陳釗民,劉 健
對氯苯肼鹽酸鹽的合成
陳釗民,劉 健
(廣西化工研究院,廣西 南寧 530001)
以對氯苯胺、鹽酸、亞硝酸鈉等為原材料,經(jīng)過重氮化、還原和水解過程合成對氯苯肼鹽酸鹽。結(jié)果表明,當(dāng)n對氯苯胺∶n亞硝酸鈉∶n鹽酸∶n亞硫酸鈉∶n氫氧化鈉=1∶1.05∶2.5∶3∶2,滴加溫度40℃,還原溫度75℃,水解溫度80℃,還原反應(yīng)2h,水解反應(yīng)2h,還原劑為混合還原劑時,對氯苯肼鹽酸鹽收率最高。
對氯苯胺;對氯苯肼;合成
對氯苯肼鹽酸鹽是一種重要的化工中間體[1],因結(jié)構(gòu)穩(wěn)定廣泛應(yīng)用于精細(xì)化工和有機合成,可以合成一系列醫(yī)藥、殺蟲劑、殺菌劑和其它的精細(xì)化學(xué)品[2],如非甾體消炎鎮(zhèn)痛藥[3]、抗血栓藥物[4]、中性及光致變色染料[5]等。在吡唑醚茵酯[6]的合成中,對氯苯肼鹽酸鹽也是高效低成本的重要中間體。
目前,對氯苯肼鹽酸鹽的合成主要以對氯苯胺為原材料,經(jīng)過重氮化、還原和水解過程制得,但重氮化反應(yīng)時反應(yīng)難以控制,還原時工藝過程復(fù)雜,易產(chǎn)生瀝青狀副產(chǎn)物,且收率不高。因此,本文吸取前人的經(jīng)驗教訓(xùn)[7-9],通過實驗探索了時間、溫度、還原劑等對合成收率的影響,簡化了流程,并探索出較佳的合成工藝條件。
1.1 試劑和儀器
對氯苯胺、亞硝酸鈉、鹽酸(36%)、氫氧化鈉、亞硫酸鈉、焦亞硫酸鈉、硫代硫酸鈉、聚乙二醇、乙酸乙酯(均為AR),淀粉碘化鉀試紙。
攪拌器,100mL三口燒瓶,電爐,烘箱,安捷倫1100高效液相色譜,spectum100傅里葉變換紅外光譜儀。
1.2 試驗原理
1.3 實驗
1.3.1 重氮鹽的合成
在100mL三口燒瓶中加入36%鹽酸11.2g,水12mL,對氯苯胺6g,聚乙二醇2g,開攪拌,緩慢升溫至60℃,等對氯苯胺全部溶解后,再緩慢冷卻至0~5℃,接著再慢慢滴入亞硝酸鈉溶液(3.2g亞硝酸鈉與10mL水配成),控制30min滴完,再攪拌30min,用淀粉碘化鉀試紙檢測終點,確定反應(yīng)完全后過濾冷藏。
1.3.2 對氯苯肼鹽酸鹽的合成
在100mL三口瓶中加入配好的亞硫酸鈉-氫氧化鈉緩沖溶液(3.5g氫氧化鈉+16.5g亞硫酸鈉+30mL水配制),強烈攪拌下緩慢加入過濾好的重氮鹽,溶解完后pH約為6.5,在80℃下恒溫2h,之后再緩慢滴加20%的鹽酸20mL,恒溫2h,最后冷卻至室溫,過濾、洗滌、烘干,得到粗品約8g,收率約98%。
2.1 重氮化溫度對收率的影響
對于重氮化反應(yīng),我們做了5個溫度下的反應(yīng)對比,最終確定控制溫度在0~5℃范圍內(nèi),因為重氮鹽穩(wěn)定性較差,即使保持在0℃以下也會逐漸分解。實驗結(jié)果見圖1。
從圖1我們可以看出,溫度對收率的影響很大,當(dāng)溫度小于25℃時,收率變化不大,當(dāng)溫度大于40℃時,收率急劇下降,很可能是反應(yīng)生成的重氮鹽快速分解造成。
圖1 溫度對重氮化的影響
2.2 還原溫度和水解溫度對收率的影響
在考察溫度對還原和水解的影響時,我們首先把還原溫度確定在70℃,還原和水解時間均為2h,改變水解的溫度,研究其對目標(biāo)產(chǎn)物收率的影響,從而找到最佳的水解溫度,接著再改變還原溫度,確定最佳的還原溫度。實驗結(jié)果見表1。
表1 還原溫度和水解溫度對收率的影響
由表1可知,當(dāng)固定還原溫度為70℃時,水解溫度從60℃升到90℃,收率也呈現(xiàn)從低到高再到低的趨勢。溫度為60℃時,收率不是很理想,可能是由于水解不充分或選擇性低;但溫度到90℃時有瀝青狀副產(chǎn)物產(chǎn)生,收率也不高。結(jié)果表明75℃為最佳水解溫度。確定水解溫度后,改變還原溫度的收率結(jié)果也說明,最佳的還原溫度為80℃。
2.3 還原時間和水解時間對收率的影響
在確定了最佳的還原溫度和水解溫度后,我們考察了反應(yīng)時間對收率的影響。分別選取還原時間和水解時間為1、2、3、4h,產(chǎn)物的收率結(jié)果見表2。
表2 時間對還原和水解的收率影響
從表2可看出,還原進行1h,反應(yīng)可能沒有到達平衡,收率較低,還原2h后,反應(yīng)到達平衡,收率最高,繼續(xù)延長還原時間,可能平衡左移,收率有所降低,因此最佳時間為2h。水解反應(yīng)1h時,水解不夠充分,收率不理想,進行2h后,水解充分,收率最高,再繼續(xù)延長水解時間,收率下降。所以,2h為最佳水解時間。
