本文将介绍一种用于合成2,3-二氯甲苯的方法,该研究对于有机合成领域具有重要意义。
简述:2,3-二氯甲苯,英文名称:1,2-dichloro-3-methylbenzene,CAS:32768-54-0,分子式:C7H6Cl2,外观与性状:透明液体。2,3-二氯甲苯常用作农药、医药、染料中间体。
合成:
以邻甲苯胺为原料 ,经硝化、Sandmeyer反应、铁粉还原后再经一次 Sandmeyer反应得到 2 ,3-二氯甲苯 ,总收率 25.8%,具体步骤如下:
(1)2-氨基-3-硝基甲苯的合成
500ml三颈瓶中加入醋酐(292.5ml),在搅拌下滴加邻甲苯胺 (48.2ml,0.45mol),加毕,用冰盐浴冷却至12~13℃,慢慢滴加硝酸 (65-68%,58.5ml),控制温度在10~12℃,滴完后,搅拌下倒入冰水(1.4L)中,析出奶油状的淡黄色固体。抽滤,用冰水洗涤,将固体转移至500ml三颈瓶中,加入浓盐酸(135ml),加热至沸,酰胺迅速水解,通入水蒸汽,收集馏出液(约16L),冷却,析出亮橙色针状晶体,抽滤,干燥,得亮橙色针状晶体2-氨基-3-硝基甲苯(34g,50%),mp 92.9~94℃。
(2)2-氯-3-硝基甲苯的合成
在装有温度计、机械搅拌器和滴液漏斗的500ml三颈瓶中,加入 2-氨基-3-硝基甲苯(34g 0.22mol)和水(85ml),搅拌下加入浓盐酸(85ml),加热至90℃,使之全部溶解。冷却至10~12℃并维持在此温度下,滴加含亚硝酸钠(20.8 g)的水溶液(50ml),滴加时间约1小时,继续搅拌40 分钟,过滤,除去少许不溶物。期间称取氯化亚铜(36.8g),慢慢加入至0℃左右、冷的浓盐酸(130ml)中,使沉淀溶解。将上述滤液慢慢加入至已冷却的氯化亚铜盐酸溶液中,边加边搅拌,加完后,静置过夜。然后转入1升的三颈瓶,搅拌,水浴加热至60℃,分解复合物,直到不再有氮气放出,继续将水浴加热至沸搅拌1 小时。然后进行水蒸汽蒸馏,直到不再有2-氯-3-硝基甲苯蒸出,收集馏液(约1.3L)。分出黄色油层,水层用CH2Cl2萃取,合并萃取液与油层,依次用10% NaOH液(20ml)、水(20ml)、浓硫酸(10ml)和水(20ml)各洗涤一次。CH2Cl2层经无水Na2SO4干燥后,过滤,水浴上蒸去CH2Cl2,减压蒸馏,收集118~120℃/1.33 kPa 馏 分,得淡黄色产品2-氯-3-硝基甲苯(35.1g,93%)。
(3)2-氯-3-氨基甲苯的合成
250ml三颈瓶中加入还原铁粉(40g)和水(40ml),搅拌下加入 浓盐酸(13.5ml),慢慢将反应液加热至沸,回流约5 分钟(取一滴 反应液置滤纸上,出现无色斑点,在这个斑点与一滴10% 硫化钠溶液接触处应生成暗灰色的色带)。然后慢慢滴加2-氯-3-硝基甲苯 (35.1g,0.2mol),保持反应温度在98~100℃,约1.5小时加完,继续保持98~100℃回流6 小时。还原完毕以后,停止加热,用无水 碳酸钠小心中和反应液至PH=7.5,然后加热至沸,通入水蒸汽蒸馏,收集约800ml馏液,冷却,分出油层,水层用CH2Cl2萃取,合并油层和CH2Cl2萃取液,水浴蒸去CH2Cl2后,减压蒸馏,收集98~100℃/1.33 k Pa馏分,得淡黄色产品2-氯-3-氨基甲苯(24.5g,86.6%)。
(4)2,3-二氯甲苯的制备
在装有温度计机械搅拌器和滴液漏斗的250ml三颈瓶中,加入 2-氯-3-氨基甲苯(24.5g,0.17 mol)和水(65ml),搅拌下加入浓 盐酸(65ml),加热至90℃,使之全部溶解。冷却至1~2℃,并维持在此温度下,滴加含亚硝酸钠(15.8g)的水溶液(40ml),滴加时间 约1小时,继续搅拌40分钟,过滤,除去少许不溶物。期间称取氯化亚铜(28g),慢慢加入至0℃左右、冷的浓盐酸(95ml),使沉淀溶解。将上述滤液慢慢加入至已冷却的氯化亚铜盐酸溶液中,边加边 搅拌,不久析出橙红色复合物,加完后,室温下静置过夜。然后转入 500ml三颈瓶,搅拌,水浴慢慢加热至60℃,分解复合物,直到不再有氮气放出,继续将水浴加热至沸搅拌2小时。然后进行水蒸汽蒸馏, 直到不再有2,3-二氯甲苯蒸出,收集馏液(约800ml)。分出黄色油层,水层用CH2Cl2萃取,合并萃取液与油层,依次用10% NaOH溶液(20ml)、水(20ml)、浓硫酸(10ml)和水(20ml)各洗涤一次。CH2Cl2层经无水硫酸钠干燥后,过滤,水浴上蒸去CH2Cl2,减压蒸馏,收集 79~81℃/1.33 kPa的馏份,得淡黄色产品2,3-二氯甲苯(17.5g,64%),含量>99%(GC)。
参考文献:
[1]邓洪,陈红飙,林原斌等. 2,3-二氯甲苯的合成 [J]. 中国医药工业杂志, 2003, (01): 6-8.
[2]邓洪. 拉莫三嗪及其中间体的合成研究[D]. 湘潭大学, 2002.