一种对羟基苯甲腈的合成方法

摘要

本发明公开了一种对羟基苯甲腈的合成方法，包括对羟基苯胺重氮化反应形成重氮化合物，然后将重氮化合物与氯化亚铜和氰化钠反应得到对羟基苯腈的步骤。所述对羟基苯胺由对亚硝基苯酚氢气还原而得，所述对亚硝基苯酚由苯酚亚硝化而得。本发明每一步的反应温度均较低，反应条件温和，大大降低了反应动力消耗。本发明采用常规的反应釜即可进行反应，设备要求较低，投资小。本发明不使用脱水剂和填料，只用少量的催化剂，同时催化剂可以回收套用，固废量少，仅产生少量的固体催化剂，无难处理废水。

权利要求

1.一种对羟基苯甲腈的合成方法，其特征是：包括以下步骤：（1）将苯酚、亚硝酸钠、氢氧化钠、水配成混合液，然后滴加到酸溶液中进行亚硝化反应，得到对亚硝基苯酚；

（2）对亚硝基苯酚氢气还原得对羟基苯胺；

（3）将对羟基苯胺和稀盐酸混合，然后滴加亚硝酸钠溶液，滴加完毕，继续反应得到重氮化合物反应液；

（4）将氰化钠、氯化亚铜、水、甲苯混合，然后滴加上述重氮化合物反应液，滴加完毕后，继续反应制备对羟基苯甲腈；

（5）反应后，静置分液，水相用甲苯萃取，合并有机相，进行减压蒸馏，蒸出大部分溶剂，然后低温结晶，得到对羟基苯腈；

对羟基苯胺：氯化氢：亚硝酸钠：氰化钠：氯化亚铜的摩尔比为1:3‑6：1‑1.4：1:0.06‑

0.1；

稀盐酸的浓度为3‑20wt%；

氰化钠、氯化亚铜、重氮化合物的反应温度为0～40℃。

2.根据权利要求1所述的合成方法，其特征是：步骤（3）中，稀盐酸的浓度为5‑15%。

3.根据权利要求1所述的合成方法，其特征是：重氮化的反应温度为‑5～30℃；氰化钠、氯化亚铜、重氮化合物的反应温度为5～25℃。

4.根据权利要求3所述的合成方法，其特征是：重氮化的反应温度为0‑15℃。

5.根据权利要求1所述的合成方法，其特征是：步骤（2）中，对亚硝基苯酚氢气还原在催化剂存在下进行，所述催化剂为金属催化剂；反应温度为10～60℃；反应压力为20～

100kPa。

6.根据权利要求5所述的合成方法，其特征是：步骤（2）中，对亚硝基苯酚氢气还原的催化剂为Pt、Pd、Ag、Rh或Ni。

7.根据权利要求5所述的合成方法，其特征是：步骤（2）中，对亚硝基苯酚氢气还原的反应温度为15～40℃；反应压力为30～70kPa。

8.根据权利要求1所述的合成方法，其特征是：苯酚、亚硝酸钠、氢氧化钠、酸的摩尔比为1:1‑1.2:1:1.5‑5；步骤（1）中，所述酸为盐酸、硫酸、乙酸或硝酸；步骤（1）中，反应温度为‑5～60℃。

9.根据权利要求8所述的合成方法，其特征是：步骤（1）中，所述酸为盐酸或硫酸。

10.根据权利要求8所述的合成方法，其特征是：步骤（1）中，反应温度为5～30℃。

说明书

一种对羟基苯甲腈的合成方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种对羟基苯甲腈的合成方法，具体涉及一种反应条件温和、能耗低、成本低的对羟基苯甲腈的合成方法，属于药物合成技术领域。

背景技术

[0002] 对羟基苯甲腈又名4‑氰基苯酚或对氰基苯酚，是有机磷杀虫剂杀螟腈和苯腈磷的中间体，又是除草剂溴苯腈的中间体，同时也是液晶材料、香料等的中间体。

[0003] 对羟基苯甲腈的合成方法比较多，生产方法基本分为以下几种：（1）对羟基苯甲酸法，利用对羟基苯甲酸、尿素、脱水剂、脱水催化剂均匀分散在惰性的高沸点溶剂中，然后在高温下反应，反应后进行过滤，滤液进行减压蒸馏，结晶得到对羟基苯甲腈；（2）对羟基苯甲醛肟法，将对羟基苯甲醛、盐酸羟胺溶于甲酸中，升温搅拌回流，然后用氢氧化钠溶液中和，过滤，水洗得产品。（3）对羟基苯甲酸甲酯法，利用对羟基苯甲酸甲酯、填料、催化剂、溶剂和水，经过固定床反应器在300‑480℃反应，经过精馏操作得到产品。

