这是目前工业上和生产中最优先选择的路线,因为步骤短、收率高、纯化容易。
反应路线:2,4-二氯氟苯 → [硝化] → 1,2-二氯-4-氟-3-硝基苯
具体步骤:
硝化反应:将2,4-二氯氟苯溶解在浓硫酸中,在低温(例如0-5°C)下,缓慢滴加发烟硝酸或浓硝酸与浓硫酸的混酸。
反应机理:硝化反应是亲电取代。由于氟原子是强吸电子基团,且通过诱导效应和共振效应对苯环上不同位点的活化/钝化作用不同,使得硝基主要进攻氟原子邻位(即3号位)和对位。但在2,4-二氯氟苯中:
氟原子的对位(5号位)已被氯原子占据,氯原子也是邻对位定位基,但其活化能力弱于氟。
氟原子的邻位有两个:1号位和3号位。1号位已被另一个氯原子占据,因此,硝基进攻的唯一主要位置就是3号位,从而高选择性地生成目标产物。
后处理:将反应混合物倒入冰水中,析出固体,经过过滤、洗涤、重结晶(常用乙醇或甲醇)即可得到高纯度的1,2-二氯-4-氟-3-硝基苯。
优点:
路线短,仅一步反应。
原料2,4-二氯氟苯廉价易得。
区域选择性高,副产物少,产物纯度高。
适合大规模生产。
这是一个经典的实验室合成路线,通过分步引入取代基来控制位置。
反应路线:对氟硝基苯 → [氯化] → 2,4-二氯氟苯 → [硝化] → 1,2-二氯-4-氟-3-硝基苯
氯化:首先,在对氟硝基苯的氟原子邻位(2号和6号位)进行亲核芳香取代氯化。通常使用氯气在路易斯酸(如FeCl₃或AlCl₃)催化下进行。由于硝基是强吸电子基团,它使苯环钝化,但同时也使得氟原子对位的氢原子相对更易被亲电试剂进攻。然而,在强烈条件下,可以实现双氯代,主要生成2,4-二氯氟苯。这一步的区域选择性需要控制。
硝化:将上一步得到的2,4-二氯氟苯按照方法一进行硝化,得到最终产物。
原料对氟硝基苯也非常易得。
各步反应成熟可靠。
缺点:
比方法一多一步。
第一步氯化的位置选择性可能不如方法一的硝化步骤好,可能产生异构体。
此方法利用卤素交换反应引入氟原子。
反应路线:1,2-二氯-4-硝基苯 → [氟化] → 1,2-二氯-4-氟-3-硝基苯
氟化反应:在极性非质子溶剂(如DMF、DMSO)中,使用无机氟化物(如无水氟化钾KF或CsF)与1,2-二氯-4-硝基苯在高温(180-220°C)下反应。硝基邻位的氯原子由于受到硝基的强烈吸电子效应活化,更容易被氟离子亲核取代,生成目标产物。
也是一步反应。
展示了芳香亲核取代反应的经典应用。
反应条件苛刻(高温、无水)。
需要使用特殊氟化试剂,成本可能较高。
可能发生副反应,如另一个氯原子也被取代。
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