专利名称：用于在丙酸的存在下的取代苯硝化的方法
用于在丙酸的存在下的取代苯硝化的方法
技术领域：
本发明涉及用于取代苯的工业硝化来选择性地制备取代的硝 基苯。
耳又代的竭基苯类是用于化学品、药物制品以及作物保护组合物 的生产的重要的中间体。
不幸的是，芳香族化合物的工业规模的硝'化作用为各种难题所 困扰。
以这种方式一般是不能以纯的异构体的形式得到所希望的产 物，正如人们所熟知的，这是因为在不同方式取代的芳香力矣4匕合物 的 一硝基化作用中的同分异构的平衡可以只是在^艮小程度上受反
应条4牛的"l^向(见mononitration of toluene: K. ^Veissermehl， H.-J. Arpe， Industrielle organische Chemie [Industrial Organic Chemistry], 3" edition, pages 400-401 ),并且处于纯的形式的区i或异构体的分离 是困难的。此外，使用高浓度硝酸的硝化具有涉及安全性的一些担为了有利地影响选择性，硝化作用因此经常是在低温度下在有 机溶剂以及尤其水成分的存在下进4亍的。
例如，US 2003/0191341 (作为在一个系列中目前最新的专利) 描述了在-10。C至+10。C下、在特定量的乙酸酐的存在下、在氯化 烃类中用硝酸或硝S臾和石克酸的混合物来硝化取代联苯醚。该方法的 缺点是形成了难以搅拌的 一 种浆液，并且需要将氯化的溶剂处理 掉。
DE-A 199 17 524 ( Boehringer， 04.17.1999)描述了溶于石克酸、 硝酸以及水的混合物中的烷基4-烷酰基氨基-3-烷基苯甲酸酯的硝 化作用，在另一个步骤中向其中计量加入-5。C至+5。C的浓缩的硝 酸。这形成了产率为91%的实质上无异构体的产品。初始加入进行 硝化的酸混合物并且计量加入反应物，或在《氐水分的石危酸中初始加 入反应物并且计量加入硝酸-硫酸混合物，取得了较差的结果。这给 出了含有8-10%的6-硝基异构体以及1-2%的2-硝基异构体的产品。 对于每摩尔的反应物，1.8-2.2 mol硝'酸、1.8-2.2 mol碌u酸以及2.5-4 mol水必须作为〉容剂而存在，然后硝'化作用通过加入7-9 mol ;肖酸
来进4于。好u酸和石肖酸的混合物不能以经济可4亍的方式加入，或者至
少没有提出权利要求。该方法的缺点是这种低温度以及该反应在其 中选^^性进行的这种显然狭窄的范围。
DE-A 39 17 733描述了在乙酸中使用含水的高度浓缩的硝酸在 30-70。C进行2,2-双(4-羟苯基)六氟丙烷的硝化作用。这里选4奪乙酸 溶剂，这是因为在反应后，加入的水结晶出高纯度的产物，而中间 体留在溶液中。权利要求中所限定的溶剂还包括含有多达5个碳原 子的高级链烷酸(被称为低级脂肪酸)，但是在实验部分只由用乙 酸的实验。羧酸类作为硝化的溶剂是否具备有利的特性、它们是否 不同以及更高级的羧酸是否更好或更坏依旧是未解决的问题。本发明的一个目的是发现用于对取代苯进行硝化的一种可广 泛适用的方法，其中使用 一种容易地可降解而且便宜的有机溶剂， 并且该方法关于选纟奪性、反应温度和安全性提供了特别有利的特 性。
因此本发明提供了用于对取代苯进行硝化的一种可广泛适用 的》-J去。
出人意料地，已经发现当具有式1的取代苯溶解在丙酸中进行 反应时即实现了所寻求的方法的特性。
因此，本发明提供了一种用于将具有式1的取代苯硝化成具有
式2的；肖基苯的方法
其中Rl、 R2、 R3和R4可以是相同或不同的并且各自 是-H、 -OR'、 -NHR"、-烷基、-环烷基、-芳基、-卤素、-三卤甲 基、-COOR'、 -COR，和-CN;并且R，是-H、-烷基、-芳基，与Rl-R4 具有可能相同的取代基；并且R"是-COR，，其特征在于该取代苯是 在4安重量计50%至5000%，优选在4要重量计100%至300% (相对于 反应物)的丙酸存在下进行硝化，任选在按重量计1%至20% (相 对于反应物)的一种强无机酸存在下(优选硫酸)，并且任选在按 重量计10%至100%的来自丙酸酐、乙酸肝或P2Os的组中的一种结 合水的物质(优选丙酸酐和乙酸肝)的存在下。对于硝化作用，有可能使用高度浓缩的硝酸，给予优选的是使 用；肖酸和碌b酸的 一种混合物。
该反应温度是在-10。C至50°C之间，优选在0°C至40°C之间。
可以想到的反应器是适合液体化合物转化的所有反应器，例如 搅拌罐或延迟管(delay tube )。
该方法可以4比次的或连续i也进4亍。
迄今为止还没有在已知的方法中使用丙酸作为硝化作用的一 种溶剂。与现有技术相比，根据本发明的方法关于选择性、反应温 度和安全性是非常有利的。