[0004] CN109879778A公开了一种对羟基苯甲腈的合成方法, 其将对羟基苯甲酸、尿素、催化剂等物质均匀分散在惰性的高沸点溶剂中，然后加热至160℃～220℃，一步反应后经后处理得到对羟基苯甲腈，结晶得到对羟基苯甲腈，收率可达到92.1‑96.4%，但是其反应温度较高，能耗大，设备要求高；且使用脱水剂五氧化二磷，产生大量含磷固废，限制了其工业化生产应用。

[0005] CN102249950B公开了一种对羟基苯甲腈的合成方法，其将对羟基苯甲醛和盐酸羟胺溶于在有机溶剂中，加入大量含钨催化剂，控制反应温度为80 140℃，反应时间8 12h，一~ ~步合成对羟基苯甲腈，但其产率仅为61‑91%，反应过程使用大量催化剂，会产生大量固废，处理难度大，存在三废污染严重问题。

[0006] CN105418455A公开了一种对羟基苯甲腈的制备方法，其将填料、催化剂加入固定床反应器中，将进料对羟基苯甲酸甲酯溶于有机溶剂后，与水一同加入固定床反应器，控制反应器的反应温度为 300℃‑480℃，反应压力为 0‑0.1KPa，连续出料，经过精馏，制得对羟基苯甲腈。但是其反应温度高，能耗大，设备要求高，且使用大量的填料和催化剂，产生大量固废，限制了其工业化生产应用。

[0007] 通过以上现有技术可以看出，目前的羟基苯甲腈合成工艺存在如下主要问题：

[0008] （1）高温条件下反应，然后进行精馏操作，能耗高。

[0009] （2）采用固定床反应器，对设备要求高，投资大。

[0010] （3）使用脱水剂、填料、催化剂，会产生大量的固废。

发明内容

[0011] 为解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种对羟基苯甲腈的合成方法，该方法提供了新的合成工艺路线，该合成路线反应条件温和，能耗低，设备投入小，固废产生低，具有很好的工业化应用前景。

[0012] 本发明具体技术方案如下：

[0013] 一种对羟基苯甲腈的合成方法，该方法包括对羟基苯胺重氮化反应形成重氮化合物，然后将重氮化合物与氯化亚铜和氰化钠反应得到对羟基苯腈的步骤。

[0014] 进一步的，上述方法具体包括以下步骤：

[0015] （1）将对羟基苯胺和稀盐酸混合，然后滴加亚硝酸钠溶液，滴加完毕，继续反应得到重氮化合物反应液；

[0016] （2）将氰化钠、氯化亚铜、水、甲苯混合，然后滴加上述重氮化合物反应液，滴加完毕后，继续反应制备对羟基苯甲腈；

[0017] （3）反应后，静置分液，水相用甲苯萃取，合并有机相，进行减压蒸馏，蒸出大部分溶剂，然后低温结晶，得到对羟基苯腈。

[0018] 进一步的，对羟基苯胺：氯化氢：亚硝酸钠：氰化钠：氯化亚铜的摩尔比为1:3‑6：1‑1.4：1:0.06‑0.1。

[0019] 进一步的，上述步骤（1）中，稀盐酸的浓度为3‑20wt%，优选为5‑15%。

[0020] 进一步的，上述步骤（1）中，重氮化的反应温度在‑5～30℃，优选0～15℃。

[0021] 进一步的，上述步骤（2）中，氰化钠、氯化亚铜、重氮化合物的反应温度在0～40℃，优选5～25℃。反应时间为1‑6h，优选1.5‑3.5h。

[0022] 进一步的，所述对羟基苯胺可以采用现有技术中公开的方法进行制备，优选由对亚硝基苯酚氢气还原而得。

[0023] 进一步的，对亚硝基苯酚氢气还原在催化剂存在下进行，所述催化剂为金属催化剂，优选为负载型金属催化剂，例如Pt、Pd、Ag、Rh、Ni等。

[0024] 进一步的，对亚硝基苯酚氢气还原的步骤为：向反应釜内加入对亚硝基苯酚，溶剂甲醇和催化剂，通入氢气保持微正压，在一定温度下反应一段时间，过滤洗涤，滤液进行常压蒸馏，蒸出大部分溶剂后，放置在低温下进行重结晶，过滤干燥得到对羟基苯胺。

