芳烃硝化是经典的有机合成反应,1-硝基萘的制备即可通过萘的硝化反应来实现。1-硝基萘是合成医药、染料、农药、橡胶防老剂等的重要中间体,在化学工业中有着重要而广泛的应用。其传统的合成方法以萘为原料,经由浓硝酸、浓硫酸组成的混酸硝化制得。但该方法不仅硝化剂的组成相对比较复杂,而且在后处理过程中加入了大量的水,导致混酸浓度大大降低,难以重复使用,从而大大增加了反应成本。

另外,也有文献报道用其他硝化试剂进行萘及其衍生物的硝化反应,例如用硝酸铈铵、硝酸铈铵-溴化钠或硝酸铵-三氟乙酸酐为硝化试剂。该类方法虽然环境比较友好,但硝化试剂通常比较复杂,且反应常需在相转移催化剂(如聚乙二醇)存在下在大过量有机溶剂(如乙腈)中或在离子液体中进行,导致反应成本较高。也有研究者单独使用硝酸作硝化剂进行芳香化合物如蒽醌的硝化反应,但对硝酸的浓度要求比较苛刻,须在70%~100%之间。到目前为止,尚未发现单独以硝酸作硝化剂实施萘的硝化反应的具体报道。
制备与分离[1]
在100mL的三颈瓶中首先加入27mL硝酸,开启磁力搅拌器,然后在室温下先一次性加入萘25mmol,使反应混合液的温度自加热至46~48℃。然后立即用冰水浴冷至30℃,使反应过程中生成的目标产物1-硝基萘尽量多地从反应体系中析出,然后再将另外25mmol萘逐次少量地加入反应器中,在该过程中控制温度在30~35℃之间。加完萘后,撤去冰水浴,调节反应混合物的温度在46~48℃之间反应2h。然后停止反应,将反应混合物冷却至15℃,待粗产物1-硝基萘充分沉淀析出后,将反应混合物转移入砂芯漏斗中减压过滤,用冷硝酸(65%~68%)洗涤滤饼3次(每次用2mL),再用少量水洗涤滤饼至中性,再经干燥即得1-硝基萘粗品。将1-硝基萘粗品溶于热乙醇中,然后加少量活性炭脱色,趁热过滤,滤液冷却后析出1-硝基萘为黄色针状晶体,晶体经分离、干燥后称重,得7.5g,产率86.6%。滤液加水(加水量为滤液体积的1/3>稀释,冷却,滤去析出的沉淀物,滤液再经与浓硝酸<96%~98%>简单调配即可重复使用。

参考文献
[1] 李工安,苗江欢,张晓鹏. 1-硝基萘的简单有效合成[J]. 河南师范大学学报(自然科学版),2009,37(5):158-159. DOI:10.3969/j.issn.1000-2367.2009.05.047.