背景技術(shù)
2-硝基溴芐，又名鄰硝基溴芐，英文名為：2-Nitrobenzyl bromide，是合成新型廣譜殺菌劑——吡唑醚菌酯的重要中間體，也是一種有機(jī)精細(xì)化工中間體，在醫(yī)藥、農(nóng)藥、染料等有機(jī)合成中有廣泛的應(yīng)用。在醫(yī)藥領(lǐng)域，2-硝基溴芐是合成心血管疾病藥物硝苯吡啶、尼索地平、恩卡胺等的重要中間體，可用于合成鄰硝基苯乙烯類、鄰硝基肉桂酸類系列產(chǎn)品。在農(nóng)藥領(lǐng)域，2-硝基溴芐是合成吡唑醚菌酯等農(nóng)藥的關(guān)鍵中間體，同時(shí)它也被用作合成染料的中間體及表面活性劑的中間體。
2-硝基溴芐，一般以鄰硝基甲苯為原料，通過自由基溴化合成得到。由于鄰硝基甲苯上存在強(qiáng)吸電子的硝基，比甲苯更難溴化，同時(shí)溴化過程中不可避免會(huì)產(chǎn)生二溴代副產(chǎn)物。溴化反應(yīng)中，鄰硝基甲苯與溴化劑經(jīng)歷自由基反應(yīng)生成鄰硝基溴芐，2-硝基溴芐可以進(jìn)一步溴化得到副產(chǎn)物鄰硝基二溴芐。硝基的吸電子作用降低了原料的活性。因此大部分的溴化反應(yīng)條件優(yōu)化都是圍繞著提高鄰硝基甲苯的轉(zhuǎn)化率和2-硝基溴芐的選擇性展開。
目前，鄰硝基甲苯溴代反應(yīng)的溴化劑選擇主要有以下幾種：蘭世林等(鄰硝基芐基溴的合成研究，精細(xì)化工中間體，2006，36，2，24?25)以NaBrO3 +NaHSO3作為溴化劑，該工藝雖生產(chǎn)成本低，但有大量廢鹽產(chǎn)生，不利于于工業(yè)化；中國專利申請(qǐng)CN10330433A中報(bào)道的溴化反應(yīng)中以Br2 +H2O2為溴化劑，雖然產(chǎn)率較高，成本適中，但原料毒性大有安全風(fēng)險(xiǎn)；李清等 (吡唑醚菌酯的合成研究，化學(xué)工業(yè)與工程，2016，33，1，45?50)報(bào)道的溴化反應(yīng)中以NBS作為溴化劑，雖然選擇型好，但是原料成本太高，也不適用于工業(yè)生產(chǎn)。
中國發(fā)明專利CN107778181B中公開在溴化反應(yīng)中，以鄰硝基甲苯、有機(jī)溶劑、氫溴酸為底物，以鄰硝基甲苯、有機(jī)溶劑、偶氮二異丁腈混合液為滴加液1，雙氧水為滴加液2，同時(shí)雙滴加到底物中；反應(yīng)結(jié)束后分液，有機(jī)相直接蒸干溶劑，用冷的溶劑淋洗即得到純度為98％的產(chǎn)品，收率為90％。然而，通過驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，該加料方式很難實(shí)現(xiàn)高選擇性的溴化反應(yīng)，副產(chǎn)物而溴化物仍大量存在，且原料有剩余。由于原料以及副產(chǎn)物的存在，溴化反應(yīng)液蒸干溶劑只能得到油狀物，無法得到固體粗品，因此也難以通過淋洗純化產(chǎn)品。
合成工藝
在2500L備料釜中加入1739L氯苯，86.9kg偶氮二異丁腈，室溫下攪拌30~60分鐘至全部溶解，將溶液抽入高位槽備用。將699kg 27.5％的雙氧水從儲(chǔ)罐放入另一個(gè)高位槽中備用。
在5000L溴化釜中，依次加入602.1kg鄰硝基甲苯，40％氫溴酸967.3kg ,打開攪拌，內(nèi)溫升至75℃。然后同時(shí)勻速滴加高位槽中的偶氮二異丁基腈二氯乙烷溶液以及雙氧水，4小時(shí)滴完，滴加過程溫度控制在75~80℃，然后保溫1小時(shí)后，降溫至室溫，反應(yīng)過程中監(jiān)測(cè)到副產(chǎn)物二溴產(chǎn)物的含量為3％。
反應(yīng)液卸料至5000L分液釜，室溫靜置2小時(shí)，下層有機(jī)相進(jìn)入水洗釜。在5000L水洗釜中加入1000L 5％亞硫酸氫鈉水溶液，室溫?cái)嚢?小時(shí)，靜置2小時(shí)，有機(jī)相經(jīng)濕淀粉碘化鉀試紙測(cè)試不變色，將下層有機(jī)相轉(zhuǎn)入蒸餾釜。在5000L蒸餾釜中，在65~80℃，50mmHg的條件下減壓蒸除溶劑，并保溫轉(zhuǎn)移至結(jié)晶釜。
在3000L結(jié)晶釜中加入1000L 90％甲醇水溶液，攪拌下升溫至75℃，然后4小時(shí)緩慢降溫至0℃，保溫2小時(shí)。將晶漿轉(zhuǎn)移至離心機(jī)脫除母液。將濕品轉(zhuǎn)入轉(zhuǎn)入烘房，在30~40℃烘干得白色固體產(chǎn)品2-硝基溴芐?？偸章?5％，含量99.0％。
參考文獻(xiàn)
[1] 東南大學(xué). 一種鄰硝基溴芐的制備方法:CN201711439875.1[P]. 2020-07-24.
[2] 浙江中山化工集團(tuán)股份有限公司. 一種鄰硝基溴芐的新合成工藝:CN201610741337.7[P]. 2020-04-28.
[3] 江蘇豐山集團(tuán)股份有限公司. 一種鄰硝基溴芐的制備方法:CN202210008503.8[P]. 2022-04-19.