2.4 還原劑對收率的影響
試驗還探索了單一還原劑亞硫酸鈉、焦亞硫酸鈉、硫代硫酸鈉和混合還原劑(n亞硫酸鈉∶n硫代硫酸鈉∶n焦亞硫酸鈉=2∶1∶1)對收率的影響,結(jié)果見圖2。結(jié)果表明混合還原劑比單一還原劑效果好,收率高。
圖2 還原劑對收率的影響
結(jié)果表明,n對氯苯胺∶n亞硝酸鈉∶n鹽酸∶n亞硫酸氫鈉∶n氫氧化鈉=1∶1.05∶2.5∶3∶2,滴加溫度40℃,還原溫度75℃,水解溫度80℃,還原反應(yīng)2h、水解反應(yīng)2h,還原劑為混合還原劑(n亞硫酸鈉∶n硫代硫酸鈉∶n焦亞硫酸鈉=2∶1∶1)時,對氯苯肼鹽酸鹽收率產(chǎn)率最高,且相對其他工藝,該工藝反應(yīng)條件溫和、易于操控,適合工業(yè)化生產(chǎn)。
[1]黎鋼.精細(xì)化工常用有機中間體手冊[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2008:518.
[2]張國喜.1,3,5-三取代吡唑啉衍生物的微波合成[D].石河子:石河子大學(xué),2012.
[3]牛宗強.卡洛芬合成工藝研究[J].浙江化工,2012,43 (8):21-24.
[4]周洲,賴宜生,張奕華,等.3-芳基-1,2,3,4-嗯三唑-5-亞胺與阿司匹林偶聯(lián)物的合成和抗血活性研究[J].有機化學(xué),2008,28(5):819-824.
[5]任鐵剛,程紅彬,黎桂輝,等.(E)-2-(2-(1-(4-氯苯基)-3,5-二甲基-吡唑-4-基)乙烯基)-8 羥基喹啉的合成及光學(xué)性質(zhì)[J].化學(xué)研究,2011,22(6):5-7.
[6]徐平平.殺菌劑肟菌酯和吡唑醚菌酯的合成工藝研究[D].武漢:華中師范大學(xué),2012.
[7]陸永明.富勒烯和醇鈉、苯肼、胺的反應(yīng)研究[D].合肥:中國科學(xué)技術(shù)大學(xué),2009.
[8]潘福友,楊建國,梁定華,等.對氯苯肼鹽酸鹽的合成工藝[J].應(yīng)用化學(xué),2001,18(12):1001-1004.
[9]金戈,鄭威,馬珂,等.正交試驗法優(yōu)選鹽酸對氯苯肼鹽酸鹽的合成工藝[J].華西藥學(xué)雜志,2002,17(1):3598-3599.
Synthesis of p-Cholorophenyluhydrazine Hydrochloride
CHEN Zhao-min
(Guangxi Research Institute of Chemical Industry, Nanning 530001, China)
Applied p-chloroaniline, hydrochloric acid and sodium nitrite as raw materials, through diazotization, reduction and hydrolysis, p-cholorophenyluhydrazine hydrochloride was synthesized. The optimized reaction conditions were as followed: n(pchloroaniline):n(sodium nitrite):n(hydrochloric acid):n(sodium sulfite):n(sodium hydroxide)=1:1.05:2.5:3:2,dropping temperature 40℃ ,reduction temperature75℃ ,hydrolysis 80℃ ,reduction reaction duration 2h,hydrolysis reaction duration 2h, the mixture of reducing agent. Under these conditions, the highest yield could be reached.
p-chloroaniline; p-chlorophenyluhydrazine hydrochloride; synthesis
O 625.6
A
1671-9905(2016)06-0034-03
2016-04-15