芳香族氟化物----2 -溴-4-氟甲苯

2023/2/2 15:21:56

背景及概述

近年来国外芳香族氟化物发展迅速,主要用作医药、农药等具有生理活性化合物的合成,由于氟原子的引入可增强药效,并使其具有持续性、降低副作用等优点。因此,含氟医药和农药的研究开发十分活跃,并逐步商品化,含氟医药和农药的广泛开发和应用,使得含氟芳香族化合物的种类迅速增加,目前已达数百种,产量也迅速提高。

我国近年来含氟芳香族化合物的开发、生产、出口也进步迅速,阜新市是含氟芳香族化合物的生产基地,近年来针对国内、国际市场开发了许多产品,2 -溴-4-氟甲苯就是其中一例。2-溴-4-氟甲苯是含氟医药合成的中间体。也多用于合成2-溴-4-氟苯甲酸。

制备

芳香族氟化物2 -溴-4-氟甲苯的合成方法较多。以对甲苯胺为原料,经过氟化、溴化、精馏提纯来制取2-溴-4-氟甲苯。该路线看起来简单,但在实验过程中发现,该产品的收率较低,产物难以分离,产品的纯度难以达到99%以上,使产品的制造成本增大,不利于工业化大生产[1]。

以对硝基甲苯为原料合成2-溴 -4-氟甲苯该方法是以对硝基甲苯为原料,经过溴化、还原、氟化、精馏来制取2-溴-4-氟甲苯。该路线看似复杂,但操作可行,经过实验证明,该合成路线原料易得,产品纯度高(≥99%),产品制造成本不高,利于工业化大生产,故主要对该方法进行了实验研究。

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图1 2 -溴-4-氟甲苯的合成反应式

实验操作:

溴化

1000ml 三颈烧瓶中,投入 274g 对硝基甲苯,13g铁粉,加热,溶解后,在75~80℃剧烈搅拌下,在1~1.5h 内滴入400g 溴素,滴加结束后,保持在75~80℃温度下反应2h,收率为75.05%。

提纯

上述反应物中加入 400ml冰酯酸,加热至固体全溶,剧烈搅拌,冷却至 5℃。分离掉上层冰酯酸,加入 500ml1%醋酸溶液,加热至全溶,剧烈搅拌,冷却至室温,倒去上层废液,再用 1% NaOH 500ml 与固体加热,搅拌、冷却、滤出固体,水洗至中性。

还原

3000ml 三颈烧瓶中,投入 1500g H0、385g铁粉、55g盐酸,剧烈搅拌,升温至回流,30min 后分 3~4次加入350g粉碎的2-溴-4-硝基甲苯,每次间隔10min,回流反应保持5h,水汽蒸馏得2-溴-4-氨基甲苯,收率为74.7%。

氟化

500ml 三颈烧瓶中,加入 160ml 盐酸,在 10℃滴入74.5g2-溴-4-氨基甲苯,滴毕,保持15min,降温在 0℃以下,加入 NaNO₂ 溶液(30gNaNO₂+45g H,O)滴毕,保持 20min,加入46% HBF110g,吸滤、水洗醇洗,干燥、热解、水汽蒸馏,精馏得99%的2-溴-4-氟甲苯,收率为50%。

实验结果及讨论

(1)经过实验证明,溴素滴加时间控制在1~1.5h为宜,温度控制在 75~80℃。

(2)提纯中加冰未见明显变化,故不须加冰,可直接用水洗涤。

(3)冰醋酸的用量控制 400~450ml 为宜。(4)该路线工艺成熟,适用于工业化大生产。

参考文献

[1]Journal of Organic Chemistry, , vol. 28, p. 1759 - 1762

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