Способ получения 4-нитрофенола

 

Изобретение относится к синтезу 4-нитрофенола окислением 4-нитрозофенола перекисью водорода в щелочной среде. Выход составляет 80%. 1 табл.

Изобретение относится к синтезу органических веществ, в частности 4-нитрофенола, который используется в качестве исходного сырья для получения действующего начала противогрибкового препарата (Luksi K.L. Hesaen D. Navacek A. Vondracek B. патент ЧССР N 181644, 15.02.80, кл. С 07 С 79/12, Gilbert E. Virett E. патент США N 2629645, 24.02.53, РЖХ 55:30056 П) Кроме того, 4-нитрофенол используется в качестве антисептика в кожных изделиях, в каучуке и лакокрасочных материалах (Мельников И.Н. Биокоррозия, биоповреждения, обрастания. М. Наука, 1986, с. 136 144,).

До настоящего времени 4-нитрофенол получали различными способами. Так, нитрованием фенола, нитрующей смесью, состоящей из азотной кислоты, серной кислоты и окислов азота получают смесь пара- и орто-нитрофенолов, 73 и 17% соответственно. К недостаткам метода нитрования фенола следует отнести образование изомерных продуктов нитрования и использование в реакции окислов азота (патент США N 3663261, РЖХ, 1973, 711133П, патент США N 3517075, РЖХ 1971, 8Н12ОП). Аналогичным образом п-нитрофенол получают в смеси с орто-изомером при обработке фенола в азотной кислоте жидкими окислами азота при 0^oC. (патент США N 3510527, РЖХ 7Н207П, 1971).

При нитровании гидроперекиси кумола смесью азотной кислоты и окислов азота в хлороформе получают смесь орто- и пара-нитрофенола (30% и 7% соответственно) (патент США N 3388173, 11.06.68, РЖХ, 1969, 22Н192 П). Недостатком этого метода является использование в качестве исходного сырья малоустойчивой гидроперекиси органического соединения. Кроме того, все рассмотренные процессы нитрования сопровождаются выделением токсичных окислов азота либо предусматривают применение окислов для нитрования. Для разделения изомеров, образующихся при нитровании фенолов осуществляют перегонку с паром, что делает процесс менее технологичным.

Согласно патенту (патент США N 3283011, 1966 г. Chem. Abstr. 1987, v. 66, 2340) 4-нитрофенол получают нагреванием 4-нитрохлорбензола при 160^oC в автоклаве в 2 4%-ном водном растворе щелочи при непрерывном продувании воздухом. К недостаткам этого способа можно отнести проведение процесса под давлением и использование 4-нитрохлорбензола, получение которого сопряжено с определенными технологическими трудностями, связанными с селективностью нитрования хлорбензола.

Наиболее удобным и перспективным методом получения 4-нитрофенола является окисление 4-нитрозофенола. Так, при окислении 4-нитрозофенола азотной кислотой был получен целевой 4-нитрофенол 4-нитрозофенола азотной кислотой был получен целевой 4-нитрофенол (Bala E. Vitun M. Orosz S. патент СРР N 53446, опубл. 27.12.71, кл. 12д 15/01/C 07 C 79/26, РЖХ 14Н201П. 1973). В водную суспензию нитрозофенола добавляют азотную кислоту (уд.в. 1,41) и через 4 ч вымораживают 4-нитрофенол. Этот метод является наиболее близким к предполагаемому изобретению и принимается за прототип.

К недостаткам метода можно отнести выделение высокотоксичных окислов азота в течение всего процесса окисления.

Целью настоящего изобретения является создание экологически чистого и технологического способа получения 4-нитрофенола. Сущность метода, заключающаяся в окислении 4-нитрозофенола, отличается тем, что осуществляют окисление щелочного раствора 4-нитрозофенола 20 33% перекисью водорода при мольном соотношении нитрозофенол: перекись водорода 1: 1, 5 2 в присутствии Na₂WO₄·2H₂O. В отсутствии катализатора окисление нитрозофенола в этих условиях практически не осуществляется.

В предлагаемом способе исключена необходимость использования в качестве окислителя азотной кислоты, приводящей к образованию значительного количества окислов азота. Замена окислителя делает процесс экологически чистым и более технологичным, поскольку отпадает необходимость сооружения газопоглотительного оборудования.

Пример. В колбу с механической мешалкой загружают 160 мл воды, 10 г гидроксида натрия, (0,2 мол) 24,6 г п-нитрозофенола и 0,001 г Na₂WO₄·2H₂O. К полученному раствору при перемешивании постепенно прибавляют 0,3 0,4 мол 20 33% перекиси водорода, поддерживая температуру 20 30^oC (при необходимости охлаждают ледяной водой). После прибавления выдерживают при этой же температуре 3 ч и нейтрализуют 15% серной кислотой. Полученный осадок отфильтровывают, промывают водой, выход 22,2 г 80% Т.пл. 112 113^oC. Т.пл. лит. 114^oC.

ТСХ соответствует 4-нитрофенолу. (См. таблицу).

Формула изобретения

Способ получения 4-нитрофенола формулы окислением 4-нитрозофенола, отличающийся тем, что проводят окисление щелочного раствора 4-нитрозофенола 20 33%-ой перекисью водорода при мольном соотношении нитрозофенол перекись водорода 1 1,5 2 в присутствии катализатора Na₂WO₄ · 2H₂O.

РИСУНКИ

Рисунок 1