[0025] 进一步的，对亚硝基苯酚氢气还原的反应温度为10～60℃，优选15～40℃。反应时间为1‑4小时，优选为2‑3小时。

[0026] 进一步的，对亚硝基苯酚氢气还原的反应压力为20～100kPa，优选为30～70kPa。

[0027] 进一步的，所述对亚硝基苯酚可以采用现有技术中公开的方法进行制备，优选由苯酚亚硝化而得。

[0028] 进一步的，苯酚亚硝化的步骤为：将苯酚、亚硝酸钠、氢氧化钠、水配成混合液，然后滴加到酸溶液中进行亚硝化反应，得到对亚硝基苯酚。

[0029] 进一步的，苯酚亚硝化反应中，苯酚、亚硝酸钠、氢氧化钠、酸的摩尔比为1:1‑1.2:1:1.5‑5。

[0030] 进一步的，苯酚亚硝化反应中，所述酸为盐酸、硫酸、乙酸或硝酸，优选为盐酸或硫酸。酸溶液浓度为3‑30wt%之间，优选5‑25wt%。

[0031] 进一步的，苯酚亚硝化反应中，反应温度为‑5～60℃，优选5～30℃。

[0032] 与现有技术相比，本发明具有以下优势：

[0033] 1、本发明以苯酚为原料，通过亚硝基化得到对亚硝基苯酚，然后将对亚硝基苯酚氢化还原得到对羟基苯胺，最后由对羟基苯胺得到对羟基苯甲腈，每一步的反应温度均较低，反应条件温和，大大降低了反应动力消耗。

[0034] 2、本发明采用常规的反应釜即可进行反应，设备要求较低，投资小。

[0035] 3、本发明不使用脱水剂和填料，只用少量的催化剂，同时催化剂可以回收套用，固废量少，仅产生少量的固体催化剂，无难处理废水。

具体实施方式

[0036] 下面通过具体实施例对本发明进行进一步说明，下述说明仅是示例性的，并不对其内容进行限制。

[0037] 如无特别说明，下述百分含量均为重量百分含量。

[0038] 实施例1

[0039] （1）对亚硝基苯酚的合成

[0040] 称取0.1mol苯酚、0.11mol亚硝酸钠、0.1mol氢氧化钠加入四口烧瓶中，加入50g水，搅拌30min，混合均匀，得到混合液A；

[0041] 称取20%硫酸溶液100g，置于冰水浴中降温至‑5～10℃，后将混合液A缓慢滴加至硫酸溶液中，析出白色固体，此时控制滴加速率使反应体系温度不超过10℃，滴加结束后，保温继续搅拌30min，反应结束；

[0042] 对反应后的混合液进行过滤，滤渣用水洗涤两次，干燥后得到对亚硝基苯酚11.57g；

[0043] 按照上述方法，可以重复多次，制得所需量的对亚硝基苯酚；

[0044] （2）对羟基苯胺的合成

[0045] 用氮气将反应釜置换三次，每次充氮气压力为0.01Mpa；

[0046] 向反应釜内加入0.1mol对亚硝基苯酚，150ml甲醇和催化剂Pd 0.05g，开启搅拌；控制釜内温度为10‑20℃，后向釜内通入氢气，至反应釜压力为0.05MPa，保压继续搅拌反应
1.5h；

[0047] 反应结束，釜内气体用氮气置换三次；反应液进行过滤，滤渣用甲醇洗涤两次，滤液进行常压蒸馏，蒸馏出120ml溶剂，剩余物放置在低温槽内（‑5℃～10℃）进行结晶，搅拌结晶2h，过滤干燥得到对羟基苯胺10.61g，滤液可集中回收套用；

[0048] 按照上述方法，可以重复多次，制得所需量的对羟基苯胺；

[0049] （3）对羟基苯腈的合成

[0050] 取15%盐酸73g和0.1mol对羟基苯胺加入烧瓶内，开动搅拌，控制体系温度在‑5～0℃，然后向其中缓慢滴加30%亚硝酸钠溶液25g，滴加时间在1h左右，滴加完毕后，保温反应0.5h，得到溶液B；

[0051] 取0.1mol氰化钠、0.008mol氯化亚铜、20g水、50ml甲苯在另一烧瓶内混合，开启搅拌，控制温度在0‑5℃，然后向其中滴加溶液B，滴加时间在1.5‑2h，滴加完毕后，保温反应0.5‑1h；

[0052] 反应结束，静置进行分液，水相用25ml甲苯萃取两次，合并有机相；有机相进行减压蒸馏，脱出70ml甲苯后，进行低温结晶，结晶时间1h，后过滤、干燥，得到对羟基苯腈产品10.51g，滤液可集中回收套用。

[0053] 实施例2

[0054] （1）对亚硝基苯酚的合成

[0055] 称取0.1mol苯酚、0.11mol亚硝酸钠、0.1mol氢氧化钠加入四口烧瓶中，加入50g水，搅拌30min，混合均匀，得到混合液A；

[0056] 称取20%硫酸溶液150g，置于冰水浴中降温至15‑30℃，后将混合液A缓慢滴加至硫酸溶液中，析出白色固体，此时控制滴加速率使反应体系温度不超过30℃，滴加结束后，保温继续搅拌30min，反应结束；

