到6-硝基苯并三氢呋喃-2-酮； (6) 向250mL三口烧瓶中加入10~12g上述制得的6-硝基苯并三氢呋喃-2-酮和 8~IOg氢氧化钠，再加入100~120mL体积分数为95%的乙醇，连接回流装置，升温至75~ 85°C回流12~15h，之后移入蒸发皿，加热至70~80°C，蒸发回收乙醇； (7) 向上述回收乙醇后的溶液中加入10~20g活性炭用玻璃棒搅拌均匀脱色20~ 30min，之后过滤去除活性炭，用质量浓度为30%的稀盐酸调节滤液pH至5~6使产品析出， 过滤得到产品，放入烘箱，在80~90°C下烘干即得2-甲基-5-硝基苯酚。
【专利摘要】本发明涉及一种化合物的合成方法，一种2-甲基-5-硝基苯酚的合成方法。该方法以苯酚和甲醇为原料，以氧化铝和四氧化三锰为催化剂，高温反应制得临甲基苯酚，再使其与尿素反应，在浓硫酸和硝酸的催化下反应制得6-硝基苯并三氢呋喃-2-酮，最后在氢氧化钠的催化下水解得到最终产物2-甲基-5-硝基苯酚，该方法反应条件温和、收率高。
【IPC分类】C07C201/12, C07C205/22
【公开号】CN105218376
【申请号】CN201510722106
【发明人】丁玉琴, 林大伟
【申请人】丁玉琴
【公开日】2016年1月6日
【申请日】2015年10月31日