本發(fā)明屬于有機合成領域，具體涉及一種硝基萘酚衍生物的制備方法。
背景技術：
硝基萘酚是一類重要的有機合成中間體和藥物中間體?，F(xiàn)有技術中合成硝基萘酚的經典方法包括亞硝基萘酚的氧化、硝基萘的羥基化、萘酚的硝化和1-氯-2硝基萘的水解等。但是這些傳統(tǒng)的方法存在許多的缺點，就萘酚的硝化反應制備硝基萘酚的方法而言，現(xiàn)有技術中所用的硝化試劑包括亞硝酸鈉、亞硝酸異戊酯、硝基四鹵環(huán)已二烯酮、硝酸鈰銨等，這些方法通常生成o-和p-硝基萘酚、多硝基酚的混合物，導致目標產物提純困難、收率低下。硝酸鈰銨作為硝化劑雖然可以選擇性地得到o-硝基萘酚，但其價格昂貴，反應條件苛刻。
隨著硝基萘酚衍生物在現(xiàn)有技術中的應用范圍越來越廣泛，人們迫切需要一種經濟的、便捷可行的制備硝基萘酚衍生物的方法來克服現(xiàn)有技術方法的缺陷。
現(xiàn)有技術文獻1和2均相應地公開了一種苯酚衍生物的硝化反應研究，這些研究成果顯示亞硝酸叔丁酯可以作為一種很好的苯酚衍生物硝化試劑。
現(xiàn)有技術文獻1：Tertiary Butyl Nitrite Triggered Nitration of Phenols：Solvent-and Structure-Dependent Kinetic Study，M.SATISHKUMAR等，《International Journal of Chemical Kinetics》，2016，DOI10.1002/kin.20979；
現(xiàn)有技術文獻2：Chemoselective Nitration of Phenols with tert-Butyl Nitrite in Solution and on Solid Support，Dipankar Koley等，《ORGANIC LETTERS》，2009，DOI10.1021/ol901731w。
但是發(fā)明人在將這些反應條件應用于萘酚的硝化反應制備硝基萘酚時卻遇到了困難，即使是在相同的最優(yōu)條件下反應，萘酚的硝化反應的收率始終在20％左右徘徊，可見由于反應底物結構上的差異，現(xiàn)有技術文獻1-2公開的上述方法也并不適于制備硝基萘酚衍生物。發(fā)明人經過反復研究探索，提出了一種在常溫下以廉價的亞硝酸叔丁酯為硝化試劑、水為助劑，在常溫下反應即可以高收率制備硝基萘酚衍生物的適于工業(yè)化生產的方法。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的缺陷，提供一種由萘酚衍生物制備硝基萘酚衍生物的方法，該方法具有生產成本低、工藝條件溫和、目標產物收率高和純度高的特點，適于工業(yè)生產。
為實現(xiàn)上述發(fā)明的目的，本發(fā)明是通過如下技術方案實現(xiàn)的：
式I-1的2-萘酚衍生物在亞硝酸叔丁酯為硝化試劑的條件下反應，得到式I所示的1-硝基-2-萘酚衍生物(參見式一)。
上述式I-1和式I中，R1代表其所連接的苯環(huán)上1個或多個取代基，各個R1彼此獨立地選自氫、C1-C6的烷基、C1-C6的烷氧基、C1-C6的?；?、鹵素、C3-C6的環(huán)烷基、C5-C14的芳基、C5-C14的雜芳基、-NR2R3。
其中，R2，R3彼此獨立地選自C1-C6的烷基或氫；所述雜芳基的雜原子選自O、S或N。