以下，通过一些实例对根据本发明的方法进行解释，然而这些 实例不应该解释为对本发明概念的限制。
实例
实例1 (氟羧草醚)
在20。C下将在75 g丙酸中的40 g的3-(氯-4-三氟曱基苯氧基) 苯曱酸悬浮液与35.9g的丙酸酐进行混合。该悬浮液迅速成为一种 含有少量固体的混浊的溶液。加入3.6 g石克酸，随后温度上升到 36°C,并且形成一种深红棕色的溶液，该溶液被冷却到1-2°C。然 后在两小时内计量加入8.8 g浓缩的硝酸，并且将该混合物再搅4半 一个小时。然后力口入另夕卜0.37 g的硝'酸，并且该混合物在10。C下 搅拌1小时。将该反应混合物排》文至194.3 g沸腾的水中。这形成了一种褐 色的澄清的溶液，在45分钟内使该溶液冷却到5°C。将沉淀抽滤出， 并且^f吏用48.6 g 7j^先;条3次。
这产生了 42.2g潮湿的固体，该固体在一个真空干燥箱中,皮转 化成35.4 g干燥的固体。得到产率为76.1%的氟羧草醚，并且对于 100份的活性成分，含有5份2-硝基异构体和0.7份6-硝基异构体。 形成了少于1%的二硝基衍生物。摩尔平衡显示出89.5%的氟羧草 醚、6.5%的2-硝基异构体和3%的6-硝基异构体。
实例2 (氟羧草醚与GTM 1266酸的混合物)
在20。C下将187.5 g丙酸中的100 g的3-(氯-4-三氟曱基苯氧 基)苯甲酸悬浮液与55.4 g丙酸酐进行混合。将该溶液与9.4 g石克酸 进行混合并且冷却到0°C。然后在1.5 h内计量加入71.6 g的33.3% 的酸混合物(硝酸溶于石克酸中)，并且在0。C下再4觉4半一个小时并 且在10°C下再另外1小时。
对混合物的分析显示出已经生成了氟羧草醚达到89mol。/。的程 度，2-硝基异构体达到6.8 mol。/。的程度并且6-硝基异构体达到2.6 mol。/。的程度。形成了少于1%的二硝基衍生物。
实例3 ( NiBAMBE/2531-15 )
将150 g BAMBE (4-丁酰基氨基-3-甲基苯甲酸甲酯)、281 g 丙酸、76.8 g乙酸酐和18.6 g石克酸的混合物力cr热到30。C,并且在5 小时内，最高温度为32。C下，緩慢地与153 g的33.3%的酸混合物 进行混合。随着酸混合物的加入，所有物质完全进入溶液并且颜色 变轻。在30。C下，将该混合物再搅拌1小时。将1200 g水的初始加入量在5-10。C下与反应混合物一起搅4半。将沉淀4由滤出，并且4吏 用400g 7K;先;条两)欠。
这才是供了 285 g的淡黄色的、潮湿的固体，该固体含有158.5g 100%的NiBAMBe (4-丁酰基氨基-3-甲基-5-辨基苯曱酸甲酯)，这 相当于88.7%的产率。除了 96.7%的MBAMBE,还发现了 0.51%的 BAMBE和0.4%的异构体。
权利要求
1.一种用于使具有式1的取代苯硝化成具有式2的硝基苯的方法其中R1、R2、R3和R4可以是相同或不同的并且各自是-H、-OR′、-NHR″、-烷基、-环烷基、-芳基、-卤素、-三卤甲基、-COOR′、-COR′和-CN；并且R′是-H、-烷基、-芳基，与R1-R4具有相同的可能的取代基；并且R″是-COR′，其特征在于该取代苯是在按重量计50％至5000％(相对于反应物)的丙酸存在下进行硝化，任选在按重量计1％至20％(相对于反应物)的一种强无机酸存在下，并且另外任选在按重量计10％至100％的来自丙酸酐、乙酸酐、P2O5或SO3和乙酸酐的组中的一种结合水的物质存在下。
2. 如4又利要求1所述的方法，其特征在于，4吏用了纟安重量计100% 至300% (相对于反应物)的丙酸。
3. 如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，该无机酸是好u酸。
4. 如权利要求1至3所述的方法，其特征在于，硝化作用是用高 度浓缩的；肖酸、或硝'酸和石危酸的一种混合物来实现的。
5. 如权利要求1至4所述的方法，其特4正在于，反应温度是在 —10°C至50°C之间。
6. 如纟又利要求1至5之一所述的方法，其特征在于，反应温度是在0°C至40°C之间。
7. 如一又利要求1至6之一所述的方法，其4寺4正在于，该结合 K的 物质是丙酸肝或乙S臾肝。
全文摘要
本发明的目的是提供用于取代苯的硝化的一种可广泛适用的方法。
文档编号C07C201/08GK101622220SQ200880006613
公开日2010年1月6日 申请日期2008年2月21日 优先权日2007年3月2日
发明者沃尔弗拉姆·基斯纳, 贝蒂娜·赫尔策, 赖因哈德·朗格尔, 马蒂亚斯·戈塔 申请人:赛拓有限责任公司