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芳香族碘碳精细化学品的合成原理与生产工艺(一)

发布时间:2018-06-25 00:00 作者:中国标准物质网 阅读量:1089

1.碘代苯的合成原理与生产工艺

在氧化剂(如硝酸)存在下,碘与苯直接反应可以制得碘代苯。以苯胺作原料,经重氮盐,再与碘化钾反应,是最常用的制备碘代苯的方法,其反应式如下:

将30.0%盐酸、苯胺加入水中,搅拌冷却至2℃,缓缓滴加亚硝酸钠溶液,控制温度不超过12℃。滴加最后一部分亚硝酸钠溶液时,用碘化钾淀粉试纸测试,呈蓝色为反应终点,得重氮化液。将碘化钾溶液分多次加入重氮化液中,此时放出氮气,放置2.0h,至无氮气逸出为止。冷却后,分去上层水溶液,加10.0%氢氧化钠溶液使反应液至pH=14。进行水蒸气蒸馏,馏出液分去水层,干燥后常压分馏,收集184~188℃馏分,即为碘苯,收率77.0%。

以氯苯为原料,采用一种特殊的催化剂碘化亚铜/γ-A12O3,反应能充分进行,可合成碘苯,收率42.0%~92.0%。

2.间二碘苯的合成原理与生产工艺

由间苯二胺盐酸盐经重氮化、置换而得,其反应式如下:

将3.62g间苯二胺盐酸盐和70mL相对密度为1.7的磷酸一起搅拌、冷却,在-5℃时,一边激烈搅拌,一边滴加3.0g亚硝酸钠和30mL浓硫酸配成的溶液。继续搅拌30min后加入2.0g尿素。然后将得到的重氮盐溶液倾入含8.0g碘化钾的冰水中,放置过夜,加水稀释,析出结晶。过滤,依次用水、硫代硫酸钠溶液、水洗涤结晶,再用乙醚、乙醇混合溶剂重结晶,得间二碘苯,收率约90.0%。

3.对二碘苯的合成原理与生产工艺

由对碘苯胺经重氮化、置换而得,其反应式如下:

(1)重氮化先将274g对碘苯胺溶于250mL 50.0%的乙酸溶液中,搅拌冷却至0℃,从液面下滴入70mL 15.0%的亚硝酸钠溶液。滴完后继续搅拌30min,制得重氮盐溶液。

(2)置换取23.8g碘化亚铜、192.0g氢碘酸及250mL水混合配成溶液,冷却至0℃,再加入50.0g碎冰,在搅拌下,将上述重氮盐溶液慢慢加到亚铜盐溶液底部,温度不得超过5℃,加完后继续搅拌30min。将反应混合物放置过夜,然后进行水蒸气蒸馏,再经冷却后滤出结晶。用3.0%氢氧化钠溶液洗涤后,再用水洗涤,得粗品对二碘苯,最后用乙醇结晶,得成品对二碘苯32.0g,收率78.0%。

另一种制备方法是将对苯二胺盐酸盐重氮化,再与碘化钾进行置换反应。

4.卤普罗近的合成原理与生产工艺

由溴丙炔与2,4,5-三氯苯酚缩合得到2,4,5-三氯苯基-γ-丙炔醚,再经碘化得到碘炔三氯酚即卤普罗近,其反应式如下:

5.溴碘代苯的合成原理与生产工艺

3,5-二溴-1-碘代苯和4-溴-1-碘代苯是带有两种不同卤素基团的芳香族功能单体,利用溴和碘的反应活性差别,可以分别与不同的基团反应,合成多种功能团取代的苯功能单体。已有的几种合成3,5-二溴-1-碘代苯的方法,如以对碘苯胺为原料经溴化再脱胺得到的方法,每步只有近40%的产率,总得率在16%~28%;以3,5-二溴苯胺重氮化后用碘化钾取代,虽然得率可提高到46%,但是3,5-二溴苯胺需要由3,5-二溴氨基苯甲酸经多步反应才能合成;用1,3,5-三溴苯虽然一步可以有78%的得率,但是要使用n-BuLl在低温-78℃下反应,产物还需柱分离,操作不便,不易工业化。合成4-溴-1-碘代苯的方法与上述情况差不多。

以3,5-二溴苯胺和对溴苯胺为原料,经叠氮化,碘甲烷碘代得到产物3,5-二溴-1-碘代苯和4-溴-1-碘代苯,总产率分别为56%和62%,采用的为常规温和反应,便于操作和生产。

6. 13,5-二溴-1-碘代苯

3,5-二溴-1-碘代苯以3,5-二溴苯胺为主要原料反应而得,其反应式如下:

(1)1-(3,5-二溴苯基)-3,3-二乙基叠氮烷的合成在40mL乙腈中加入10.561g 3,5-二溴苯胺,机械搅拌使其成为均相溶液,缓慢滴加6 mol·L-1盐酸16mL,剧烈搅拌,缓慢升温至70℃,搅拌15 min。然后使体系温度降低至2℃,向此悬浊液中缓慢滴入含3.804g NaNO2的水溶液6mL,溶液呈暗红色。在5℃以下,将此溶液分批加入到29.2g K2CO3,6.6mL二乙胺、20mL乙腈及60mL H2O的混合乳状液中,液体颜色加深,直至呈红褐色。在20℃下搅拌1h。用乙醚(40mL×4)萃取,有机层用饱和NaCl溶液洗3次,硫酸镁干燥,得到暗红色的油状粗产物8.67g。

(2)3,5-二溴-1-碘代苯的合成在一个聚四氟乙烯螺帽密封(或用普通的真空塞加密封环密封)的厚壁试管中加入0.335g 1-(3,5-二溴苯基)-3,3-二乙基叠氮烷和5mL碘甲烷。试管脱气和充氮处理3次,脱气后密封,接着在110℃下搅拌反应12h。未反应的碘甲烷真空转移蒸出,供循环使用,剩余物溶解在低沸点石油醚中,再通过短的硅胶柱以100%的低沸点石油醚为洗脱液过滤得到产品3,5-二溴-1-碘代苯0.337g,产率93%。

15. 24-溴-1-碘代苯

4-溴-1-碘代苯以对溴苯胺为主要原料反应而得,其反应式如下:

(1) 1-(4-溴苯基)-3,3-二乙基叠氮烷的合成14mL浓盐酸加入到90mL水中配成稀HCl溶液,缓慢加入8.6g对溴苯胺,使用机械搅拌使其成为均相溶液,冷却至0℃。缓慢滴入含3.795g NaNO2的10mL水溶液,在0℃下搅拌30 min。将此溶液分批加入10g K2CO3、8mL二乙胺及75mL H2O的乳状液中,在20℃下搅拌1h。反应完毕后用乙醚萃取(40mL×4),有机层用饱和NaCl溶液洗3次,硫酸镁干燥,得到棕红色的油状粗产物。先用旋转蒸发器蒸去大部分溶剂,溶液变得较为黏稠。随后加热蒸馏(200℃) ,蒸出金黄色的液体8.73g,产率68%。

(2) 4-溴-1-碘代苯的合成在一个聚四氟乙烯螺帽密封(或用普通的真空塞加密封环)的厚壁试管中加入0.256g 1-(4-溴苯基)-3,3-二乙基叠氮烷和5mL碘甲烷。试管脱气和充氮处理3次,脱气后密封,接着在120℃下搅拌6h。未反应的碘甲烷真空转移蒸出,供循环使用,剩余物溶解在低沸点石油醚中,再通过短的硅胶柱以100%的低沸点石油醚为洗脱液过滤得到产品4-溴-1-碘代苯0.254g,产率90%。

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