对溴三氟甲氧基苯的农药用途和应用转化

2023/1/18 17:04:55

对溴三氟甲氧基苯,英文名为1-Bromo-4-(trifluoromethoxy)benzene,常温常压下为无色或者浅黄色的液体。对溴三氟甲氧基苯,可以用作有机合成与农药化学中间体,在农药分子和植物生长调节剂的制备中有着广泛的用途。例如对溴三氟甲氧基苯是植物生长调节剂呋嘧醇的关键合成中间体。

溶解性

对溴三氟甲氧基苯能溶于常见的有机溶剂例如乙酸乙酯,二氯甲烷,四氢呋喃,乙醚等等,也能溶于非极性的有机溶剂例如石油醚,但是不溶于水。

农药用途

对溴三氟甲氧基苯可用作有机合成与农药化学中间体,可用于呋嘧醇的合成。呋嘧醇又称为氟嘧醇,是一种含氮杂环类生长延缓剂,其可通过抑制细胞色素P450依赖的单加氧酶,进而抑制赤霉素生物合成,导致节间伸长的抑制,呋嘧醇不仅能延缓植物生长,还能帮助改善鳞茎形成。有文献报道,呋嘧醇处理葱鳞茎增加鳞茎形成,但对分化程度无影响;此外,呋嘧醇还能用作青草的一种生长调节剂。

应用转化

对溴三氟甲氧基苯的应用转化

图1 对溴三氟甲氧基苯的应用转化

在干燥和氩气保护的Schlenk反应管中,加入镁粉(111毫克,4.57毫摩尔)和氯化锂(5.0毫升,0.50M在四氢呋喃中的溶液,2.5毫摩尔),然后在室温下往反应混合物中一次地加入对溴三氟甲氧基苯(917毫克,3.80毫摩尔)的四氢呋喃溶液(2.0毫升),将所得的反应混合物在室温下搅拌反应3小时即可得到相应的格式试剂。[1]

对溴三氟甲氧基苯的应用转化

图2 对溴三氟甲氧基苯的应用转化

将二甲基亚砜(4毫升)、钴催化剂络合物(6.7毫克,0.01毫摩尔)、DBU(1,8-二氮杂双环[5.4.0]-7-十一碳烯(152毫克,1.0毫摩尔)和对溴三氟甲氧基苯(0.5毫摩尔)加入到一个干燥的100毫升烧瓶中,通过双排管置换将H2气体(1大气压)引入烧瓶中。所得的反应混合物在80°C下搅拌反应12小时,反应结束后将反应溶液冷却至室温,往反应体系中加入水和乙酸乙酯,分离出有机层并用盐水洗涤两次以除去二甲基亚砜,然后将有机层在真空下浓缩,所得的残余物通过硅胶柱色谱分离纯化即可得到目标产物。[2]

对溴三氟甲氧基苯的应用转化

图3 对溴三氟甲氧基苯的应用转化

将对溴三氟甲氧基苯(1.0克,4.18毫摩尔)在氯磺酸(10毫升)中的溶液在室温下搅拌反应过夜,通过TLC点板检测反应进度,反应结束后,将反应混合物倒入冰水(10毫升)中,然后用二氯甲烷(15 x3)萃取反应混合物。合并所有的有机层并用盐水(10毫升)洗涤有机层,有机层在Na2SO4上干燥并在真空中浓缩,即可得到5-溴-2-(三氟甲氧基)苯-1-磺酰氯,其为无色油状液体,1克(产量:70%)。[3]

对溴三氟甲氧基苯的应用转化

图4 对溴三氟甲氧基苯的应用转化

将0.3mmol的对溴三氟甲氧基苯和叔丁醇钾(2当量)溶解在1mL的甲醇中,然后在0℃的冰浴中搅拌该反应混合物一段时间,然后向该溶液中加入四羟基二硼,将所得的反应混合物进行剧烈搅拌。将该溶液从冰浴中取出,通过薄层色谱法(TLC)监测反应,并使用染色溶液(姜黄素在乙醇中)来监测硼酸化合物的生成情况。反应结束后,用盐酸水溶液(∼0.1M)和乙酸乙酯稀释反应混合物,收集有机层并用盐水洗涤。用无水Na2SO4干燥有机层,过滤并在减压下蒸发有机层。将浓缩后粗品溶于甲醇(∼1毫升)并冷却至0℃,然后向该溶液中加入KHF2溶液(0.0937克,1.2毫摩尔),随后在0℃下搅拌该反应混合物10分钟,然后将反应混合物从冰浴中取出,搅拌1小时(加入KHF2溶液后,在某些情况下观察到白色固体沉淀)。在减压条件下浓缩反应混合物,然后在高真空条件下干燥反应混合物,往所得的残余物中加入丙酮,然后超声处理(在某些情况下,需要热丙酮来溶解三氟硼酸盐)。然后将悬浮液通过硅藻土垫过滤,并在减压下浓缩滤液,将粗品溶解在少量的丙酮中,再加入乙醚使其沉淀,将沉淀过滤并用乙醚洗涤多次即可得到木目标产物分子三氟硼酸盐。[4]

参考文献

[1] Chen, Yi-Hung et al Angewandte Chemie, International Edition, 57(4), 1108-1111; 2018

[2] Jheng, Nai-Yuan et al ACS Catalysis, 12(4), 2320-2329; 2022

[3] Pinkerton, Anthony B. et al PCT Int. Appl., 2013126608, 29 Aug 2013

[4] Lim, Taeho et al Journal of Organic Chemistry, 85(16), 10966-10972; 2020

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