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如何合成间氟硝基苯? 1

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间氟硝基苯是一种重要的有机化工中间体,其合成方法备受关注。本文将介绍间氟硝基苯的合成方法,以供相关研究人员参考。


背景:含氟硝基苯是一类重要的化工原料及中间体,在医药、农药、染料合成等方面均有广泛应用。

间氟硝基苯的市场售价较高,主要是由于其C─F键难以形成的缘故。自然界中没有天然的芳香族氟化物存在,该类化合物均由化学合成制得。通常情况下氟直接与芳香族化合物作用不能生成氟取代衍生物,而是得到饱和烃氟衍生物。有时由于C─C键破裂,亦生成脂烃类氟衍生物。这是因为F—F的键能很弱( 154.91KJ/mol),极化率很小,因而氟分子易产生均裂,生成氟原子。与此相反,氟原子的电离能很高,约比氯大418.68KJ/mol,使得在化学反应中要形成F+ 极其困难,甚至不太可能,因此直接氟化反应往往是快速的游离基反应,另外, 氟化反应热要比氯化大得多,在氟化时常常会发生有机分子的裂解。直接氟化法由于选择性差、产品分离难而很少使用。所以,大多数芳香族氟化物是通过间接方法制得的。其氟化的方法主要可分为三大类, 即:芳胺的重氮化氟化法(主要是Balz-Schiemann反应),卤素交换法,催化氟化及特殊氟化剂氟化法。

但重氮化法由于原料不易得、路线长、 涉及危险操作,也已逐渐失去优势;虽然用卤素交换法也能以较高收率制得产品,但原料价格较高。相对来说,氟代脱硝法由于具有原料易得、工艺简单、操作方便、选择性好和收率高等优点。


合成:

1. 间氟苯胺重氮化、水解法

利用重氮化、水解反应,将氨基转变为羟基,是比较容易实行的反应过程, 因此以间氟苯胺为原料,进行重氮化、水解反应,可以制备间氟苯酚。

250ml四口瓶中加入100mL水,95%硫酸11.7g(0.11mol),冰水冷却至05 ℃,搅拌,于05℃滴加入11.1g(0.1mol)间氟苯胺,7.2g亚硝酸钠(0.104mol)溶于50mL水,于69℃滴加入,体系继续在05℃搅拌1h

烧瓶中加入95%硫酸61.9g(0.6mol)31m L水,边搅拌边加热到150℃2.5h 内滴加入重氮液,控温在140150℃,滴加后再共沸蒸馏30min,馏出液用二氯甲烷萃取4次,每次50mL,干燥,浓缩,减压蒸馏收集6465℃/9mm Hg馏分,得间氟苯酚,收率83.8%


2. 间氯氟苯水解法

由间氯氟苯在酸性条件下,加入催化剂量的亚铜盐,高温水解可制备相应的间氟苯酚。

在一个300mL600mLC型镍合金压力反应器中,在有效的物理搅拌下加入32.6g间氯氟苯(0.25mol)135mL用氢氧化钠调节pH值为6.5的磷酸二氢钠溶液,5.08g (0.0125mol)四苯基溴化膦和3.2g (0.016mol)五水硫酸铜。密封反应器并检测压力。反应在270℃下反应12h,然后冷却到室温,小心打开反应器。反应器内的溶液用250ml稀盐酸酸化,乙醚萃取反应液。萃取液用气相色谱分析组成。其中反应起始时,pH值用磷酸盐和它们与酸或碱的混合物来调节。其反应收率能达到70%左右。


3. 间氨基苯酚重氮化、氟解法

间氨基苯酚的氟硼酸重氮盐,在HF-吡啶体系中光化学分解生成间氟苯酚。 反应条件为:510mmol重氮盐,HF-吡啶体系5-10mLHF-吡啶体系中HF的摩 尔分数为90%,在500W的汞灯下进行光分解,反应温度为12℃,反应时间为 200min,间氟苯酚的收率为87.1%


参考文献:

[1]胡玉锋;罗军;梁政勇;黄成美;吕春绪. 氟代脱硝制备含氟硝基苯 [J]. 应用化学, 2008, (11): 1356-1360.

[2]夏文娟. 3--4-硝基苯酚的合成研究[D]. 天津大学, 2008.

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