2,5-二氨基-1,4-二羟基二盐酸盐的制备_凯茵工业添加剂

背景及概述^[1][2]

二氨基二羟基可用作制备聚并噁唑的单体，通过使2,5-二氨基-1,4-二羟基二盐酸盐与二酸，二酰卤，二酯或二腈进行反应便可制得聚并噁唑。为了获得能够有效地纺入适用纤维的高分子量的聚并噁唑，需要选用纯度很高的起始原料。由高纯度2,5-二氨基-1,4-二羟基二盐酸盐制备的聚并噁唑，可以纺入具有高抗拉强度及良好热稳定性的纤维。这样的纤维适用于军事，航空及需要高性能材料的应用领域。

制备2,5-二氨基-1,4-二羟基二盐酸盐的传统方法包括用白硝酸处理二乙酰基-1，4-二羟基。用硝酸处理时，有不需要的2，2,5-三硝基-1，4-二羟基形成，需要反复进行重结晶方可由不需要的副产物中分离出所需要的2,5-二硝基-1，4-二羟基。然后，于稀盐酸中将2，5-二硝基-1，4-二羟基进行催化加氢，得到2,5-二氨基-1,4-二羟基二盐酸盐。该方法的缺点是需要很好地提纯，而且起始原料昂贵。

制备^[2]

1.1，2，3-三氯的二硝基化

将544.4克1，2，3-三氯与3，425克96.5%的加至一个容积为5升的装有机械搅拌器、冷凝器及加料漏斗的三颈园底烧瓶中。将此反应器置于一个变温浴中，使其温度升至65℃。在此期间，再滴加594.1克71%的浓硝酸，滴加速度应将反应温度保持在65℃。滴加完毕，将反应混合物保持在65℃，直至经气相色谱法观察98至99%的反应混合物都已转化为二硝基三氯为止（通常需经过1至3小时）（气相色谱法条件如下：约25M    DB-5毛细管色谱柱，炉温：100～250℃，火焰电离检测器，程序升温：20℃/分钟）。

反应完成后，滴加入237.1克水，滴加速率应使反应温度保持在45℃至65℃之间。在整个反应过程中保持剧烈的搅拌（≤300转/分）。此后将反应混合物冷却至室温，并滤出产物，用2.2升水洗涤，经风干后得到773.5克基本上纯的1，2，3-三氯-2,5-二硝基（分离产率约为95%）（产率通常在93～98%）。无需进一步提纯便可使用。

2.1,4-二羟基-2-氯-2,5-二硝基

于容积为5升容积的4颈园底烧瓶中装入200.3克1，2，3-三氯-2,5-二硝基（0.74摩尔），258.0克甲醇和717.1克水。于室温下搅拌此反应混合物并将358.4克50%的NaOH溶液一次性加入该混合物中。此时可观察到轻微的放热现象，再将反应体系加热至80℃。当反应温度达75℃时，反应体系呈均相，同时可观察到另一放热反应在发生，并伴随着剧烈的回流，溶液呈暗红色，其温度升至85℃。

此现象过后，产物的二钠盐自溶液中沉淀出来。将温度维持在75℃～80℃直至经液相色谱法观察发现转化完全为止（条件：2厘米RP-2保护柱，15厘米Zorbax基柱，和25厘米WhatmanSCX强阳离子交换柱，溶剂为30%乙腈水溶液用0.02MKH2PO4以85%H3PO4缓冲至pH2.80;室温下流速为2.0毫升/分钟，反应的等分试样用经水稀释的浓盐酸中和后以CH3CN溶解）（转化率通常为99.6%至99.8%）。

反应完成后，将反应混合物（浓稠浆状）冷却至室温并用331.3克浓盐酸（约35%）中和。在加入HCl时应注意将温度保持在40℃以下。然后用1772.4克萃取得到的浆状物，于真空条件下浓缩溶剂，所得的残余物用104克甲醇洗涤，经过滤分离及风干得到157.0克1,4-二羟基-2-氯-2,5-二硝基（分离收率为90.8%），经液相色谱法测定其纯度为99.886%。

3.2,5-二氨基-1,4-二羟基二盐酸盐的制备

于一个容积为1升的配置有气体分散搅拌器及冷却盘管的耐蚀镍基合金（Hastalloy）C型高压釜内装入117.3克（0.5摩尔）1,4-二羟基-2-氯-2,5-二硝基，400毫升冰醋酸，41克（约0.5摩尔）NaOAc，约7.0克10%的Pd/C以及100毫升水。将H2导入此密封反应器使其压力达400磅/平方英寸，温度达40℃，反应过程中，温度保持在40℃～50℃。经过短暂的诱导期之后，氢的消耗速度急剧加快，反应期间H2的压力须保持在100～400磅/平方英寸。反应完成时，则观察不到H2的消耗。

此后，将反应器冷却至室温，打开反应器，加入400毫升含有10克SnCl2·2H2O的浓盐酸。过滤分离带有催化剂的粗产品，于85℃下将其溶于200克水并滤除催化剂，将水（100～300毫升）与500毫升HCl起加至上述滤液中，不含催化剂的物质自棕色溶液中沉淀出来。在原溶剂中进行重结晶，或将半纯物质分离出来经风干得到100克二氨基间二酚二氢氯酸盐即2,5-二氨基-1,4-二羟基二盐酸盐粗品〔按2,5-二氨基-1,4-二羟基为基准计的产率为96.8%（摩尔）〕。

主要参考资料

[1] 杨洲. (2010). 4-(4-二甲基氨基乙烯基)甲基吡啶3-羧基-4-羟基磺酸盐、其非线性光学晶体及制备方法.

[2] 何冰晶, & 陶雪芬. (2008). 2-氨基-5-对羟基基-1,3,4-噻二唑及其席夫碱的合成. 合成化学, 16(2), 233-236.