本发明属于重氮盐化合物领域。 本发明涉及制备通式(Ⅰ)的取代二苯胺-4-重氮盐的方法:
式中R1代表氢原子,C1-5烷基或C1-3烷氧基;
R2和R3相同或不相同,并代表氢原子,C1-3烷基或C1-3烷氧基:
R4代表氢原子,C1-12烷基或C1-12烷氧基;
X-代表卤素负离子、无机或有机酸根。
此处所述的取代二苯胺-4-取代重氮盐,系指通式(Ⅰ)中的R1、R2、R3、R4中至少有一个不是氢的通式(Ⅰ)化合物。
由二苯胺-4-重氮盐与甲醛缩合制得的重氮盐树脂,是制备负性予涂感光印刷版(商业上称负性PS版)的感光涂层原料(参见,角田隆弘等著,丁一译《感光性树脂》科学出版社,1978年)。80年代,W.Jeffers等报导了由3-取代二苯胺重氮盐制得的新型重氮盐树脂,特别是3-甲氧基二苯胺-4-重氮盐树脂,感光性高、稳定性好,如在其中加入特定结构的染料,可使之增感,据称可用氩离子激光扫描成像,而且感光、印刷性能都非常优异〔参见,W.Jeffers等U.S.4,248,959,(1981),U.S.4,486,529(1984);J.E.Wall等,U.S.4,436,804(1984)U.S.4,448,873(1984)〕。但至今在文献中未见有关3-甲氧基二苯胺-4-重氮盐的制备方法,甚至有关苯环上有取代基的-4-氨基二苯胺的制备也报导得甚少,而在所报导者中,其所用原料皆较难得,产率也较低〔参见,J.G.Farbeind,C.A.28,3426(1934),C.A.27,2463(1933),C.A.25,1262(1931)〕。
本发明提供一种制备取代二苯胺-4-重氮盐的方法,该方法包括:
1.使式(Ⅱ)的化合物在氮气保护下与钾反应后,与式(Ⅲ)的化合物在式(Ⅱ)化合物或烃中反应,生成化合物(Ⅳ),
各式R1、R2、R3、R4的含义与前述的相同,X代表卤原子。
式(Ⅱ)的化合物及其盐和式(Ⅲ)的化合物可用文献上的一般方法制得。
可用地烃类介质包括脂肪烃和芳烃,前者可以是开链和环状的烷烃,或它们的混合物,但沸点需不低于100℃,后者可用甲苯、二甲苯、三甲苯。反应在回流温度下,约需进行0.5-2小时。
2.使化合物(Ⅳ)在酸性醇溶液中,与亚硝酸钠或其水溶液进行亚硝基化反应,生成化合物(Ⅴ)
酸性醇溶液可用氯化氢的甲醇、乙醇、丙醇溶液或于甲醇、95%乙醇、丙醇中加入适量浓盐酸。反应于-5-2℃进行20-60分钟。将反应混合物中和至中性,用氯代烃提取,即得化合物(Ⅴ)。不提纯即可用于下一步反应。
3.使化合物(Ⅴ)在酸性介质中进行重排,形成化合物(Ⅵ)
酸性介质可用酸性醇溶液,例如,氯化氢甲醇或乙醇溶液。反应在20-30℃最好在25℃下进行0.5-1小时,用碱金属氢氧化物溶液调节反应混合物的pH大于12,继续搅拌0.5-1小时后,滴入30%硫酸,析出的结晶即化合物(Ⅵ)。
4.将式(Ⅵ)的化合物在碱性介质,例如,氢氧化钠溶液中还原,可得到化合物(Ⅶ):
还原剂可用连二亚硫酸钠,亚硝基化合物与还原剂的摩尔比为1∶1.5,反应时温度可升至60-70℃,反应约需0.5-1小时。也可用锌粉作还原剂,加热回流1小时即可完成反应。以上皆可按常规处理方法进行处理,即得到还原产物。
5.式(Ⅶ)的化合物在酸性介质中,于-5-0℃,与亚硝酸钠作用,生成重氮盐。酸性介质可用酸性醇溶液,以用95%乙醇加浓盐酸最为方便。反应约需0.5-1小时。按常规方法进行处理,即可得到X-为Cl-的式(Ⅰ)化合物。若于反应混合物的滤液中分别加入无机酸或有机酸,如硫酸、四氟硼酸,对-甲苯磺酸,则得到相应酸的重氮盐。
为了进一步说明本发明,列举以下实例,但并非以此限制本发明。
实例1.3-甲氧基二苯胺的制备:
