專利名稱：直接合成4，4′-二硝基二苯基脲的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于采用旋轉(zhuǎn)熔融法直接由游離的對-硝基苯胺與尿素反應(yīng)合成4，4-二硝基二苯基脲(Ⅰ)的方法
雖然早在1922年就有關(guān)于直接由游離芳胺與尿素反應(yīng)合成對稱的二取代芳基脲的報道〔T.L.Davis，etal，JACS，Vol.44，P.2595(1922)〕，但是，至今尚未見由此法制備(Ⅰ)的報道。究其原因，可能與對一硝基苯胺分子中氨基的的親核性很差有關(guān)。至今見諸文獻的合成(Ⅰ)的方法可以歸納為下述幾類(一)對一硝基苯胺鹽酸鹽與尿素反應(yīng)
將兩組份混合后直接熔融，收率極低(16%[R.Bognar，etal，Actachim.Acad.Sci.Hung，Vol.4，P.355(1954);C.A.，Vol.50，211a]。僅當采用高沸點的鄰苯二甲酸二丁酯或含鄰苯二甲酸二丁酯的石臘油為溶劑后，方可獲得較高收率的反應(yīng)產(chǎn)物(分別為89%和92%)[1)，Pol.PL126634;C.A.，Vol.106，32620a，2)，Czech.124613;C.A.，Vol.69，96205u]。
(二)對一硝基苯胺與光氣反應(yīng)2 PO2NC6H4NH2+CoCl2→I+2Hcl此法收率雖高(以硝基苯為溶劑收率達92%，而以鄰二氯苯為溶劑時收率可達97%)，但使用了劇毒的光氣[1)，D.F.KutepovandN.S.Rozahova，Zhur.ObshcheiKhim，Vol.27P.2532(1057);C.A.，Vol.52，7182cd，2)，Pol.PL123410;C.A.，Vol.102，148902r]。
(三)二苯基脲的硝化硝化試劑可以是硝酸-冰醋酸[KyosukaTsudaandSkusakuSakamoto，J.Pharm.Soc.Japan，Vol.64，P.221(1944)];硝酸-濃硫酸[I.M.KoganandD.F.Kutepov，Zhur.ObshcheiKhim，Vol.21，P.1297(1951);C.A.Vol.46，2003d];稀硝酸〔USSR78379;C.A.，Vol.48，7056i]等。這些方法不僅流程長(先縮合后硝化共兩步)，總收率不高，而且也不易得到純度較高的產(chǎn)品。
(四)異氰酸酯法P-O2NC6H4NO+P-O2NC6H4NH2→Ⅰ這一方法可獲得較高收率的產(chǎn)品(89%)，并被用來合成標準樣品[1)，D.J.Beaver，etal，J.Org.Chem，Vol.24，P.1676(1959)，2)，SheldonA.Bucklar，J.Org.Chem.，Vol.24，P.1460(1959)]。但是，由于需要由對一硝基苯胺合成對-硝基苯胺異氰酸酯后，再合成所需產(chǎn)品，因此，實際上此法只適用于在實驗室合成(Ⅰ)，而不適合于工業(yè)規(guī)模的生產(chǎn)。
此外，還有一些合成(Ⅰ)的其它方法，但是都采用了特殊的試劑，有的收率還相當?shù)?。因此均不依宜在工業(yè)生產(chǎn)中采用。此外不再詳述。[1)，F(xiàn).L.Scott，etal，J.Org.Chem.，Vol.22，P.820(1957)，2)，WillyLogemann，etal，Chem.Ber.，Vol.91，P.2574(1958)，3)，SheldonA.Bucklar，J.Org.Chem.，Vol.24，P.1460(1959)，4)，E.P.NesynovandP.S.Pelkis，Zh.Obshck.Khim，Vol.34，P.3469(1964);C.A.Vol.62，3960c，5)，Kim，Yong，hae，etal，Chem.Lett.，P.309(1984)]。
本發(fā)明敘及的4，4′-二硝基二基脲是抗雞球蟲藥“球蟲凈”(國外商品名Nicarbazin)的重要組份?！扒蛳x凈”的化學結(jié)構(gòu)式如下
即4，4′-二硝基二苯基脲與4，6-二甲基-2-羥基嘧啶的分子復合物〔1)，A.C.Cuckler，etal，Science，Vol.122，P.244(1955)，2)，MarshallSittiy，VeterinaryDrugManufacturingEncyclopedia，NoyesPublication，USA，1981，P.314]?！扒蛳x凈”是1955年首先由美國的Merck公司研制成功的抗雞球蟲藥物。將它拌和于雞飼料中能有效地預防雞球蟲病的發(fā)生，劑量僅為飼料量的0.0125%，即125PPM。藥劑使用極為安全，在不超過正常劑量3-4倍的情況下，對雞群生長無不良影響?！扒蛳x凈”雖屬老品種，但是近來未發(fā)現(xiàn)，它在各種抗雞球蟲藥物中引起抗性較慢，加之肉雞生產(chǎn)的不斷擴大，世界市場對這一藥物的需求量正在不斷增長。簡化合成程序，將“球蟲凈”的合成方法推向一個新階段，降低生產(chǎn)成本是本發(fā)明的宗旨所在。
