3-硝基鄰苯二甲酸二甲酯的合成*

王楊洋，侯海超，左志芳，羅志臣

(揚州工業職業技術學院化學工程學院，江蘇 揚州 225127)

3-硝基鄰苯二甲酸二甲酯是一種重要的有機化工原料及中間體，廣泛應用于醫藥、塑料及涂料等行業。尤其在醫藥領域，作為一種重要的的醫用中間體，其下游產品可作為放化療引起的DNA損傷的修復藥物PARP(聚腺苷酸二磷酸核糖聚合酶(poly(ADP-ribose)-polymerase，PARP)抑制劑氮雜非那烯-3-酮化合物及其衍生物，具有較好的抗腫瘤效果。文獻中關于3-硝基鄰苯二甲酸二甲酯的合成少見報道。本文以3-硝基鄰苯二甲腈的合成、4-羥基鄰苯二甲酸二甲酯的合成、鄰苯二甲酸二甲酯的合成等為參考[1-4]，研究合成3-硝基鄰苯二甲酸二甲酯的合成條件，確定最佳的制備工藝條件。

1 實 驗

1.1 實驗藥品及儀器

DF-1型集熱式磁力加熱攪拌器，上海江星儀器有限公司；101系列數顯鼓風干燥箱，上海圣科儀器設備有限公司；玻璃儀器，溫度計。

3-硝基鄰苯二甲酸酐(C8H3NO5)、甲醇(CH3OH)、碳酸氫鈉(NaHCO3)，均為分析純；以聚苯胺負載雜多酸為催化劑。

1.2 實驗步驟

將一定量3-硝基鄰苯二甲酸酐與適量催化劑加入到四口燒瓶中，再加入甲醇，保持一定加熱溫度并回流，反應數時。實驗過程中以反應物中的甲醇為帶水劑，既可以帶出酯化反應生成的水分，也可有效控制反應溫度，減少副反應的發生[2]。反應完畢待冷卻后減壓蒸餾回收未反應的甲醇，將釜液冷卻后加入到50 g冰水中，減壓過濾，再將濾餅加入到50 mL飽和碳酸氫鈉水溶液，洗去單酯和未反應的酸及酸酐，再減壓過濾，水洗至中性。固體經干燥得3-硝基鄰苯二甲酸二甲酯。反應方程式如下：

2 結果與討論

2.1 反應物最佳配比實驗

改變n(3-硝基鄰苯二甲酸酐):n(甲醇)比例，催化劑用量取5%(以催化劑用量占3-硝基鄰苯二甲酸酐質量分數計)，加熱至沸騰并進行回流，反應時間為4.5 h，考察3-硝基鄰苯二甲酸酐的酯化率。

除了通過提高反應溫度來提高酯化反應產率外，還可以通過提高反應物濃度即某種反應物過量的方法，提高酯化產率。考慮原料成本，采用甲醇過量促進酯化反應。由表1可知，隨著甲醇用量的增加，酯化率得到提高，當酐醇物質的量之比達到1:15，獲得最高的酯化率，之后甲醇用量進一步提高反而使酯化率有所下降，可能是由于副反應的增加，降低了酯化率，因此，選擇最佳的酐醇物質的量之比為1:15。

表1 反應物配比對酯化率的影響Table 1 Effect of reactant ratio on esterification rate

2.2 最佳催化劑用量確定

選擇n(3-硝基鄰苯二甲酸酐):n(甲醇)=1:15，加熱至沸騰并進行回流，反應時間為4.5 h，改變催化劑用量(以催化劑用量占3-硝基鄰苯二甲酸酐質量分數計)，考察3-硝基鄰苯二甲酸酐的酯化率。

通過表2發現，隨著催化劑的增加，酯化率隨之增加，但催化劑用量超過5%后，酯化率的增加不明顯甚至出現了一定程度的下降，這可能是因為催化劑是通過活性中心點完成催化反應，催化劑用量的增加有利于活性中心點促進酯化反應的進行，但當活性中心點達到飽和后再增加則有可能加劇副反應的發生，從而降低了酯化率[5]，通過實驗確定催化劑用量為5%。

表2 催化劑用量對酯化率的影響Table 2 Effect of catalyst dosage on esterification rate

2.3 最佳回流時間確定

選擇n(3-硝基鄰苯二甲酸酐):n(甲醇)=1:15，催化劑用量5%，酯化反應加熱至沸騰并進行回流，改變反應時間，考察3-硝基鄰苯二甲酸酐的酯化率。

由表3可知，隨著反應時間的延長，酯化率不斷提高，但4.5 h后酯化率提高不明顯，說明酯化反應接近平衡，故選擇反應時間為4.5 h。

表3 回流時間對酯化率的影響Table 3 Effect of reflux time on esterification rate

3 結 論

以3-硝基鄰苯二甲酸酐和甲醇為原料，以聚苯胺負載雜多酸為催化劑，在n(3-硝基鄰苯二甲酸酐):n(甲醇)=1:15，催化劑用量為5%，加熱至沸騰并進行回流，反應4.5 h，合成3-硝基鄰苯二甲酸二甲酯，產率達到90.1%。