安雪飛(國(guó)藥集團(tuán)威奇達(dá)藥業(yè)有限公司,山西 大同 037300)
鄰鹵苯乙酸合成方法的改進(jìn)
安雪飛(國(guó)藥集團(tuán)威奇達(dá)藥業(yè)有限公司,山西 大同 037300)
主要研究鄰鹵苯乙酸的合成方法改進(jìn)策略,進(jìn)行了鄰氨基苯乙酸、鄰氯苯乙酸、鄰溴苯乙酸和鄰碘苯乙酸的制備實(shí)驗(yàn),給出了一種可行的改進(jìn)方法。
鄰鹵苯乙酸;合成
鄰鹵苯乙酸是一種有機(jī)合成中間體,是多種三環(huán)類化合物的合成原材料,鄰氯苯乙酸和鄰碘苯乙酸都可以用于合成消炎鎮(zhèn)痛藥物雙氯滅痛,鄰鹵苯乙腈水解法是鄰鹵苯乙酸傳統(tǒng)合成方法,這種方法生產(chǎn)成本高,污染嚴(yán)重,改進(jìn)鄰鹵苯乙酸合成方法,對(duì)提高生產(chǎn)效率,降低生產(chǎn)成本,減少環(huán)境污染有重要意義。
(1)主要試劑和儀器 各種試劑均為分析純?cè)噭?,硝基苯純度?9.7%,85%水合肼,分別購(gòu)自酵素淮河化工廠以及上海聯(lián)試化工試劑有限公司。美國(guó)惠普公司HP6890型氣相色譜儀,HP6890/5973氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀,Nicolet公司Magna IR560紅外光譜儀,新華儀器廠85-2數(shù)顯恒溫磁力攪拌反應(yīng)器。
(2)方法 ①鄰硝基苯乙酸合成。10ml無(wú)水乙醇加入有干燥管二口燒瓶,攪拌下投入0.8g金屬鈉碎塊,金屬鈉全部溶解冷卻至室溫之后,得到乙醇鈉、無(wú)水乙醇溶液,加草酸二乙酯4.4g 攪拌,滴加硝基苯4.1g,0.5h 內(nèi)加完,升溫置70℃保持1.0h,冷卻之后加水15ml,回流1.5h 水解,冷卻至室溫之后+30%雙氧水,取反應(yīng)液進(jìn)行氫氧化鈉檢測(cè),反應(yīng)液加入氫氧化鈉溶液后不變色說(shuō)明反應(yīng)結(jié)束,可將產(chǎn)物冷卻至室溫,鹽酸酸化至pH等于3,靜置后結(jié)晶析出,抽濾獲得硝基苯乙酸粗品,乙醇水1:3重結(jié)晶獲得白色針狀晶體,共3.4g,收率62%,mp 137-139℃。
②催化劑制備。稱取CuCl2·2H2O 1.7g,AlCl32.66g 溶解于蒸餾水15ml,室溫下攪拌,同時(shí)滴加10%NaOH,調(diào)節(jié)pH至7-8,有沉淀析出,物料為糊狀之后,加熱水煮沸,冷卻抽濾獲得濾餅,120℃下干燥4.0h,制備CuO Al2O3,研磨成細(xì)粉。
③鄰氨基苯乙酸制備。3.62g鄰硝基苯乙酸+0.3gCuO Al2O3+10ml20%NaOH放入100ml燒瓶攪拌,加溫至80℃,0.5h內(nèi)持續(xù)滴加3.53g85%水合肼,反應(yīng)0.5h,TLC監(jiān)測(cè)無(wú)原料之后加少量活性炭過(guò)濾,冷水冷卻,鹽酸酸化至pH=4,抽濾析出晶體,干燥后獲得白色晶體。
④鄰氯苯乙酸。冰鹽浴內(nèi)鹽酸酸化鄰氨基苯乙酸至pH=1,5℃以下攪拌,緩慢滴加30%NaNO24.2ml,20min 內(nèi)滴加完畢,反應(yīng)10min,植被重氮鹽溶液,加60-70℃ 2.5g CuCl 5ml濃鹽酸溶液,攪拌30min,靜置過(guò)夜,過(guò)濾,加50%乙醇重結(jié)晶,制備2.22g 鄰氯苯乙酸,采收率65.0%。
⑤鄰溴苯乙酸。硫酸酸化鄰氨基苯乙酸溶液,調(diào)節(jié)pH值至1,重氮化處理后,將獲得重氮鹽溶液滴加入60-70℃溴化亞銅-氫溴酸溶液中,持續(xù)攪拌30min,靜置過(guò)夜,過(guò)濾產(chǎn)品,50%乙醇重結(jié)晶獲得鄰溴苯乙酸,采收率66%。
⑥鄰碘苯乙酸。硫酸酸化2.4g鄰氨基苯乙酸至pH=1,重氮液滴加至60-70℃碘化鉀-硫酸銅液中,攪拌30min,靜置一夜,過(guò)濾,乙醇重結(jié)晶,采收率73%。
(1)鄰硝基苯乙酸合成 合成鄰硝基苯乙酸要求系統(tǒng)內(nèi)絕對(duì)無(wú)水,防止草酸二乙酯水解為難溶性草酸鈉,后續(xù)處理難度更大,并且此反應(yīng)溫度應(yīng)該低于10℃,減少各種副反應(yīng)。
(2)催化劑優(yōu)化 Fe3+有一定氧化性,對(duì)水合肼分解有促進(jìn)作用,因此三價(jià)鐵化合物可以作為水合肼還原以及芳香族硝基化合物催化劑,銅離子也有一定氧化性,但是試驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)效果一般,反應(yīng)劇烈,水合肼分解速度過(guò)快,收率較低,可以將CuO負(fù)載于Al2O3基質(zhì)上制備低活性催化劑,用于鄰硝基苯乙酸催化,結(jié)果顯示效果一般,催化活性仍然較高,水合肼分解速度過(guò)快,來(lái)不及發(fā)生發(fā)生,影響鄰氨基苯乙酸采收率,而低濃度CuO導(dǎo)致活性中心數(shù)量過(guò)少,部分活性中心被覆蓋,也降低了采收率,n(CuO):n(Al2O3)=1:2時(shí),催化效果最為理想。CuO Al2O3催化水合肼水制備鄰氨基苯乙酸,溶劑堿性對(duì)采收率較大,堿性過(guò)強(qiáng)過(guò)弱都會(huì)影響鄰氨基苯乙酸采收率,溶劑堿性過(guò)弱,會(huì)導(dǎo)致鄰氨基苯乙酸生成氧化吲哚,氧化吲哚成為水反應(yīng)主要產(chǎn)物,溶劑堿性太強(qiáng),則會(huì)生成氧化偶氮化合物,20%NaOH溶液中反應(yīng)副產(chǎn)物較少,采收率也比較理想。
(3)鄰鹵苯乙酸合成工藝 重氮鹽溶液為原料制備鄰鹵苯乙酸需要添加對(duì)應(yīng)鹵化亞銅催化劑,其中鄰碘苯乙酸反應(yīng)無(wú)需催化劑,因?yàn)榉蓟氐}和鹵離子會(huì)發(fā)生親核取代反應(yīng),碘離子親和能力高于溴和氯,降低了鄰碘苯乙酸合成難度。
硝基苯制備鄰鹵苯乙酸工藝簡(jiǎn)單,反應(yīng)條件溫和,采收率高,污染小,綜合效果比較理想。
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安雪飛(1964- ),男,漢,北京人,工程師,大學(xué)本科,主要研究方向:藥物及化工中間體制備和相關(guān)研究。