背景及概述
5-溴-2-碘甲苯,CAS号26059-46-1,分子式C₇H₆BrI,分子量296.93,属于二卤代单甲基苯芳香中间体,苯环同时连有甲基、溴、碘三种取代基,是Suzuki、Negishi、Heck等偶联反应常用芳基卤砌块,广泛用于新药、液晶材料、有机光电分子合成。
特性
5-溴-2-碘甲苯为淡黄色至浅红棕色结晶固体,不溶于水,易溶于二氯甲烷、四氢呋喃、甲苯、乙醇、乙酸乙酯等有机溶剂。5-溴-2-碘甲苯分子两种芳基卤活性差异显著:C-I键键能远低于C-Br键,反应活性更高,可实现分步选择性偶联。碘原子优先参与钯催化交叉偶联、金属化锂化/镁化,溴原子可在更苛刻条件下发生二次官能化,甲基可经氧化、卤代转化为醛、羧酸、卤甲基,多活性位点使其能分步构建复杂多环共轭骨架,是合成不对称多取代芳烃的核心原料。
合成
以对溴甲苯为起始原料,低温酸性条件下碘代定向在甲基邻位生成5-溴-2-碘甲苯,以碘单质、高碘酸为碘化试剂,乙酸作溶剂控温0~20℃抑制多碘代杂质,反应水洗、干燥后减压蒸馏,乙醇重结晶提纯;也可采用2-碘甲苯选择性溴化[1]制备5-溴-2-碘甲苯,以二氯甲烷为溶剂,铁粉催化低温溴代,缺点易产生邻对位溴代异构体,分离成本更高,仅小量制备选用。工艺难点在于控制单卤代,减少三卤代副产物,依靠低温、低当量卤化剂提升区域选择性。

图1 5-溴-2-碘甲苯的合成反应式
应用
5-溴-2-碘甲苯用于合成中枢神经类、抗肿瘤、抗炎药物母核,利用分步偶联引入杂环、氨基、烷氧基等药效基团,碘、溴离去位点便于快速构建分子侧链;5-溴-2-碘甲苯用于合成OLED发光层、液晶单体、有机场效应晶体管材料,卤素取代可调控分子共轭长度与电荷传输性能,甲基优化分子堆积与溶解性;5-溴-2-碘甲苯常作为锂化前体,低温与正丁基锂发生碘-金属交换,制备芳基锂试剂,用于醛、酮、羧酸衍生物合成。
参考文献
[1]Recueil des Travaux Chimiques des Pays-Bas, , vol. 31, p. 271