上述的烷基、烷氧基、環(huán)烷基、芳基和雜芳基可以進一步地被取代基取代，所述的取代基選自鹵素或C1-C6的烷基。
具體制備步驟如下：向干燥的反應器中加入式I-1的2-萘酚衍生物、亞硝酸叔丁酯和一定量的水，再加入一定量的有機溶劑，在室溫(一般指20-25℃)下攪拌一段時間，待反應成后，將反應液通過裝硅膠的玻璃滴管過濾，乙酸乙酯沖洗濾餅，濾液旋干，硅膠柱層析分離，得到式I的目標產物。
其中，式I-1的2-萘酚衍生物∶亞硝酸叔丁酯∶水的摩爾比為1∶1～3∶1～3；優(yōu)選地，2-萘酚衍生物∶亞硝酸叔丁酯∶水的摩爾比為1∶2∶2。
所述的有機溶劑為四氫呋喃、二氧六環(huán)、乙酸乙酯、二氯甲烷或甲苯中的任意一種或幾種的混合物，優(yōu)選地，所述有機溶劑為四氫呋喃、二氧六環(huán)、甲苯中的任意一種。
所述的反應時間為1-12小時，優(yōu)選為2-6小時。
為了實現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明的另一技術方案如下：
式II-1的1-萘酚衍生物在亞硝酸叔丁酯為硝化試劑的條件下反應，得到式II所示的2-硝基-1-萘酚衍生物(參見式二)。
上述式II-1和式II中，R1代表其所連接的苯環(huán)上1個或多個取代基，各個R1彼此獨立地選自氫、C1-C6的烷基、C1-C6的烷氧基、C1-C6的?；?、鹵素、C3-C6的環(huán)烷基、C5-C14的芳基、C5-C14的雜芳基、-NR2R3。
其中，R2，R3彼此獨立地選自C1-C6的烷基或氫；所述雜芳基的雜原子選自O、S或N。
上述的烷基、烷氧基、環(huán)烷基、芳基和雜芳基可以進一步地被取代基取代，所述的取代基選自鹵素或C1-C6的烷基。
具體制備步驟如下：向干燥的反應器中加入式II-1的1-萘酚衍生物、亞硝酸叔丁酯和一定量的水，再加入一定量的有機溶劑，在室溫(一般指20-25℃)下攪拌一段時間，待反應成后，將反應液通過裝硅膠的玻璃滴管過濾，乙酸乙酯沖洗濾餅，濾液旋干，硅膠柱層析分離，得到式II的目標產物。
其中，式II-1的1-萘酚衍生物∶亞硝酸叔丁酯∶水的摩爾比為1∶1～3∶1～3；優(yōu)選地，1-萘酚衍生物∶亞硝酸叔丁酯∶水的最優(yōu)摩爾比為1∶2∶2。
所述的有機溶劑為四氫呋喃、二氧六環(huán)、乙酸乙酯、二氯甲烷、乙腈或甲苯中的任意一種或幾種的混合物，優(yōu)選地，所述有機溶劑為四氫呋喃、二氧六環(huán)、甲苯中的任意一種。
所述的反應時間為1-12小時，優(yōu)選為2-6小時。
在本發(fā)明中，如無特別說明，所述原料I-1、II-1和試劑均可以通過市售獲得。
本發(fā)明的有益效果是：提出了一種合成硝基萘酚的新方法，該方法采用廉價的硝化試劑和反應起始原料、在常溫常壓下反應，以高收率和純度獲得硝基萘酚衍生物；此外，本發(fā)明以水作為反應助劑，極大地改善了反應的選擇性、顯著地提高了目標產物的收率。
具體實施方式
以下結合具體實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細的描述。
實施例1-16反應條件優(yōu)化
以2-萘酚(式1a)為反應原料，亞硝酸叔丁酯(式2a)為硝化試劑，探索了各種不同的條件對于反應的影響，選擇出其中具有代表性的實施例1-16，結果如表一所示：
表一：
反應條件：1a(0.3mmol)，2a(2equiv)，溶劑(2mL)空氣條件下反應2.5h；a1a(1mol)for 12h.
