2-硝基对苯二甲酸二甲酯(Dimethyl nitroterephthalate,CAS: 5292-45-5)是白色无定形粉末,熔点为73-76 °C,分子式为C10H9NO6,分子量为239.18。
2-硝基对苯二甲酸二甲酯是重要的合成原料,在有机合成领域、材料化学、药物化学领域均有一定的应用,下面简要介绍一下2-硝基对苯二甲酸二甲酯的制备方法及其在MMTDCA的合成中的应用。

图1. 2-硝基对苯二甲酸二甲酯结构式
2-硝基对苯二甲酸二甲酯的制备
在一个1000 mL的四口圆底烧瓶中,首先量取926.97 g浓度为98%的硫酸溶液,在持续搅拌条件下将体系温度稳定在10-15℃范围内。随后以滴加方式缓慢加入200.72 g纯度为97.7%的硝酸溶液。待硝酸添加完毕,向体系中投入300.0 g对苯二甲酸二甲酯原料,维持反应体系在10-15℃反应半小时。之后将温度调节至15-20℃区间继续反应30分钟,期间采用薄层色谱技术跟踪反应进程。当反应达到终点后,持续搅拌15分钟进行后处理,将反应液过滤分离,所得固体依次使用900 mL 5%氢氧化钠溶液和500 mL去离子水洗涤至pH中性。将洗涤后的固体分散于3000 mL纯水中,在室温条件下搅拌30分钟。随后将悬浮液转入结晶设备,加入1500 mL乙醇进行纯化:先将体系升温至50-55℃使固体完全溶解,再程序降温至5℃以下诱导结晶。经过滤分离并干燥后获得382.5 g中间产物。该产物在60℃真空干燥箱中进一步处理,最终得到351.2 g白色针状结晶2-硝基对苯二甲酸二甲酯,收率以对苯二甲酸二甲酯计可达95%。[1]经GC检测显示产物纯度超过99%,其熔程测定值为73.8-75.5℃。
2-硝基对苯二甲酸二甲酯在MMTDCA合成中的应用
化学名称为甲基2-氨基-4-[(2,5-二氯苯基)氨基甲酰基]苯甲酸酯(MMTDCA)的化合物,商品名称为颜料黄TD,是一种新型高性能颜料中间体。该化合物不仅可用于电子塑料和聚碳酸酯等材料的着色,还是合成有机颜料C.I. Pigment Red 188的关键原料,具有优异的热稳定性和光稳定性特性。
童国通等人[2]开发了一条创新的合成路线:以对苯二甲酸二甲酯为起始原料,首先通过溶剂硝化反应和水解反应制备3-硝基-4-甲氧羰基苯甲酸;随后采用环保型氯化试剂三光气进行酰氯化反应,得到3-硝基-4-甲氧羰基苯甲酰氯;最后与2,5-二氯苯胺经过缩合和还原反应制得目标产物MMTDCA,反应总收率达65%。与传统工艺相比,该合成路线具有显著优势:一方面避免了混酸硝化工艺产生大量废水的问题;另一方面选用三光气替代传统的氧氯化磷或氯化亚砜作为氯化剂,有效解决了含硫、含磷试剂带来的环境污染问题,完全符合绿色化学的发展理念。该工艺原料来源方便,工艺条件温和,产品收率高具有良好的工业化应用前景。
参考文献
[1] 秦振伟, 刘琢, 施云龙, 陈国泉, 朱炯. 2-氨基-4-甲磺酰胺甲基苯甲酸甲酯的制备方法. CN103524386 B.
[2] 毛伟春,童国通. MMTDCA的合成研究. 染料与染色. 2011, 48(4): 41-42.