3,4,5-三氟苯胺的合成与应用

2022/10/18 8:49:03

3,4,5-三氟苯胺,英文名为3,4,5-Trifluoroaniline,常温常压下为无色至淡黄色液体,有碱性,能与盐酸化合生成盐酸盐,与硫酸化合成硫酸盐。3,4,5-三氟苯胺主要用于制造染料、药物、树脂,还可以用作橡胶硫化促进剂等。

图1 3,4,5-三氟苯胺的结构式

合成方法

图2 3,4,5-三氟苯胺的合成路线

往高温干燥的的反应瓶中加入NiCl2-6H2O(119毫克,0.5毫摩尔)、1,10-啉菲罗啉(156毫克,1毫摩尔)、N-甲基吡咯烷酮(10毫升)和水(2毫升),给反应瓶配备温度计、出气管、磁力搅拌器和带温度调节器,在70度下将反应混合物搅拌1小时。向该混合物中加入部分锌粉(1.87克,29毫摩尔),额外搅拌该混合物10分钟,然后向该混合物中加入五氟乙酰苯胺(2.25克),在70度下将反应混合物搅拌6小时,然后每小时向混合物中加入下一部分锌(935毫克,14毫摩尔),向混合物中加入6.54克(100毫摩尔)的锌粉。用水(50mL)稀释反应混合物,过滤掉固体,用水(2 x 10 mL)清洗固体,用乙腈(2 x 20 mL)洗去固相中的产物。蒸发溶剂,向残留物中加入水(40毫升)和氢氧化钠(800毫克,20毫摩尔),在~20度下将混合物搅拌1小时,用二氯甲烷(3 x 10 mL)萃取,有机层用硫酸镁干燥,在真空中蒸发掉溶剂即可得到目标分子。[1]

图3 3,4,5-三氟苯胺的合成路线

在室温下,在一个25毫升的三颈烧瓶中加入300毫克(0.6毫摩尔)的1,10-啉菲罗啉和二氯化镍六水合物的络合物,8.01克(122.4毫摩尔)的锌粉,13毫升熔融状态的1-丁基-3-甲基咪唑溴盐和2.5毫升H2O,在70度下搅拌该混合物10分钟,然后向该混合物中加入2.76克(12.3毫摩尔)五氟乙酰苯胺,再在70度加热搅拌反应混合物2小时,用10毫升的乙腈稀释该混合物,通过过滤除去不溶的固体,然后用乙腈洗涤滤液,蒸发溶剂。用热乙酸乙酯c(5 x 10 ml)对3,4,5-三氟乙酰苯胺进行搅拌,在真空下蒸发合并的有机物,将残余物与50毫升的H2O混合,向该混合物中加入氢氧化钠水溶液,直到pH值达到13-14,搅拌所得混合物1小时,通过蒸馏分离出产品,得到3,4,5-三氟苯胺。[2]

用途

3,4,5-三氟苯胺可用于制造染料、药物、树脂,还可以用作橡胶硫化促进剂等,也可以用作医药化学和有机合成中间体。在合成转化方面主要是围绕苯环上的氨基基团进行的,氨基基团可以通过重氮化变成重氮盐再进行后续的卤化,羟基化和氢化等衍生应用。此外,3,4,5-三氟苯胺可以直接进行溴化反应在苯环的1号和6号位置各引入一个溴原子,得到六取代苯衍生物。

图4 3,4,5-三氟苯胺的应用转化

实验步骤:

往高温干燥的的反应瓶中加入3,4,5-三氟苯胺(10毫摩尔)和三氟乙酸(25毫升),搅拌使苯胺完全溶解,然后将该溶液冷却至0度,在搅拌下状态下分批次地慢慢加入亚硝酸钠(12mmol),在0度下慢慢地搅拌该混合物1小时,然后向反应混合物中慢慢地加入叠氮化钠(15毫摩尔),得到的混合物在0度下再搅拌反应1小时,反应结束后,用乙醚(50mL)稀释该混合物,然后分别用水,饱和NaHCO3水溶液洗涤该混合物,通过分液漏斗分离出乙醚层,然后将有机相用无水硫酸镁上干燥,过滤除去硫酸镁固体,得到的滤液在真空状态下旋转蒸发去除溶剂,通过柱层析分离纯化残余物即可得到目标产物。[3]

参考文献

[1] Prikhod'ko, S. A. et al Russian Chemical Bulletin, 58(11), 2304-2310; 2009

[2] Prikhod'ko, Sergey A. et al Tetrahedron Letters, 51(17), 2265-2268; 2010

[3] Yan, Wei et al Pesticide Biochemistry and Physiology, 156, 160-169; 2019

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