2,6-二氯-4-氨基苯酚的合成研究

吳文良，楊江宇，鄒小英，尹 凱,3，嚴(yán)澤華，何星帥

(1.浙江吉泰新材料股份有限公司，浙江紹興 312369；2.浙江瑞亨電子材料有限公司，浙江紹興 312369；3.東南大學(xué) 化學(xué)化工學(xué)院，江蘇南京 211189)

2,6-二氯-4-氨基苯酚(CAS：5930-28-9)，又名3,5-二氯-4-羥基苯胺，用于合成殺蟲劑氟鈴脲的中間體 3,5-二氯-4-(1,1,2,2-四氟乙氧基)苯胺，也用于合成殺蟲劑氟啶脲的中間體4-(3-氯-5-三氟甲基吡啶-2-氧基)-3,5-二氯苯胺。此外，2,6-二氯-4-氨基苯酚還是一種重要的醫(yī)藥和染料中間體[1,2]。

2,6-二氯-4-氨基苯酚主要有以下2條合成工藝路線：

⑴ 以2,6-二氯苯酚為起始原料，先與濃硝酸硝化，再經(jīng)水合肼還原或催化加氫還原得到2,6-二氯-4-氨基苯酚[3,4]，但硝化反應(yīng)會(huì)生成異構(gòu)體，且異構(gòu)體的純化難度較大。

⑵ 以3,4,5-三氯硝基苯為起始原料，在堿性條件下將硝基對(duì)位氯水解為羥基，再還原硝基得到2,6-二氯-4-氨基苯酚[5]。但苯環(huán)上3個(gè)氯的水解選擇性不高，高選擇性實(shí)現(xiàn)硝基對(duì)位氯水解難度較大。

圖1 2,6-二氯-4-氨基苯酚的傳統(tǒng)合成方法

針對(duì)上述合成工藝方法存在的問(wèn)題，筆者研究了新的合成路線和方法，解決了上述工藝路線中存在的突出問(wèn)題，取得了較好的效果。以廉價(jià)易得的對(duì)硝基苯胺為起始原料，經(jīng)氯化、重氮化、水解和硝基加氫還原等反應(yīng)合成了2,6-二氯-4-氨基苯酚，總摩爾收率73.5%，純度99.0%以上(HPLC)。

圖2 2,6-二氯-4-氨基苯酚的合成

1 試驗(yàn)部分

1.1 儀器

Agilent 1260高效液相色譜儀(安捷倫科技有限公司)；RE-52C型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(上海亞榮生化儀器廠)；WRS-1A型數(shù)字熔點(diǎn)儀(上海精密科學(xué)儀器有限公司)；SHB-I型循環(huán)水式真空泵(鄭州予華儀器廠)。

1.2 試劑

對(duì)硝基苯胺、硫酸(工業(yè)級(jí)，浙江龍盛集團(tuán)股份有限公司)；氫氣(工業(yè)級(jí)，浙江閏土新材料有限公司)；亞硝基硫酸(工業(yè)級(jí)，浙江吉泰新材料股份有限公司)；雷尼鎳、5% Pd-C和1% Pt-C (工業(yè)級(jí)，西安凱立新材料股份有限公司)；其他所用試劑和溶劑均為分析純。

1.3 合成方法

1.3.1 2,6-二氯-4-硝基苯胺的合成

稱取對(duì)硝基苯胺 27.6 g (0.2 mol)和鹽酸溶液340.0 g (27%，2.5 mol)加入燒瓶中，攪拌，升溫至55 ℃，開始緩慢通入氯氣，逐漸出現(xiàn)大量沉淀，通氯5 h后，TLC顯示原料基本無(wú)剩余，降至室溫，抽濾，固體先用水洗，再用5%純堿溶液洗滌至中性，抽濾，烘干得到2,6-二氯-4-硝基苯胺40.0 g，外觀為淡黃色固體，純度98.4% (HPLC)，折純摩爾收率95.1%。

1.3.2 2,6-二氯-4-硝基苯酚的合成

稱取150.0 g濃硫酸和158.7 g亞硝基硫酸溶液(濃度42%，0.53 mol)加入燒瓶中，攪拌，降溫至5 ℃，慢慢滴加2,6-二氯-4-硝基苯胺103.5 g (0.5 mol)與310.5 g甲苯組成的溶液，控制反應(yīng)溫度10 ℃左右，加畢，10 ℃保溫反應(yīng)1 h得到澄清黏稠重氮液。準(zhǔn)備另一燒瓶，稱取100.0 g濃硫酸、96.0 g水和10.0 g硫酸銅作為打底液，攪拌，升溫至回流，緩慢滴加上述重氮液，滴加時(shí)間 6 h，滴畢，繼續(xù)保溫反應(yīng)1 h后，冷卻至室溫，分層，得到上層甲苯液。