由實施例1-16可以看出，本發(fā)明最佳反應條件為實施例6的反應條件。在該反應條件下，反應原料在1mol級的規(guī)模仍然可以獲得81％的收率，適合于工業(yè)化生產(實施例16)。
其中實施例6的具體操作如下：在干燥的schlenk瓶中加入2-萘酚43.2mg(0.3mmol)、亞硝酸叔丁酯61.8mg(0.6mmol)、水10.8mg(0.6mmol)、四氫呋喃(2mL)，反應瓶在常溫下攪拌2.5h。反應完畢后，反應液通過含硅膠的玻璃滴管過濾，乙酸乙酯沖洗后，濾液旋干，柱層析分離，得到目標產物，黃色固體，產率85％。1H NMR(300MHz，CDCl3)：12.19(s，1H)，8.88(d，J＝8.7Hz，1H)，7.97(d，J＝9.0Hz，lH)，7.78(d，J＝7.8Hz，1H)，7.70(t，J＝7.8Hz，1H)，7.48(t，J＝7.5Hz，1H)，7.21(d，J＝9.0Hz，1H)；13C NMR(75MHz，CDCl3)：158.9，139.3，131.0，129，4，128.7，126.9，125.7，123.2，119.4，119.3；IR(KBr，cm-1)：1542，1374；LRMS(EI，70eV)m/z(％)：189(M+，100)，115(77)，89(39).
實施例17 6-溴-1-硝基-2-萘酚的合成
在干燥的10mL schlenk瓶中加入6-溴-2-萘酚66.6mg(0.3mmol)、亞硝酸叔丁酯61.8mg(0.6mmol)、水10.8mg(0.6mmol)、四氫呋喃(2mL)，反應瓶在常溫下攪拌2.5h。反應完畢后，反應液通過含硅膠的玻璃滴管過濾，乙酸乙酯沖洗后，濾液旋干，柱層析分離，得到目標產物，黃色固體，產率93％。1H NMR(300MHz，CDCl3)：12.13(s，1H)，8.77(d，J＝9.3Hz，1H)，7.94-7.87(m，2H)，7.78-7.74(m，1H)，7.27(t，J＝9.0Hz，1H)；13C NMR(75MHz，CDCl3)：158.8，138.0，133.9，131.2(2)，129.9，125.5，125.1，120.8，119.5；IR(KBr，cm-1)：1538，1361；LRMS(EI，70eV)m/z(％)：269(M+2，21)，267(M+，22)，222(100)，115(97)。
實施例18 2-硝基-1-萘酚的合成
在干燥的10mL schlenk瓶中加入1-萘酚43.2mg(0.3mmol)、亞硝酸叔丁酯61.8mg(0.6mmol)、水10.8mg(0.6mmol)、四氫呋喃(2mL)，反應瓶在常溫下攪拌4h。反應完畢后，反應液通過含硅膠的玻璃滴管過濾，乙酸乙酯沖洗后，濾液旋干，柱層析分離，得到目標產物，黃色固體，產率82％。1H NMR(300MHz，CDCl3)：12.23(s，1H)，8.49(d，J＝8.1Hz，1H)，7.98(d，J＝9.6Hz，1H)，7.80(d，J＝7.8Hz，1H)，7.71(t，J＝7.5Hz，1H)，7.61(t，J＝7.5Hz，1H)，7.32(d，J＝9.3Hz，1H)；13C NMR(75MHz，CDCl3)：155.7，138.7，137.4，131.4，127.9，127.1，126.5，125.1，120.2，119.4；IR(KBr，cm-1)：1540，1370；LRMS(EI，70eV)m/z(％)：189(M+，100)，115(74)，89(34)。
以上所述實施例僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，而并非本發(fā)明可行實施的窮舉。對于本領域技術人員而言，在不背離本發(fā)明原理和精神的前提下，對其所作出的任何顯而易見的改動，都應當被認為包含在本發(fā)明的權利要求保護范圍之內。