一种3-氨基苯酚的制备方法
阅读说明：本技术 一种3-氨基苯酚的制备方法 (Preparation method of 3-aminophenol ) 是由 瞿军 吴宏祥 掌鹏程 沈润溥 于 2020-12-14 设计创作，主要内容包括：本发明涉及有机合成化工领域内的一种3-氨基苯酚的合成方法,其以N,N’-双(3-羟基苯基)硫脲为起始原料,乙腈和水为溶剂,过硫酸钾为氧化剂,经氧化反应制备3-氨基苯酚。本发明提供的反应条件温和,操作简单,具有良好的推广应用价值。本发明的目标产物在化学制药、有机合成等方面具有巨大应用价值。(The invention relates to a method for synthesizing 3-aminophenol in the field of organic synthesis chemical industry, which takes N, N' -bis (3-hydroxyphenyl) thiourea as a starting material, acetonitrile and water as solvents, potassium persulfate as an oxidant, and prepares the 3-aminophenol through oxidation reaction. The method provided by the invention has the advantages of mild reaction conditions, simple operation and good popularization and application values. The target product of the invention has great application value in the aspects of chemical pharmacy, organic synthesis and the like.)
技术领域
本发明属于有机合成化工领域，具体涉及一种3-氨基苯酚的合成方法。
背景技术
3-氨基苯酚(式Ⅰ)是一种重要的精细化工原料和有机中间体，广泛应用于医药、农药、染料、抗氧剂、催化剂、显影剂等领域。在医药方面，3-氨基苯酚可用于合成抗结核病药对氨基水杨酸钠，参与抗癌、镇定、止痛药物曲马多以及抗胆碱酯酶药-依酚氯铵的制备；在农药方面，间氨基苯酚可用于合成除草剂(甜菜安、甜菜宁)、杀菌剂(灭锈胺、氟酰胺)，以及参与抗球虫药物甲苄氧喹啉的制备。
目前，文献报道的3-氨基苯酚制备方法有以下几种：
(1)目前，生产3-氨基苯酚的方法主要以还原法为主，例如3-硝基苯酚铁粉还原法，3-硝基苯酚加氢还原法。其中，3-硝基苯酚加氢还原法是应用较广泛的工艺，其反应催化剂主要以铂(Pt)、钯(Pd)和铑(Rh)等贵金属及铜 (Cu)、镍(Ni)、铅(Zn)、钼(Mo)等廉价金属为主。虽然催化效果明显，反应收率高，但贵金属催化剂价格成本过高，在工业化生产中的应用有限；廉价金属负载型催化剂的稳定性差、制备过程中易发生团聚。
(2)Caitlin McCarthy等，在室温下以水为反应溶剂，利用铜负载型催化剂(Cu(0)NPs-CALB)催化3-氨基苯硼酸选择性地羟基化为3-氨基苯酚。该方法反应收率可达99％，但是催化剂的循环回收率低，不适合大量生产。
(3)Monika Tomanová等，以水为反应溶剂，在微波介导下通过亚硫酸钠还原脱卤化作用，将5-氨基-2-溴苯酚转化为3-氨基苯酚。该方法反应收率高，为93％，但是反应时间长、需要微波介导反应，对反应设备要求较高。
为了克服上述方法的缺点，本发明提供了一种制备3-氨基苯酚的新方法，以N,N'-双(3-羟基苯基)硫脲为原料，经裂解反应制备3-氨基苯酚，该反应步骤简短，反应条件温和，成本低，收率可达76％以上。
发明内容
本发明旨在提供一种3-氨基苯酚的制备方法，使其合成简洁、高效，反应条件温和，操作简单。
为此，本发明采取的技术方案如下：一种3-氨基苯酚的制备方法，其以 N,N'-双(3-羟基苯基)硫脲(式Ⅱ)为起始原料，乙腈和水为溶剂，过硫酸钾为氧化剂，经氧化反应制备3-氨基苯酚，反应式如下：
其中，过硫酸钾与N,N'-双(3-羟基苯基)硫脲的用量摩尔比为(1-4)：1。优选用量摩尔比为3：1。
所述溶剂中乙腈与水体积比为1:3。
反应温度为60℃-90℃，反应时间6-9小时。优选反应温度为80℃，反应时间8小时。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
(1)本发明提供了一条3-氨基苯酚合成的新路线，以N,N'-双(3-羟基苯基)硫脲为原料，过硫酸钾为氧化剂，经氧化反应制备3-氨基苯酚。
(2)本发明制备路线反应溶剂为乙腈和水，减少了有机溶剂的使用，符合绿色化学的要求。
(3)本发明提供的路线，反应条件温和，操作简单，具有良好的推广应用价值。
(4)本发明的目标产物在化学制药、有机合成等方面具有巨大应用价值。
附图说明
图1为目标化合物的核磁氢谱。
图2为目标化合物的核磁碳谱。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步说明。
实施例中使用的分析仪器与设备：核磁共振仪(AVANCE DMXⅡⅠ400M，Bruker公司)。
实施例1：3-氨基苯酚的制备
在100ml的圆底烧瓶中依次加入N,N'-双(3-羟基苯基)硫脲 (2.6g,10mmol)、10ml乙腈、30ml水、过硫酸钾(8.1g,30mmol)，80℃加热回流8h(TLC跟踪反应进程，可选择6-9h)，反应式如下：
反应结束后，蒸出乙腈；冷却至室温，加100ml纯净水，用二氯甲烷萃取，分层，有机相用无水硫酸钠干燥、浓缩得粗品，经柱层析纯化得纯品 1.657g，收率76.0％。
产物的核磁氢谱和核磁碳谱数据如下：
1H NMR(400MHz,DMSO)δ8.86(s,1H)，6.79(t,J＝7.6Hz,1H),6.03-6.01 (m,2H),5.97-5.95(m,1H),4.88(s,2H).
