2-甲基-5-硝基三氟甲苯的制备

发布日期:2022/11/1 11:06:05

背景及概述

2-甲基-5-硝基三氟甲苯作为一种有机合成的中间体，是合成农药产品的重要原料，也被广泛用于医药和精细化工中间体等重要的工业领域。

制备

文献报道的2-甲基-5-硝基三氟甲苯的制备方法有:1)Hori Hitoshi 等以 50%浓度发烟硫酸与发烟硝酸混合后，与 2-甲基三氟甲苯在 80 ℃反应96 h 合成2-甲基-5-硝基三氟甲苯，收率 60% ［1］。2)以 2-甲基三氟甲苯为原料，以 95%的硝酸、98%的浓硫酸、硝酸铵为硝化剂，分两步硝化得到2-甲基-5-硝基三氟甲苯。上述方法存在操作繁琐，中间体需要处理干燥，硝酸属于管制品等缺点。

本文提供了一种合成2-甲基-5-硝基三氟甲苯的方法，考虑到废酸难处理，本着减少废酸的目的，采用丙酸酐代替硫酸为脱水剂，减少废酸的产生。反应完毕后用邻二甲苯萃取产品，分出的废酸通过蒸馏，蒸出多余的丙酸酐和生成的丙酸。剩余的酸可以直接套用。而蒸出的丙酸和过量的丙酸酐也可以通过成酐后再减压蒸馏回收丙酸酐，回收的丙酸酐可以继续套用，大大降低了废酸的产生，可实现2-甲基-5-硝基三氟甲苯的工业化生产。其合成反应式如下图：

图1 2-甲基-5-硝基三氟甲苯的合成反应式

实验操作：

向反应瓶中加入 43．0 g(0．20 mol)2-甲基三氟甲苯，冰浴降温至－5 ℃，滴入 27．9 g(0．42 mol) 95% 浓硝酸与 168．1 g(1．68 mol)98%浓硫酸配置的稀酸，控温低于 0 ℃，滴毕控温－5～0 ℃搅拌反应 2 h。加入130．1 g(1．0 mol)丙酸酐，缓慢升温至80 ℃ 保温反应 6 h，反应完毕。降温至50 ℃ 加入 61 g(0．57 mol)邻二甲苯，搅拌 30 min 静置分出上次有机相，水洗、降温析晶得2-甲基-5-硝基三氟甲苯纯品 54．9 g，收率90%。下层废酸减压蒸出多余的丙酸酐与生产丙酸后直接代替浓硫酸套用;蒸出丙酸与丙酸酐收集，集中成酐后蒸馏回收丙酸酐套用。