Способ получения 4-(3-амино-4-нитрофенокси)бензойной кислоты под действием ультразвука

Способ получения 4-(3-амино-4-нитрофенокси)бензойной кислоты под действием ультразвука

Реферат

Изобретение относится к способу синтеза аминофеноксибензойных кислот, в частности к получению 4-(3-амино-4-нитрофенокси)бензойной кислоты под действием ультразвука,

которая используется в качестве полупродукта в синтезе мономера АБ-типа для термостабильных полимерных материалов (US 4414383, 8.11.1983; US 4483977, 20.11.1984; US 5374706, 20.12.1994; А.Ю. Лейкин, А.Л. Русанов, Р.С. Бегунов, А.И. Фоменков. Синтез и свойства поли-2-(4′-оксифенилен)-5-бензимидазола и протонпроводящей мембраны на его основе // Высокомолек. соед. С. 2009. Т. 51. №7. С. 1264-1268).

Известен трехстадийный способ получения 4-(3-амино-4-нитрофенокси)бензойной кислоты (Патент 2409554 РФ, Бегунов Р.С., Зубишина А.А.), включающий следующие стадии: ацилирование 2-нитро-5-хлоранилина уксусным ангидридом при температуре 90°С в течение 1 ч, нуклеофильное замещение атома хлора, при взаимодействии с 4-гидроксибензойной кислотой в ДМСО в присутствии K₂CO₃ при температуре 105°С в течении 8 ч, снятие ацильной защиты аминогруппы в результате щелочного гидролиза при температуре 60°С в течении 0.5 ч.

Недостатками известного способа синтеза 4-(3-амино-4-нитрофенокси)бензойной кислоты являются: продолжительное время протекания реакции ароматического нуклеофильного замещения, а также необходимость дополнительных стадий ацилирования 2-нитро-5-хлоранилина и гидролиза ацетамидной связи в 4-(3-ацетамидо-4-нитрофенокси)бензойной кислоте, что увеличивает операционное время процесса, а также приводит к снижению суммарного выхода целевого продукта и его степени чистоты.

Цель изобретения - сокращение количества стадий, уменьшение времени и температуры реакции ароматического нуклеофильного замещения, повышение выхода 4-(3-амино-4-нитрофенокси)бензойной кислоты.

Поставленная цель достигается тем, что процесс замещения галогена в 2-нитро-5-хлоранилине осуществляют при ультразвуковой активации. Причем ароматическое нуклеофильное замещение атома хлора проводят в ДМСО в присутствии K₂CO₃ при частоте ультразвука, равной 37 кГц, при температуре 80°С в течении 2 ч и мольном соотношении 2-нитро-5-хлоранилин : 4-гидроксибензойная кислота = 1:1.05.

Реализация предложенной схемы синтеза 4-(3-амино-4-нитрофенокси)бензойной кислоты позволяет сократить количество стадий с трех до одной, уменьшить время с 8 ч до 2 ч и температуру с 105°С до 80°С процесса ароматического нуклеофильного замещения и получить целевой продукт с выходом 95%.

Строение и чистоту промежуточных соединений и целевых продуктов анализировали методами ЯМР ¹Н - и масс-спектрометрии, определением температуры плавления и элементного состава.

Изобретение иллюстрируется следующим примером.

Пример. 4-(3-амино-4-нитрофенокси)бензойная кислота

17.3 г (0.100 моль) 5-хлор-2-нитроанилина, 14.5 г (0.105 моль) 4-гидроксибензойной кислоты и 43.5 г (0.315 моль) K₂CO₃ в 200 мл ДМСО подвергается воздействию ультразвука при температуре 80°С в течение 2 ч. После охлаждения реакционная смесь выливается в воду и обрабатывается уксусной кислотой до рН=6, выпавший осадок отфильтровывается. Выход 26.0 г (95%), Т_пл=243-245°С.

Найдено %: С 57.06; Н 3.61; N 10.19. C₁₃H₁₀N₂O₅.

Вычислено %: С 56.93; Н 3.65; N 10.22.

Спектр ЯМР ¹Н, δ, м.д.: 6.30 (дц) (1Н, Н^6′, J=10.0 Гц, J=1.0 Гц), 6.35 (д) (1H, Н^2′, J=1.5 Гц), 7.00 (д) (2Н, Н^3,5, J=9.5 Гц), 7.55 (с) (2Н, NH₂), 7.90 (д) (2Н, Н^2,6, J=10.0 Гц), 8.00 (д) (1Н, Н^5′, J=10.0 Гц), 13.00 (с) (1H, СООН). Масс-спектр, m/z (I_отн, %): 274 (84) [М]⁺, 227 (37), 123 (100), 90 (89), 76 (92).

Способ получения 4-(3-амино-4-нитрофенокси)бензойной кислоты под действием ультразвука, включающий процесс замещения галогена в 2-нитро-5-хлоранилине при взаимодействии с 4-гидроксибензойной кислотой в ДМСО в присутствии K₂CO₃ при ультразвуковой активации, причем ароматическое нуклеофильное замещение атома хлора проводят в ДМСО в присутствии K₂CO₃ при частоте ультразвука, равной 37 кГц, при температуре 80°С в течение 2 ч и мольном соотношении 2-нитро-5-хлоранилин:4-гидроксибензойная кислота=1:1.05.