Способ получения @ -нитробензойной кислоты Советский патент 1984 года по МПК C07C79/46 

Изобретение относится к способу получения П-нигробензойной кислоты которая находит широкое применение в фармацевтической промьпиленности, а также в органическом синтезе. Известен способ получения Л -нитробензойной кислоты окислением И -нитротолуола бихроматом в кислой среде. Выход кислоты составляет 86% tl J. Этот способ предполагает использование сравнительно дорогого окислителя - бихромата. К недостаткам следует также отнести необходимость тщательного контроля за ходом реакции и недостаточно высокий выход целевого продукта. Известен также способ получения П-нйтробеизойиой кислоты жидкофазным окислением П-нитротолуола в присутствии кобальт-бромидного катализатора в уксусной кислоте. Процесс ведется при 80-150 С выход кислоты составляет 85-97% 21 . К недостаткам данного способа следует отнести довольио жесткие условия проведения реакции и необходимость применения реакторов, устойчивых по отношению к уксусной кислоте Наиболее близким к изобретению по тезснической сущности и достигаемым результатам является способ получения п -нитробензойной кислоты окислением п-нитротолуола кислородом при 1 атм в среде азоксибензола в присутствии основания. При использовании в качестве основания трет-бутилата калия и проведения процесса при п -нитробензойная кислота образуется с количественным выходом а при использовании в качестве основания едкого калия и при проведении процесса при получают це левой продукт с 38%-ным выходом С 3 Недостатками этого способа являются использование труднодоступ№П и нетехнологичных реагентов 11зоксибензолаи трет-бутилата калия. их высокая стоимость, сложность 1рёгенерадии растворителя, повЕлоенная температура процесса, низкий выход продукта при использовании в качест ве основания едкого кали. Цель изобретения - снижение температуры реакции и упрощение процес са получения п -нитробензойной кислоты. Поставленная цель достигается те что согласно способу получения робензойной кислоты путем окисления П-нитротолуола кислородом шш воздухом в среде органического растворите- ля, такого как диметоксиэтан, тетрагидрофуран, метиловый спирт, бензол в присутствии основания - КОН или NaOH, окисление проводят при молярном соотношении П -нитротолуол: основание: растворитель, равном I:(l835J:(39-100), при повышенном давлении. Процесс ведут под давлением 15 атм кислорода или 5-75 атм воздуха при комнатной температуре. При использовании в качестве растворителя диметоксизтана или тетрагидрофурана процесс ведут в присутствии 18-краун-6 эфира в количестве 1-12 мол.% от п -нитротолуола. При использовании в качестве растворителя бензола процесс ведут с добавкой диметилсульфоксида в количестве 5-15 об.% от количества бензола. Способ состоит в том, что реакцию проводят в условиях анионного автоокисления с применением повышенного давления кислорода или воздуха., что позволяет исключить использование труднодостзтиых растворите лей и оснований и снизить температуру процесса. Пример 1. Смесь 0,17 г п-нит ротолуола, 2,5 г КОН ,0,04 г 18 -краун-6 эфира и 10 мл диметоксизтана перемешивают в атмосфере кислорода в течение 3,5 ч. Затем растворитель отгоняют на роторном испарителе, смесь разбавляют водой до объема 1020 мл и 4ильтруют. Фильтрат промывают эфиром для отделения непрореагировавшего п -нитротолуола. Водную фазу подкисляют HCl до и выпавшую п -нитробензойную кислоту экстрагируют эфиром.Выход кислоты 94%. П р и м е р 2. Смесь 0,35 г п-нитротолуола, 5 г КОН и 10 мл метилового спиртг загружают в автоклав объемом 50 мл. В автоклаве создают давление кислорода 10 атм и встряхивают в течение 6 ч. Вьщелеиие п -нитробеизойной кислоты аналогично описанному в примере I. Выход продукта 70%. П р и м е р 3. Смесь 0,35 г п-нитротолуола, 3,5 г NaOH и 10 мл метило вого спирта загружают в автоклав. Давление кислорода 10 атм. Реакцию ведут 6 ч. Методика вьщеления продукта аналогична описанной в примере 1. Выход кислоты 80%. П р и м е р 4. Смесь 0,36 г Л -нитротолуола, 5 г КОН, 1 мл диметйЛсульфоксида и 9 мл бензола загружают в автоклав объемом 50 -мл. Реакцию ведут при давлении воздуха, равном 50 атм, в течение 6 ч. Методика выделения п-нитробензойной кислоты аналогична описанной в примере I. Выход кислоты 92%. П р и м е р 5. Смесь 0,35 г |f7-HH тротолуола, 3,5 г NaOH 0,5 мл диметилсульфоксида и 9,5 мл бензола загружают в автоклав объемом 50 мл. Ре акцию ведут при давлении кислорода, равном 10 атм, в тече1гае 5,5 ч. Методика выделения аналогична описанной в примере I. Выход 82%. Примере. Смесь 0,J75 г п-нитротолуола, 1,3 г КОН, и 0,025 г 18-краун-6 эфира в 10 мл тетрагидрофурана встряхивают в автоклаве при давлении кислорода 5 атм в течение 6 ч. Выделение кислоты аналогично описанному в примере 1. Выход 71%. Пример 7. Смесь 0,7 г ft-нит 10 94 ротолуола 6,2 г КОН, 1,5 мп димётилсульфоксида и 8,5 мл бензола встряхивают в автоклаве под давлением кислорода 15 атм в течение 6 ч. Способ выделения кислоты аналогичен описанному- в примере I. Выход 86. П р и м е р 8. Реагенты и их соотношение такие же, к&к в примере 1. Процесс ведут в автоклаве под давлением воздуха 5 атм. в течение 4ч Вы1сод кислоты 90%. П р и м е р 9. Реагенты и их соотношение такое же, как и в примере 8, но процесс ведут при давлении воздуха 75 атй в течение 5,5 ч. Выход 84%. Использование предлагаемого способа получения П -нитробензойной кислоты обеспечивает по сравнению с прототипом, который одновременно является и базовым объектом, следующие преимущества: снижение температуры реакции с 88-110 С до комнатной температуры, использование дешевых или легко peгeнepиpye aIlX растворителей, упрощение процесса в целом при сохранении высокого выхода продукта.

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ,ft -НИТРОБЕНЗОЙНОЙ КИСЛОТЫ,путем окисления п-нитротолуолав среде органического растворителя в присутствии основания - едкого натра или калия кислородом или воздухом, отличающийся тем, что, с целью сняжения температуры реакции и упрощения процесса ,окисление проводят при молярном соотношении п-нитротолуол/ основание: органический растворитель равном 1 :08-35):09-100J , а в качестве растворителя используют диметоксиэтан, тетрагидрофуран, метиловый спирт или бензол и процесс ведут при повьпвенном давлении и комнатной температуре. 2.Способ поп.1,отлича ю« щ и и с я тем, что процесс ведут под давлением 1-5 атм кислорода шш 5-75 атм воздуха. 3.Способ по пп.1и2, отличающийся тем, что при использовании в качестве растворителя диметоксиэтана или тетрагидрофурана процесс ведут в присутствии 18-краун-6 эфира в количестве 1-12 мол.% от rt«литротолуола. 4.Способ по ПП.1 и 2, о тличающийся тем, что при использовании в качестве растворителя бензола, процесс ведут с добавкой диметилсульфоксида в количестве 5 15 об.2 от бензола.