1.3.3 2,6-二氯-4-氨基苯酚的合成

將上步所得甲苯液加入1 L高壓加氫反應(yīng)釜中，加入0.2 g規(guī)格為1%的鉑碳催化劑，密封反應(yīng)釜，先用N2置換釜內(nèi)空氣3次，再用H2置換3次，充氫至1.0 MPa，90 ℃保溫反應(yīng)6 h，保溫畢，濾除催化劑得到加氫反應(yīng)液，回收約230.0 g甲苯，濃縮液冷卻至室溫，抽濾，烘干得到2,6-二氯-4-氨基苯酚黃色晶體 68.8 g (m.p.167~170 ℃)，純度 99.3%(HPLC)，重氮水解和加氫總摩爾收率77.3%。

2 條件優(yōu)化

2.1 氯化反應(yīng)溫度的選擇

合成方法同1.3.1節(jié)，以對(duì)硝基苯胺為原料，鹽酸作溶劑，通入氯氣氯化，考察氯化溫度對(duì)反應(yīng)的影響，結(jié)果列于表1。

表1 氯化溫度對(duì)反應(yīng)的影響

由表1可以看出，隨著氯化反應(yīng)溫度的升高，反應(yīng)選擇性逐漸降低，收率也隨之降低，分析原因是較高溫度氯化時(shí)易產(chǎn)生多氯代副產(chǎn)物。另外反應(yīng)溫度低于 50 ℃，反應(yīng)速率較慢，因此綜合權(quán)衡，氯化選擇在55 ℃左右比較合適。

2.2 重氮化試劑用量的選擇

合成方法同1.3.2節(jié)，以2,6-二氯-4-硝基苯胺為原料，甲苯作溶劑，與硫酸和亞硝基硫酸發(fā)生重氮化反應(yīng)，然后水解生成2,6-二氯-4-硝基苯酚，由于重氮化和水解采用“一鍋煮”的方法，不方便計(jì)算重氮化單步收率，以中間體2,6-二氯-4-硝基苯酚的純度(HPLC)來(lái)考察亞硝基硫酸摩爾量對(duì)反應(yīng)的影響，結(jié)果如表2所示。

表2 亞硝基硫酸用量對(duì)反應(yīng)的影響

由表2可以看出，隨著亞硝基硫酸摩爾當(dāng)量的增加，中間體2,6-二氯-4-硝基苯酚的含量先上升再下降，故選擇亞硝基硫酸的用量為1.05當(dāng)量。

2.3 加氫還原催化劑的優(yōu)化選擇

合成方法同1.3.3節(jié)，以2,6-二氯-4-硝基苯酚為原料，甲苯為溶劑，經(jīng)催化加氫還原得到 2,6-二氯-4-氨基苯酚，保持加氫反應(yīng)條件：1.0 MPa、90 ℃，分別考察了雷尼鎳、5% Pd-C和1% Pt-C 3種催化劑對(duì)反應(yīng)脫鹵率和選擇性的影響(表3)。

表3 催化劑對(duì)選擇性及防脫鹵效果的影響

從表3可以看出，采用雷尼鎳和5% Pd-C為催化劑，加氫脫鹵率較高，選擇性較差。選擇1% Pt-C為催化劑，脫鹵率0.3%以下，故選擇1% Pt-C作為加氫催化劑比較合適。

3 結(jié) 論

以對(duì)硝基苯胺為起始原料，經(jīng)氯化、重氮化、水解和加氫還原等反應(yīng)合成了 2,6-二氯-4-氨基苯酚，并對(duì)氯化、重氮化和還原進(jìn)行了條件優(yōu)化，優(yōu)化條件下總摩爾收率 73.5%，純度 99.0%以上(HPLC)。本合成方法采用鹽酸為溶劑，氯化產(chǎn)生的副產(chǎn)物氯化氫可以很好地彌補(bǔ)過(guò)濾損失導(dǎo)致的酸度下降，濾液可以重復(fù)套用，減少了三廢量；選擇用甲苯為溶劑，重氮液水解后直接分層，分出有機(jī)層，無(wú)需水汽蒸餾產(chǎn)物，減小了蒸餾風(fēng)險(xiǎn)和能耗；選擇甲苯作為加氫溶劑，避免了采用傳統(tǒng)的甲醇作為加氫溶劑而出現(xiàn)的蒸除甲苯后再加甲醇加氫的不必要操作，簡(jiǎn)化了工藝流程；選擇鉑碳催化劑加氫轉(zhuǎn)化率高，不僅可以防止脫氯，更無(wú)須加入脫鹵抑制劑，合成方法具有工業(yè)化應(yīng)用前景。