背景及概述
鹵代苯胺是染料、色素及材料等化工產(chǎn)品合成的重要原料,也是醫(yī)藥和農(nóng)藥合成的重要原料或中間體。其中鄰碘苯胺是合成新型吲哚抗癌試劑、降壓藥利血平、治療偏頭痛的普坦類藥物、治療風(fēng)濕性和類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎的吲哚美辛等藥物的中間體。但鄰位鹵代苯胺的市場售價(jià)較高,尤其是鄰碘苯胺。因此采用簡易的試驗(yàn)方法,得到收率穩(wěn)定和較高純度的鄰碘苯胺和鄰溴苯胺具有實(shí)用價(jià)值。
制備
目標(biāo)化合物的合成采用了經(jīng)典的合成路線:以鄰硝基苯胺為起始原料,采用重氮鹽合成法,經(jīng)鹵代反應(yīng)制得鄰鹵硝基苯,再采用鐵和鹽酸將其還原。操作較簡易,對(duì)設(shè)備要求低,反應(yīng)條件也較溫和。在進(jìn)行鄰碘苯胺合成中,首先采用文獻(xiàn)[1]方法進(jìn)行,將碘化鉀溶液滴入重氮鹽溶液中,此時(shí)產(chǎn)生了大量泡沫,導(dǎo)致收率和純度下降。改進(jìn)后的工藝采用倒加法,將重氮鹽溶液滴加入碘化鉀溶液中,產(chǎn)生泡沫的數(shù)量大為減少,反應(yīng)速度更易于控制,反應(yīng)的選擇性提高,使鄰硝基碘苯的收率高于文獻(xiàn)方法近10.0%;同時(shí)將還原反應(yīng)改在氯化銨緩沖溶液中進(jìn)行,反應(yīng)條件更加溫和,后處理更加簡單。合成路線見下圖
圖1 2-碘苯胺的合成反應(yīng)式
實(shí)驗(yàn)操作:
鄰碘硝基苯的制備
取5.0 g(0.036 mol)鄰硝基苯胺,參照文獻(xiàn)制得鄰硝基硫酸重氮鹽。在250 mL的三口瓶中依次加入10.0 g(0.060 mol)碘化鉀,10.0 mL(0.555 mol)水,啟動(dòng)磁力攪拌,使其溶解,維持溫度低于40℃,用滴液漏斗緩慢滴加已制得的重氮鹽溶液。滴加完畢后,反應(yīng)2 h,反應(yīng)液冷卻后抽濾得到棕黃色固體,用熱水洗滌兩次,再用5%的硫代硫酸鈉溶液洗滌兩次,抽濾的黃色固體。收率:87.5%;mp:51—52℃。
鄰碘苯胺的制備
將用鹽酸活化的5.6 g(0.100 mol)鐵粉置于250mL三口瓶中,用無水乙醇洗滌兩次,然后向三口瓶加入35 mL無水乙醇和1 g氯化銨,裝上機(jī)械攪拌、回流管和溫度計(jì),開始加熱。用小燒杯將5.0 g(0.020 mol)鄰碘硝基苯用無水乙醇溶解。待三口瓶溫度上升至60℃時(shí),將鄰碘硝基苯的乙醇溶液慢慢滴加到三口瓶中。滴加完畢后,回流反應(yīng),經(jīng)TLC檢測反應(yīng)進(jìn)度,反應(yīng)時(shí)間約為3 h。待反應(yīng)結(jié)束后,抽濾,將濾液中的乙醇旋蒸除去,水洗干燥得黃色或無色針狀晶體,收率:90.1%;mp:56~57 oc(Liti 7|:熔點(diǎn)55~58℃)。
結(jié)果與討論
反應(yīng)選擇性不佳,使目標(biāo)產(chǎn)物純度降低。在進(jìn)行鄰碘苯胺合成中,首先采用文獻(xiàn)方法進(jìn)行,將碘化鉀溶液滴入重氮鹽溶液中,此時(shí)產(chǎn)生了大量泡沫,使操作很難控制,并導(dǎo)致所制得最終產(chǎn)物的收率和純度都不高;經(jīng)對(duì)合成工藝進(jìn)行改進(jìn)采用倒加法,將制得的重氮鹽溶液滴加入碘化鉀溶液中,產(chǎn)生泡沫的數(shù)量大為減少,提高了反應(yīng)的選擇性,反應(yīng)速度更易于控制,使鄰硝基碘苯的收率達(dá)到87.5%,高于參照文獻(xiàn)方法所得的75.0%的收率。此外,將還原反應(yīng)由鹽酸水溶液改在氯化銨緩沖溶液中進(jìn)行,使反應(yīng)條件更加溫和,后處理更加簡單,收率也更穩(wěn)定。
結(jié)論
本文以鄰硝基苯胺為原料,經(jīng)過重氮化,鹵代,還原反應(yīng),制得鄰碘苯胺。針對(duì)采用文獻(xiàn)合成方法中出現(xiàn)的一些問題,進(jìn)行了工藝改進(jìn),提高了鄰硝基碘苯收率和的純度:碘代過程改變了滴加順序,較好的控制了發(fā)泡現(xiàn)象,使鄰硝基碘苯的收率達(dá)到87.5%,高于參照文獻(xiàn)方法所得的75.0%的收率。
參考文獻(xiàn)
[1] Pirkuliev; Brel; Akhmedov; Zefirov; Stang Mendeleev Communications, 2001 , vol. 11, # 5 p. 172 - 173