13C NMR(100MHz,DMSO)δ158.50,150.24,129.91,105.90,103.79, 101.42.
产物的结构式为：
实施例2：氧化剂的筛选
本实施例的实验条件、投料量与实施例1相同，选择不同的氧化剂(原料II的3倍(摩尔比))进行实验，具体如表1所示：
表1
氧化剂
收率
1
过氧化叔丁醇
48.5％
2
双氧水
42.2％
3
过硫酸钾
76.0％
4
过硫酸钠
71.5％
由表1可见，当选用双氧水为氧化剂时反应收率最低，仅为42.2％，选用过硫酸钠为氧化剂时，反应收率为71.5％，而选用过硫酸钾为氧化剂时，反应收率最高，为76.0％；综上，本发明选用过硫酸钾作为反应氧化剂。
实施例3：过硫酸钾(K2S2O8)用量的筛选
本实施例的实验条件、投料量与实施例1相同，选择不同剂量的K2S2O8进行实验，具体如表2所示：
表2
用量(mmol)
收率
1
10
61.5％
2
20
71.1％
3
30
76.0％
4
40
73.5％
由表2可见，当过硫酸钾的用量为10mmol时，反应收率仅为61.5％；当用量为30mmol时，反应收率为76.0％，然而，继续增加过硫酸钾的用量，反应收率却有所下降；综上，本发明选用30mmol过硫酸钾最优。
实施例4：溶剂的筛选
本实施例的实验条件、投料量与实施例1相同，选择不同的反应溶剂进行实验，具体如表3所示：
表3
溶剂
收率
1
乙醇
68.0％
2
乙腈
46.2％
3
二氯甲烷
23.5％
4
乙腈/水
76.0％
5
水
73.5％
由表3可见，当选用二氯甲烷为溶剂时反应收率最低，仅为23.5％，而选用水为溶剂时，反应收率为73.5％，当选用乙腈和水混合溶剂时，反应收率最高，为76.0％；综上，本发明选用乙腈和水的混合液作为反应溶剂。
实施例5：混合溶剂的比例筛选
本实施例的实验条件、投料量与实施例1相同，选择不同的溶剂混合比进行实验，具体如表4所示：
表4
乙腈：水
收率
1
1:1
65.5％
2
1:2
73.2％
3
1:3
76.0％
4
1:4
76.3％
由表4可见，当选用乙腈和水的混合比为1:1时反应收率最低，仅为65.5％，而选用乙腈和水的混合比为1:2时，反应收率为73.2％，当选用乙腈和水的混合比为1:3时，反应收率最高，为76.0％，然而继续增加水的用量，反应收率没有明显提高；综上，本发明选用乙腈和水的混合比为1:3时，为最佳值。
实施例6：反应温度的筛选
本实施例的实验条件、投料量与实施例1相同，选择不同的反应温度进行实验，具体如表5所示：
表5
温度℃
收率
1
60
55.2％
2
70
71.5％
3
80
76.0％
4
90
70.5％
由表5可见，当反应温度为60℃时反应收率最低，仅为55.2％，随着反应温度的升高，反应收率明显提高，当选用反应温度为80℃时，反应收率最高，为76.0％，然而继续升高温度，反应收率却明显下降；综上，本发明可选反应温度为70-90℃，优选反应温度为80℃。
本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在发明的保护范围内。
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