所謂旋轉(zhuǎn)熔融法，即在一個可以旋轉(zhuǎn)的反應(yīng)器(如旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀)中，加入反應(yīng)物，然后在高于反應(yīng)混合物熔點的溫度下加熱一段時間，同時旋轉(zhuǎn)反應(yīng)器，以使反應(yīng)混合物盡可能成為均勻的一相，然后迅速升溫至接近產(chǎn)物的溶點(分解點)溫度，僅反應(yīng)器保持旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，以保證反應(yīng)在均勻混合的條件下進行，直至反應(yīng)完成。
用旋轉(zhuǎn)熔融法合成(Ⅰ)的方法具有如下特征(1)、只有對硝基苯胺和尿素兩種原料，不需其他輔助試劑;(2)、合成反應(yīng)是在處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的反應(yīng)中進行的;(3)、反應(yīng)物混合物在(140°-200℃)下加熱熔融一段時間，然后迅速升溫至接近產(chǎn)物熔點溫度(260-300℃)，直接反應(yīng)完成。用該法制備(Ⅰ)的操作過程如下將反應(yīng)物對硝基苯胺和尿素加入可以旋轉(zhuǎn)的反應(yīng)器(如旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中)，然后在140-200℃(以140-160℃最佳)的溫度下加溫20分鐘左右，并同時旋轉(zhuǎn)反應(yīng)器，使反應(yīng)混合盡可能成為均勻的一相，然后迅速升溫至260-300℃(以280-300℃最佳)，并保持反應(yīng)器的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，以保證反應(yīng)在均勻混合的條件下進行。在這樣的溫度下，放氨過程迅速進行，幾分鐘后，內(nèi)容物固化，反應(yīng)即告完成。然后加入二甲基甲酰胺，加熱溶解，再冷卻，即可獲得針狀結(jié)晶的反應(yīng)產(chǎn)物。
本發(fā)明敘述的旋轉(zhuǎn)熔融法除了用于合成4，4′-二硝基二苯基脲外，還適用于反應(yīng)物之間熔點相差不太大的各種固相反應(yīng)。
本發(fā)明敘及的合成4，4′-二硝基二苯基脲的旋轉(zhuǎn)熔融法與現(xiàn)有方法相比有如下特點(1)反應(yīng)周期短。反應(yīng)時間為半小時，加上重結(jié)晶的時間，公約需兩小時，而收率良好(可達80%左右)。
(2)使用原料品種最少。除了反應(yīng)必需的對一硝基苯胺和尿素外，不需要任何輔助試劑。
(3)操作簡便。兩種原料混合后加熱即成，沒有一般程序要求的分離過程。
實例1在50毫升梨形瓶中，依次加入0.6克(0.01摩爾)尿素、2.8克(0.02摩爾)對一硝基苯胺。將梨形瓶連接到旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀上，電熱套加熱至140-160°，轉(zhuǎn)動，并在此溫度下加熱20分鐘。待反應(yīng)物呈黃色澄清液體，迅速升溫至280-300°并保持2-5分鐘，待反應(yīng)物固化，反應(yīng)即告完成。取下梨形瓶，加入15毫升二甲基甲酰胺，加熱使內(nèi)容物溶解，室溫冷卻，析出黃色針狀結(jié)晶，熔點312-314°(分解)，產(chǎn)品重2.4克，收率80%。
實例2操作及原料用量同實例1。先在160-180°下加熱反應(yīng)混合物20分鐘，然后迅速升溫至280-300°。重結(jié)晶后產(chǎn)品重2.2克，收率73%。
實例3操作及原料用量同實例1。先在180-200°下加熱反應(yīng)混合物20分鐘，然后迅速升溫至280-300°。重結(jié)晶后產(chǎn)品重1.8克，收率60%。
實例4操作及原料用量同實例1。先在140-160°下加熱反應(yīng)混合物20分鐘，然后迅速升溫至260-280°。重結(jié)晶后產(chǎn)品重1.4克，收率47%。
權(quán)利要求
1.一種直接合成4，4′-二硝基二苯脲的方法，其特征在于(1)該法只用對硝基苯胺和尿素兩種原料，不需要其他輔助試劑；(2)合成反應(yīng)在處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的反應(yīng)器中進行；(3)反應(yīng)混合物首先在其熔點溫度(140-200℃)下加熱熔融一段時間，然后迅速升溫至接近產(chǎn)物的熔點溫度(260-300℃)，直至反應(yīng)完成。
全文摘要
在一個可以旋轉(zhuǎn)的反應(yīng)器中，加入反應(yīng)物對-硝基苯胺和尿素，并在高于反應(yīng)混合物熔點的溫度(140—200°)下加熱一段時間，同時旋轉(zhuǎn)反應(yīng)器，然后升溫至接近產(chǎn)物的熔點(分解點)溫度(260—300°)，幾分鐘后反應(yīng)即告完成。
文檔編號C07C275/30GK1033179SQ8810667
公開日1989年5月31日 申請日期1988年9月23日 優(yōu)先權(quán)日1988年9月23日
發(fā)明者王道全, 張濤, 陳馥衡, 周榮燦, 范浚深 申請人:北京農(nóng)業(yè)大學