3-溴-5-氟苯甲酸是一种重要的中间体,其合成与应用在化学合成领域具有广泛的研究价值。
背景:3-溴-5-氟苯甲酸,英文名称:3-Bromo-5-fluorobenzoic acid,CAS:176548-70-2,分子式:C7H4BrFO2,外观与性状:白色固体,密度:1.789 g/cm3,蒸汽压:25℃下0.002mmHg。
1. 合成:
以2-氨基-5-氟苯甲酸为起始原料,二溴海因溴代制得2-氨基-3-溴-5-氟苯甲酸,重氮化制得硫酸重氮盐后以乙醇还原可得3-溴-5-氟苯甲酸。
(1)化合物2-氨基-3-溴-5-氟苯甲酸的合成
向500 mL四口烧瓶中依次加入200 mL乙酸和15.5 g(0.1 mol)2-氨基-5-氟苯甲酸,搅拌溶解后冷却至0℃。在0~5℃分5批加入15.0 g (0.052 mol)二溴海因,加毕于35℃搅拌3小时,有晶体析出。随后冷却至0~5℃保温1小时使析出完全,过滤,用20 mL冷的甲醇洗涤,得到19.6 g浅棕色晶体,收率为83.8%,熔点为202.3~205.2℃。
(2)化合物3-溴-5-氟苯甲酸的合成
向500 mL四口烧瓶中依次加入80 mL水、120 mL浓硫酸和23.4 g(0.1 mol)化合物2-氨基-3-溴-5-氟苯甲酸,升温搅拌至溶解,冷却至0~5℃,滴加7.2 g(0.104 mol)亚硝酸钠溶解于13 m L水中形成的35%亚硝酸钠溶液,滴毕搅拌30 min,过滤,得棕红色重氮液,0~5℃保存备用。
向500 mL四口烧瓶中加入200 mL无水乙醇和7.0 g(0.11 mol)铜粉,加热至65℃,将制得的重氮液于60~70℃滴入,滴毕保温搅拌反应2 h,减压蒸馏除去乙醇,冷却得11.2 g白色针状结晶3-溴-5-氟苯甲酸,收率70.8%,m.p.142.2~145.6℃。
2. 应用:合成3-溴-5-氟苯甲腈
3-溴-5-氟苯甲腈是合成高效m GluR5拮抗剂F-PEB(3-氟-5-(2-(吡啶基-2-基)乙炔基)苯甲腈)及F-MTEB(3-氟-5-[(2-甲基-1,3-噻唑-4-基)-乙基]苯甲腈)的关键中间体。
以甲苯为溶剂,将化合物3-溴-5-氟苯甲酸制成酰氯后立即胺化得3-溴-5-氟苯甲酰胺,化合物7与五氧化二磷脱水蒸馏可制得3-溴-5-氟苯甲腈。具体步骤如下:
将300 mL甲苯和21.9 g(0.1 mol) 3-溴-5-氟苯甲酸加入500 mL四口烧瓶中,加热搅拌溶解。在25℃滴加12.5 g(0.105 mol)新蒸的氯化亚砜,滴毕后在50℃保温反应2小时,然后通过冰水浴降温至10℃以下,分批缓缓通入氨气,料液自然升至25~35℃,反应3小时。根据TLC(展开剂:V(二氯甲烷)∶V(甲醇)= 10∶1)显示反应完毕。接着减压回收甲苯,残余物中加入22 g(0.155 mol)五氧化二磷,减压蒸馏,收集101~105℃/2 kPa的产物,加入30 mL石油醚 (沸点60~90℃),升温至60℃,搅拌后冷却至0℃以下,过滤得到18.0 g白色晶体3-溴-5-氟苯甲腈,收率为90.0%,熔点为44.3~45.5℃。经GC法测得含量>99.0%。
参考文献:
[1]贺新,邱岳进,曹颖秋等.3-溴-5-氟苯甲腈的合成[J].化学试剂,2013,35(12):1143-1145.DOI:10.13822/j.cnki.hxsj.2013.12.017