[0057] 对反应后的混合液进行过滤，滤渣用水洗涤两次，干燥后得到对亚硝基苯酚11.87g；

[0058] 按照上述方法，可以重复多次，制得所需量的对亚硝基苯酚；

[0059] （2）对羟基苯胺的合成

[0060] 用氮气将反应釜置换三次，每次充氮气压力为0.01Mpa；

[0061] 向反应釜内加入0.1mol对亚硝基苯酚，150ml甲醇和催化剂Pd 0.05g，开启搅拌；控制釜内温度为30‑40℃，后向釜内通入氢气，至反应釜压力为0.03MPa，保压继续搅拌反应
1.5h；

[0062] 反应结束，釜内气体用氮气置换三次；反应液进行过滤，滤渣用甲醇洗涤两次，滤液进行常压蒸馏，蒸馏出120ml溶剂，剩余物放置在低温槽内（‑5℃～10℃）进行结晶，搅拌结晶2h，过滤干燥得到对羟基苯胺10.56g，滤液可集中回收套用；

[0063] 按照上述方法，可以重复多次，制得所需量的对羟基苯胺；

[0064] （3）对羟基苯腈的合成

[0065] 取15%盐酸97.5g和0.1mol对羟基苯胺加入烧瓶内，开动搅拌，控制体系温度在‑5～10℃，然后向其中缓慢滴加30%亚硝酸钠溶液25g，滴加时间在1h左右，滴加完毕后，保温反应0.5h，得到溶液B；

[0066] 取0.1mol氰化钠、0.008mol氯化亚铜、20g水、50ml甲苯在另一烧瓶内混合，开启搅拌，控制温度在0‑10℃，然后向其中滴加溶液B，滴加时间在1.5‑2h，滴加完毕后，保温反应0.5‑1h；

[0067] 反应结束，静置进行分液，水相用25ml甲苯萃取两次，合并有机相；有机相进行减压蒸馏，脱出70ml甲苯后，进行低温结晶，结晶时间1h，后过滤、干燥，得到对羟基苯腈产品10.68g，滤液可集中回收套用。

[0068] 实施例3

[0069] （1）对亚硝基苯酚的合成

[0070] 称取0.1mol苯酚、0.11mol亚硝酸钠、0.1mol氢氧化钠加入四口烧瓶中，加入50g水，搅拌30min，混合均匀，得到混合液A；

[0071] 称取20%硫酸溶液200g，置于冰水浴中降温至5～20℃，后将混合液A缓慢滴加至硫酸溶液中，析出白色固体，此时控制滴加速率使反应体系温度不超过20℃，滴加结束后，保温继续搅拌30min，反应结束；

[0072] 对反应后的混合液进行过滤，滤渣用水洗涤两次，干燥后得到对亚硝基苯酚12.08g；

[0073] 按照上述方法，可以重复多次，制得所需量的对亚硝基苯酚；

[0074] （2）对羟基苯胺的合成

[0075] 用氮气将反应釜置换三次，每次充氮气压力为0.01Mpa；

[0076] 向反应釜内加入0.1mol对亚硝基苯酚，150ml甲醇和催化剂Pt 0.05g，开启搅拌；控制釜内温度为15‑30℃，后向釜内通入氢气，至反应釜压力为0.07MPa，保压继续搅拌反应
1.5h；

[0077] 反应结束，釜内气体用氮气置换三次；反应液进行过滤，滤渣用甲醇洗涤两次，滤液进行常压蒸馏，蒸馏出120ml溶剂，剩余物放置在低温槽内（‑5℃～10℃）进行结晶，搅拌结晶2h，过滤干燥得到对羟基苯胺10.69g，滤液可集中回收套用；

[0078] 按照上述方法，可以重复多次，制得所需量的对羟基苯胺；

[0079] （3）对羟基苯腈的合成

[0080] 取15%盐酸122g和0.1mol对羟基苯胺加入烧瓶内，开动搅拌，控制体系温度在5～15℃，然后向其中缓慢滴加30%亚硝酸钠溶液25g，滴加时间在1h左右，滴加完毕后，保温反应0.5h，得到溶液B；

[0081] 取0.1mol氰化钠、0.008mol氯化亚铜、20g水、50ml甲苯在另一烧瓶内混合，开启搅拌，控制温度在10‑25℃，然后向其中滴加溶液B，滴加时间在1.5‑2h，滴加完毕后，保温反应0.5‑1h；

[0082] 反应结束，静置进行分液，水相用25ml甲苯萃取两次，合并有机相；有机相进行减压蒸馏，脱出70ml甲苯后，进行低温结晶，结晶时间1h，后过滤、干燥，得到对羟基苯腈产品10.74g，滤液可集中回收套用。