5-氟-2-羟基苯乙酮的合成

2020/10/25 9:01:40

概述

5-氟-2-羟基苯乙酮别名2-乙酰基-4-氟苯酚,是一种重要的医药中间体,可作为多种β受体阻滞剂合成中间体,具有广阔的市场前景。

合成【1】【2】

目前报道的通用制备方法是采用对氟苯酚为原料, 经羟基酰化, 然后再采用Fries 重排来合成。采用这样的方法合成原料昂贵, 特别是芳环上的氟原子是强吸电子基, 可能对酰化及重排收率产生较大影响。

1. 以对氨基苯酚为原料,一步进行氨基与酚羟基的双重酯化,三氯化铝/氯化钠条件下进行Fries 重排,水解产物进行氟重氮化后加热得5-氟-2-羟基苯乙酮成品

反应原理:

反应方程式如下:

实验步骤:

(1). 4-乙酰胺基苯酚醋酸酯(1)制备

将对氨基苯酚(32.7 g,0.3 mol)和乙酸酐(76.5 g,0.75 mol)投入250 mL 苯中,搅拌加热,于80℃回流反应3 h。反应完毕,减压蒸馏回收溶剂至干,冷却,加入300 L 水,析出固体,抽滤烘干得类白色固体55.0 g,收率93.0%,无需纯化直接用于下一步反应。

(2). 2-乙酰基-4-乙酰胺基苯酚(2)制备

将1(38.6 g, 0.2 mol)、无水三氯化铝(80 g,0.6 mol)和氯化钠(40 g, 0.68 mol)投到反应瓶中,搅拌加热到120℃,反应混合物呈稀糊状,并伴随有大量酸性气体放出;保温反应3 h,当不再有气体放出时,将反应混合物冷至60℃, 向该混合物中缓慢加入160 mL 水,剧烈搅拌、冷冻、抽滤,烘干得淡黄色固体36.3 g,收率94.0%。

(3). 2-乙酰基-4-氨基苯酚(3)制备

将2(38.6 g, 0.2 mol)、盐酸(400 mL, 6 mol/L)加入500 mL 圆底烧瓶中, 保持回流状态6 h。回流毕,冷却,调节pH 值至6-7,析出固体,干燥,称重,得到固体18.9 g,收率75.6%。

(4). 5-氟-2-羟基苯乙酮(4)制备

将3(30.2 g, 0.2 mol)加入过量的氟化氢(11.4 g,0.6 mol) 中, 温度降至-5℃,逐步加入固体亚硝酸钠(17.3 g, 0.2 mol),反应温度在0-5℃,加完后,保持反应5 h;然后逐渐升温至40℃,进行热分解;分解完全后,调节pH 值至6-7,水蒸汽蒸馏而得到白色晶体产物25.1 g,收率82%。

讨论分析

(1).中间体1 制备中乙酰化试剂选择

以冰乙酸为乙酰化试剂, 反应时间较长, 收率不高; 以乙酰氯为乙酰化试剂,收率较高, 但乙酰氯不易存放, 且易导致容器接口烧结; 选用乙酸酐作为乙酰化试剂较理想, 使用乙酰氯与乙酸酐耗用时间相当的情况下, 收率也相当, 但乙酸酐存放和使用更方便。

(2).中间体2 制备中助溶剂的选择

苯酚乙酸酯的Fries 重排是整个反应的关键步骤。选用氯化钠是比较合适的助溶剂, 降低了反应温度, 而且产物颜色较好, 由于其水溶性好, 又易于除去, 且收率较高。在反应过程还发现, 中间产物2 的干燥程度及氯化钠中的水分含量对Fries 重排影响均比较大, 2 需要比较干燥, 氯化钠水分含量尽可能低,

可以在反应前适当烘干一下, 反应温度在120℃时收率较好。

(3). 中间体3 制备中水解条件的选择

在制备中间体3 过程中, 可以选择碱性或酸性条件下水解。采用在酸性条件下水解中间产物3 收率较高, 并且优化条件为n(2)∶n(盐酸)=1∶12,反应时间为6 h。

此路线合成5-氟-2-羟基苯乙酮,原料廉价,且比文献报道原料酰化能力强,双重酯化收率高使反应顺利进行,同时保护氨基,收率可达93.0%;Fries 重排采用氯化钠为助溶剂,反应容易,晶型好,收率可达94.0%; 酸性条件水解反应6 h,收率75.6%;氟重氮化收率82.0%;总收率为54.5%。整个合成过程原料廉价,反应条件也相对温和,收率也较高,具有工业生产应用价值。

2. 一锅合成是一种绿色化工方法,易于操作,可方便地用于大型化工生产

将4.6 g(50mmol)对氟苯酚和45g (56mmol)氯化乙烯混合物在室温下搅拌0.5h,在120度时迅速将无水的AlCl3添加到混合液中。持续搅拌2-3个小时,用薄层色谱法测定反应最终产物,之后反应产物冷却至室温。将冰水注入所制得最终产物后,经过滤过滤出黄色的沉淀物,用冷水冲洗至中性,风干称重收率88. 9%。对氟苯酚对AlCl3的摩尔比率约为1.00 :1.86,过量的催化剂AlCl3和对氟苯酚的络合物阻碍了重排反应的进行,从而导致产量降低。

此法对合成5-氟-2-羟基-苯乙酮的方法进行改进,将原来的两步反应合并为一步,去掉了中间产物酯的繁琐分离和纯化,大大缩短了反应时间,操作简便,适用于工业化生产。

参考文献

[1] 余卫国,史海波,赵向奎,5-氟-2-羟基苯乙酮的制备,精细化工中间体,2009.04,第45页

[2] 盛瑞隆, 杨运旭, 张军平, 于安光, 汪武卫,王乃兴,赵嘉,“一锅法”合成5-氟-2-羟基-苯乙酮,合成化学,2005.01,第87页

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