陈钊民,刘 健
对氯苯肼盐酸盐的合成
陈钊民,刘 健
(广西化工研究院,广西 南宁 530001)
以对氯苯胺、盐酸、亚硝酸钠等为原材料,经过重氮化、还原和水解过程合成对氯苯肼盐酸盐。结果表明,当n对氯苯胺∶n亚硝酸钠∶n盐酸∶n亚硫酸钠∶n氢氧化钠=1∶1.05∶2.5∶3∶2,滴加温度40℃,还原温度75℃,水解温度80℃,还原反应2h,水解反应2h,还原剂为混合还原剂时,对氯苯肼盐酸盐收率最高。
对氯苯胺;对氯苯肼;合成
对氯苯肼盐酸盐是一种重要的化工中间体[1],因结构稳定广泛应用于精细化工和有机合成,可以合成一系列医药、杀虫剂、杀菌剂和其它的精细化学品[2],如非甾体消炎镇痛药[3]、抗血栓药物[4]、中性及光致变色染料[5]等。在吡唑醚茵酯[6]的合成中,对氯苯肼盐酸盐也是高效低成本的重要中间体。
目前,对氯苯肼盐酸盐的合成主要以对氯苯胺为原材料,经过重氮化、还原和水解过程制得,但重氮化反应时反应难以控制,还原时工艺过程复杂,易产生沥青状副产物,且收率不高。因此,本文吸取前人的经验教训[7-9],通过实验探索了时间、温度、还原剂等对合成收率的影响,简化了流程,并探索出较佳的合成工艺条件。
1.1 试剂和仪器
对氯苯胺、亚硝酸钠、盐酸(36%)、氢氧化钠、亚硫酸钠、焦亚硫酸钠、硫代硫酸钠、聚乙二醇、乙酸乙酯(均为AR),淀粉碘化钾试纸。
搅拌器,100mL三口烧瓶,电炉,烘箱,安捷伦1100高效液相色谱,spectum100傅里叶变换红外光谱仪。
1.2 试验原理
1.3 实验
1.3.1 重氮盐的合成
在100mL三口烧瓶中加入36%盐酸11.2g,水12mL,对氯苯胺6g,聚乙二醇2g,开搅拌,缓慢升温至60℃,等对氯苯胺全部溶解后,再缓慢冷却至0~5℃,接着再慢慢滴入亚硝酸钠溶液(3.2g亚硝酸钠与10mL水配成),控制30min滴完,再搅拌30min,用淀粉碘化钾试纸检测终点,确定反应完全后过滤冷藏。
1.3.2 对氯苯肼盐酸盐的合成
在100mL三口瓶中加入配好的亚硫酸钠-氢氧化钠缓冲溶液(3.5g氢氧化钠+16.5g亚硫酸钠+30mL水配制),强烈搅拌下缓慢加入过滤好的重氮盐,溶解完后pH约为6.5,在80℃下恒温2h,之后再缓慢滴加20%的盐酸20mL,恒温2h,最后冷却至室温,过滤、洗涤、烘干,得到粗品约8g,收率约98%。
2.1 重氮化温度对收率的影响
对于重氮化反应,我们做了5个温度下的反应对比,最终确定控制温度在0~5℃范围内,因为重氮盐稳定性较差,即使保持在0℃以下也会逐渐分解。实验结果见图1。
从图1我们可以看出,温度对收率的影响很大,当温度小于25℃时,收率变化不大,当温度大于40℃时,收率急剧下降,很可能是反应生成的重氮盐快速分解造成。
图1 温度对重氮化的影响
2.2 还原温度和水解温度对收率的影响
在考察温度对还原和水解的影响时,我们首先把还原温度确定在70℃,还原和水解时间均为2h,改变水解的温度,研究其对目标产物收率的影响,从而找到最佳的水解温度,接着再改变还原温度,确定最佳的还原温度。实验结果见表1。
表1 还原温度和水解温度对收率的影响
由表1可知,当固定还原温度为70℃时,水解温度从60℃升到90℃,收率也呈现从低到高再到低的趋势。温度为60℃时,收率不是很理想,可能是由于水解不充分或选择性低;但温度到90℃时有沥青状副产物产生,收率也不高。结果表明75℃为最佳水解温度。确定水解温度后,改变还原温度的收率结果也说明,最佳的还原温度为80℃。
2.3 还原时间和水解时间对收率的影响
在确定了最佳的还原温度和水解温度后,我们考察了反应时间对收率的影响。分别选取还原时间和水解时间为1、2、3、4h,产物的收率结果见表2。
表2 时间对还原和水解的收率影响
从表2可看出,还原进行1h,反应可能没有到达平衡,收率较低,还原2h后,反应到达平衡,收率最高,继续延长还原时间,可能平衡左移,收率有所降低,因此最佳时间为2h。水解反应1h时,水解不够充分,收率不理想,进行2h后,水解充分,收率最高,再继续延长水解时间,收率下降。所以,2h为最佳水解时间。
2.4 还原剂对收率的影响
试验还探索了单一还原剂亚硫酸钠、焦亚硫酸钠、硫代硫酸钠和混合还原剂(n亚硫酸钠∶n硫代硫酸钠∶n焦亚硫酸钠=2∶1∶1)对收率的影响,结果见图2。结果表明混合还原剂比单一还原剂效果好,收率高。
图2 还原剂对收率的影响
结果表明,n对氯苯胺∶n亚硝酸钠∶n盐酸∶n亚硫酸氢钠∶n氢氧化钠=1∶1.05∶2.5∶3∶2,滴加温度40℃,还原温度75℃,水解温度80℃,还原反应2h、水解反应2h,还原剂为混合还原剂(n亚硫酸钠∶n硫代硫酸钠∶n焦亚硫酸钠=2∶1∶1)时,对氯苯肼盐酸盐收率产率最高,且相对其他工艺,该工艺反应条件温和、易于操控,适合工业化生产。
[1]黎钢.精细化工常用有机中间体手册[M].北京:化学工业出版社,2008:518.
[2]张国喜.1,3,5-三取代吡唑啉衍生物的微波合成[D].石河子:石河子大学,2012.
[3]牛宗强.卡洛芬合成工艺研究[J].浙江化工,2012,43 (8):21-24.
[4]周洲,赖宜生,张奕华,等.3-芳基-1,2,3,4-嗯三唑-5-亚胺与阿司匹林偶联物的合成和抗血活性研究[J].有机化学,2008,28(5):819-824.
[5]任铁刚,程红彬,黎桂辉,等.(E)-2-(2-(1-(4-氯苯基)-3,5-二甲基-吡唑-4-基)乙烯基)-8 羟基喹啉的合成及光学性质[J].化学研究,2011,22(6):5-7.
[6]徐平平.杀菌剂肟菌酯和吡唑醚菌酯的合成工艺研究[D].武汉:华中师范大学,2012.
[7]陆永明.富勒烯和醇钠、苯肼、胺的反应研究[D].合肥:中国科学技术大学,2009.
[8]潘福友,杨建国,梁定华,等.对氯苯肼盐酸盐的合成工艺[J].应用化学,2001,18(12):1001-1004.
[9]金戈,郑威,马珂,等.正交试验法优选盐酸对氯苯肼盐酸盐的合成工艺[J].华西药学杂志,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