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如何制备3-溴-5-氯苯甲酸? 1

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背景及概述

芳香族溴酸精细化学品主要用作有机合成、医药和染料中间体。3-溴-5-氯苯甲酸作为一种芳香族溴酸,可用于磷酸二酯酶PDE4和胆碱受体(mACHRs)抑制剂的合成,也可用于合成治疗Ⅱ型糖尿病的药物。

制备方法

国外对3-溴-5-氯苯甲酸合成的文献报道有:Scarborough等[1]以2-氨基-5-硝基甲苯为原料,经溴代、重氮化及重氮盐转化、还原、氧化等反应得到产物,该方法存在反应步骤多、工艺路线长的不足。以3-氯-4-氨基联苯为原料,经溴代、重氮化及重氮盐转化、铬酸氧化反应得到产物,该工艺路线虽然步骤少,但原料不易得到,成本高,且未见总收率报道。以邻甲基乙酰苯胺为原料,分别经溴代、氯化、水解、重氮化及转换、氧化等反应得到产物。以上方法均采用液溴作溴化剂,存在操作环境差的不足。目前,国内尚未见3-溴-5-氯苯甲酸合成的文献报道。笔者选用2-氨基-5-氯苯甲酸为原料,以N一溴代丁二酰亚胺(NBS)为溴化剂,经溴化、重氮化及重氮盐转化反应来制得3-溴-5-氯苯甲酸,总收率41.7%,合成路线如下:

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图1 3-溴-5-氯苯甲酸的合成路线图

实验步骤

2-氨基·3-溴-5-氯苯甲酸的制备(溴化反应)

在装配有温度计、滴液漏斗、回流冷凝管的250 mL四颈瓶中分别加入8.6g(0.05 mol)2-氨基-5-氯-苯甲酸和15 mL DMF,加热搅拌溶解,在40℃分批加入8.9 g(0.05 mol)NBS,加完后在40℃继续反应60 min,反应完毕后将反应液倒入冷水中,析出粉红色固体,过滤、用2×10 mL水洗、干燥,得2-氨基-3-溴-5-氯苯甲酸粗品13.5 g。用无水乙醇重结晶,得2-氨基-3-溴-5-氯苯甲酸白色结晶9.8 g(含量99.5%),熔程225.6~227.8℃(文献值[1]225~228℃),收率77.8%。1H NMR(500 MHz,DMSO):12.21(s,1H,COOH),7.83(d,1H,Ar),7.46(dd,1H,Ar),7.25(d,1H,Ar).13 C NMR(125 MHz,DMSO):163.12,134.72,133.44,131.28,130.14,129.83,118.54。

3-溴-5-氯苯甲酸的制备(重氮化、重氮盐转化)

在装配有温度计、滴液漏斗、回流冷凝管的250mL四颈瓶中依次加入11.2 g(0.045 mol)2-氨基-3-溴-5-氯苯甲酸、98%浓硫酸12 mL,搅拌溶解后,控制反应温度在10℃缓慢滴加30%亚硝酸钠的水溶液5.4 g,滴加完毕后继续保温反应1h备用。在另一装配有温度计、回流冷凝管的250 mL四颈瓶中加入2.4 g(0.04 mol)铜粉和50 mL乙醇,在加热回流下滴加上述反应液,30 min内滴加完毕,继续回流1 h。稍冷后将反应装置改为蒸馏装置,蒸馏回收大部分乙醇,冷却,将反应液倒入冰水中,析出黄色的固体9.8 g。用无水乙醇重结晶,得3-溴-5-氯苯甲酸白色晶体7.29(含量99.6%),熔程190.0~192.0℃(文献值[1]189~190℃),总收率41.7%(以2-氨基-3-溴-5-氯苯甲酸计)。保温时间保持不变,适当提高重氮化反应的温度有助于提高产物的收率,但继续提高温度到10℃时,产品收率反而下降,原因是重氮化反应是亲电取代反应,2-氨基-3-溴苯甲酸碱性较弱,适当提高温度可以加快重氮化反应速率,但反应温度过高会使亚硝酸和重氮盐分解,反而使产物收率下降,因此,适宜的重氮化反应温度为5℃。

结论

以2-氨基-5-氯苯甲酸为原料,用NBS作溴化试剂,在45℃发生溴化反应,溴化产物经重氮化及重氮盐转化得到3-溴-5-氯苯甲酸,总收率41.7%(以2-氨基-5-氯苯甲酸计)。该工艺路线简单,操作简便,是一种可行的3-溴-5-氯苯甲酸合成方法。

参考文献

Cohen; Raper Journal of the Chemical Society, 1904 , vol. 85, p. 1269

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