王楊洋，侯海超，左志芳，羅志臣

(揚(yáng)州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院化學(xué)工程學(xué)院，江蘇 揚(yáng)州 225127)

3-硝基鄰苯二甲酸二甲酯是一種重要的有機(jī)化工原料及中間體，廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、塑料及涂料等行業(yè)。尤其在醫(yī)藥領(lǐng)域，作為一種重要的的醫(yī)用中間體，其下游產(chǎn)品可作為放化療引起的DNA損傷的修復(fù)藥物PARP(聚腺苷酸二磷酸核糖聚合酶(poly(ADP-ribose)-polymerase，PARP)抑制劑氮雜非那烯-3-酮化合物及其衍生物，具有較好的抗腫瘤效果。文獻(xiàn)中關(guān)于3-硝基鄰苯二甲酸二甲酯的合成少見報(bào)道。本文以3-硝基鄰苯二甲腈的合成、4-羥基鄰苯二甲酸二甲酯的合成、鄰苯二甲酸二甲酯的合成等為參考[1-4]，研究合成3-硝基鄰苯二甲酸二甲酯的合成條件，確定最佳的制備工藝條件。

1 實(shí) 驗(yàn)

1.1 實(shí)驗(yàn)藥品及儀器

DF-1型集熱式磁力加熱攪拌器，上海江星儀器有限公司；101系列數(shù)顯鼓風(fēng)干燥箱，上海圣科儀器設(shè)備有限公司；玻璃儀器，溫度計(jì)。

3-硝基鄰苯二甲酸酐(C8H3NO5)、甲醇(CH3OH)、碳酸氫鈉(NaHCO3)，均為分析純；以聚苯胺負(fù)載雜多酸為催化劑。

1.2 實(shí)驗(yàn)步驟

將一定量3-硝基鄰苯二甲酸酐與適量催化劑加入到四口燒瓶中，再加入甲醇，保持一定加熱溫度并回流，反應(yīng)數(shù)時(shí)。實(shí)驗(yàn)過程中以反應(yīng)物中的甲醇為帶水劑，既可以帶出酯化反應(yīng)生成的水分，也可有效控制反應(yīng)溫度，減少副反應(yīng)的發(fā)生[2]。反應(yīng)完畢待冷卻后減壓蒸餾回收未反應(yīng)的甲醇，將釜液冷卻后加入到50 g冰水中，減壓過濾，再將濾餅加入到50 mL飽和碳酸氫鈉水溶液，洗去單酯和未反應(yīng)的酸及酸酐，再減壓過濾，水洗至中性。固體經(jīng)干燥得3-硝基鄰苯二甲酸二甲酯。反應(yīng)方程式如下：

2 結(jié)果與討論

2.1 反應(yīng)物最佳配比實(shí)驗(yàn)

改變n(3-硝基鄰苯二甲酸酐):n(甲醇)比例，催化劑用量取5%(以催化劑用量占3-硝基鄰苯二甲酸酐質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì))，加熱至沸騰并進(jìn)行回流，反應(yīng)時(shí)間為4.5 h，考察3-硝基鄰苯二甲酸酐的酯化率。

除了通過提高反應(yīng)溫度來提高酯化反應(yīng)產(chǎn)率外，還可以通過提高反應(yīng)物濃度即某種反應(yīng)物過量的方法，提高酯化產(chǎn)率?？紤]原料成本，采用甲醇過量促進(jìn)酯化反應(yīng)。由表1可知，隨著甲醇用量的增加，酯化率得到提高，當(dāng)酐醇物質(zhì)的量之比達(dá)到1:15，獲得最高的酯化率，之后甲醇用量進(jìn)一步提高反而使酯化率有所下降，可能是由于副反應(yīng)的增加，降低了酯化率，因此，選擇最佳的酐醇物質(zhì)的量之比為1:15。

表1 反應(yīng)物配比對(duì)酯化率的影響Table 1 Effect of reactant ratio on esterification rate

2.2 最佳催化劑用量確定

選擇n(3-硝基鄰苯二甲酸酐):n(甲醇)=1:15，加熱至沸騰并進(jìn)行回流，反應(yīng)時(shí)間為4.5 h，改變催化劑用量(以催化劑用量占3-硝基鄰苯二甲酸酐質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì))，考察3-硝基鄰苯二甲酸酐的酯化率。

通過表2發(fā)現(xiàn)，隨著催化劑的增加，酯化率隨之增加，但催化劑用量超過5%后，酯化率的增加不明顯甚至出現(xiàn)了一定程度的下降，這可能是因?yàn)榇呋瘎┦峭ㄟ^活性中心點(diǎn)完成催化反應(yīng)，催化劑用量的增加有利于活性中心點(diǎn)促進(jìn)酯化反應(yīng)的進(jìn)行，但當(dāng)活性中心點(diǎn)達(dá)到飽和后再增加則有可能加劇副反應(yīng)的發(fā)生，從而降低了酯化率[5]，通過實(shí)驗(yàn)確定催化劑用量為5%。

表2 催化劑用量對(duì)酯化率的影響Table 2 Effect of catalyst dosage on esterification rate

2.3 最佳回流時(shí)間確定

選擇n(3-硝基鄰苯二甲酸酐):n(甲醇)=1:15，催化劑用量5%，酯化反應(yīng)加熱至沸騰并進(jìn)行回流，改變反應(yīng)時(shí)間，考察3-硝基鄰苯二甲酸酐的酯化率。

由表3可知，隨著反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)，酯化率不斷提高，但4.5 h后酯化率提高不明顯，說明酯化反應(yīng)接近平衡，故選擇反應(yīng)時(shí)間為4.5 h。

表3 回流時(shí)間對(duì)酯化率的影響Table 3 Effect of reflux time on esterification rate

3 結(jié) 論

以3-硝基鄰苯二甲酸酐和甲醇為原料，以聚苯胺負(fù)載雜多酸為催化劑，在n(3-硝基鄰苯二甲酸酐):n(甲醇)=1:15，催化劑用量為5%，加熱至沸騰并進(jìn)行回流，反應(yīng)4.5 h，合成3-硝基鄰苯二甲酸二甲酯，產(chǎn)率達(dá)到90.1%。