于500毫升三口瓶中加入167毫升苯胺,于氮气保护下,将3.7克(0.09摩尔)金属钾加入其中,缓慢加热回流至钾完全消失。随后,滴入9.5克(0.07摩尔)间-氯苯甲醚,并保持微沸回流40分钟,将反应物冷至40℃,慢慢加入100毫升水,再加入30毫升乙醚,分出水相,有机相用5%盐酸洗至呈酸性,再用水洗至中性,蒸去乙醚和低沸点物后减压蒸出产品,收集145-148/0.5mmHg馏分,为灰白色固体,用乙酸乙酯-正己烷重结晶,得3-甲氧基二苯胺,为灰色晶体,重8克(产率60%)熔点67-68℃。
实例2.上述化合物的制备之二:
按照例1进行反应,所不同的是,于反应物中加入100毫升水后,分出油层,将之在氮气保护下减压蒸去苯胺,然后蒸出产品,得褐色固体,经用乙酸乙酯-正己烷重结晶两次得浅灰色晶体7.5克,熔点67-68℃。
实例3.3-甲氧基-4-亚硝基-二苯胺的制备:
于100毫升三口瓶中加入2.5克(12.6毫摩尔)3-甲氧基二苯胺,50毫升95%乙醇,用冰冷却至-5℃,于其中加入4毫升浓盐酸,在搅拌下,将1.06克(16.4毫摩尔)亚硝酸钠溶于2毫升水中的溶液,于0℃以下,慢慢滴入以上溶液中,滴完后继续搅拌反应液10分钟,将之倒入冰水中,用10%氢氧化钠水溶液将混合液的pH调至7,各用50毫升氯仿提取两次,合并提取液,在室温减压下,于回旋蒸发器中除去溶剂,残留物为N-亚硝基-3-甲氧基二苯胺,重2.4克(产率85%)粘稠油状物,将该产品溶于3毫升甲苯中,于25℃把此溶液滴入盛2.4克氯化氢甲醇溶液(32%)的三口瓶中,滴完后继续反应1小时。于反应液中加10%氢氧化钠溶液将pH调至12,再搅拌30分钟。分出水层,于其中慢慢滴加30%的硫酸,至有多量结晶析出,过滤,得深兰色有金属光泽的3-甲氧基-4-亚硝基二苯胺2.4克(84%)。熔点153-154℃。
元素分析:计算值(%)C67.73,H5.20,N11.93
实验值(%)C68.40,H5.30,N12.30
实例4.3-甲氧基-4-氨基二苯胺的制备:
于50毫升三口瓶中加入1.2克(5.3毫摩尔)3-甲氧基-4-亚硝基二苯胺,5毫升5N氢氧化钠,搅拌至全溶后,于约35℃,加入2.6克(12.0毫摩尔)连二硫亚硫酸钠,加入后温度升至60-65℃,保持此温度搅拌30分钟后,用6N盐酸将反应液pH调至8,过滤,用水洗至中性,得深色固体产物3-甲氧基-4-氨基二苯胺。用乙醇-水重结晶,得灰色针状结晶,重0.96克(产率85%)。熔点85-87℃。
元素分析:计算值(%)C72.73,H6.4,N12.8
实验值(%)C72.90,H6.5,N13.1
实例5.上述化合物制备之二:
于50毫升三口瓶中加入1.2克3-甲氧基-4-亚硝基二苯胺,20毫升乙醇,4毫升20%的氢氧化钠水溶液,然后加热回流,在1小时内分批将13克锌粉加入反应液中,加完后继续反应10分钟,冷却反应物,过滤,于滤液中加入4毫升浓盐酸,得灰白色3-甲氧基-4-氨基二苯胺盐酸盐1克(产率76.5%)。熔点249-251℃。该盐酸盐溶于热水后,迅速水解为3-甲氧基-4-氨基二苯胺,无色晶体,熔点86-87℃。
实例6.3-甲氧基二苯胺-4-重氮盐的制备:
于50毫升三口瓶中加入1克(4.7毫摩尔)3-甲氧基-4-氨基二苯胺,15毫升95%乙醇,3毫升浓盐酸,于0-5℃,滴入0.4克(5.8毫摩尔)亚硝酸钠于1毫升水中的溶液,滴完后继续搅拌30分钟,过滤,于滤液中加入0.4克氯化锌,避光放置过夜,得草绿色结晶1.38克(产率84%)为3-甲氧基二苯胺-4-重氮盐酸盐1/2氯化锌复合物。熔点176-178℃(分解)。
若以1毫升浓硫酸代替氯化锌则得3-甲氧基二苯胺-4-重氮酸式硫酸盐1.17克(产率80%),熔点195-197℃(分解)。
元素分析:计算值(%)C47.72,H3.96,N12.70
C48.30,H4.02,N13.00
实例7.2-甲基二苯胺的制备:
按照例1或2的步骤进行反应,所不同的是将间-氯苯甲醚改换成邻-氯甲苯,即可得所需的产品,为无色固体,可用乙酸乙脂重结晶,沸点143-146/4.5mmHg,熔点40-41℃。产率65%。