一种制备3-溴联苯的方法

背景技术

3-溴联苯是一种重要的工业原料，也是一种应用非常广泛的有机合成中间体，其 被广泛地应用于制药、液晶工业等领域。近几年来，我国3-溴联苯的出口量日益增加，主要 出口对象为日本、韩国的一些液晶显示器生产企业，给我们国家带来了大量的利润。

合成3-溴联苯的方法较多，目前工业上比较成熟且广泛应用的方法是以间溴苯 胺为原料，在盐酸或硫酸中与亚硫酸钠在〇~5°C的低温下进行重氮化反应，生成间溴苯基 重氮盐，间溴苯基重氮盐再与苯反应而得。该反应较为繁琐，且在反应中产生多种产物，对 3-溴联苯的分离困难。

发明内容

本发明的目的是提供一种简便的制备3-溴联苯的方法。该方法以联苯为原料，通 过硝化、还原、溴代、脱氨基四步反应，再以萃取的方式分离，最终获得3-溴联苯。该方法简 单，产物易分离。

一种制备3-溴联苯的方法，包括以下步骤：

1)硝化反应

将联苯溶解在有机溶剂中，向其中滴加硝酸和硫酸的混合酸，55~60°C条件下反 应；

反应完成后，用水萃取，收集有机相，得到硝化产物；

其中，所述联苯和硝酸的摩尔比为1:1~1. 6,其中1:1. 2为比例；所述有机溶剂不和硫酸或硝酸反应，且和水不互溶；

2)还原反应

搅拌条件下，向水中加入铁粉和催化剂，得到铁粉混合液；

将硝化产物滴加到铁粉混合液中反应；在60°C条件下反应；

反应完成后进行碱化，得到还原产物；

其中，所述硝化产物和铁粉的摩尔比为1 :1~10,其中1 :4为比例；所述催化 剂是帮助铁粉催化还原；

3)溴代反应

搅拌条件下向还原产物中加入液溴，室温反应；

反应完成后，用水萃取，得到溴代产物；

其中，所述还原产物和液溴的摩尔比为1 :1~4,其中I :1. 26为比例；

4)脱氨基反应

将溴代产物加入水中，随后向反应体系中加入浓盐酸，搅拌条件下使生成的溴代 物盐酸盐溶解。冷却至o°c，得到溴代产物盐酸盐混合液；

将亚硝酸钠添加到溴代产物盐酸盐混合液中，温度不超过5°C条件下进行反应；

反应完成后，向其中加入次磷酸钠，搅拌至反应完成；

最后，用乙酸乙酯萃取，得到3-溴联苯；

其中，所述溴代产物、亚硝酸钠和次磷酸钠的摩尔比为1 :1~1. 5 :5~15,其中1 : 1. 2 :10. 0是反应条件。此处，溴代产物先与浓盐酸反应生成盐酸盐并溶于水中，从而 保证反应是均相的，以便反应能顺利进行。

步骤1)中，所述硝酸和硫酸的混合酸中，硝酸和硫酸为等体积混合。混合酸中硫 酸起活化硝酸的作用。

步骤1)中，所述有机溶剂为二氯乙烷、氯仿、二氯甲烷等。

步骤1)中，有机溶剂的用量，只需满足联苯全部溶解即可。有机溶剂的用量 为既能够溶解联苯又能够保证体系反应时能够充分搅拌与散热。

用水萃取，一方面水洗成本最低，另一方面只有水能够将未反应完的酸除掉。反应 结束后，可先将反应体系冷却到室温，之后再用水萃取。

为了计算硝化产物（4-硝基联苯和2-硝基联苯的混合物）的产量，以便确定下一 步各物质的投料量，可先将得到的硝化产物中的有机溶剂去除，称量后再用有机溶剂重新 溶解。如果采用此种方式处理硝化产物，则重新溶解硝化产物的有机溶剂需满足不与步骤 2)的催化剂反应，且和水不互溶。可选用的有机溶剂有四氢呋喃、二氯乙烷、氯仿、二氯甲烷 等。去除有机溶剂可以采取旋转蒸干。

步骤2)中，所述可帮助铁粉催化还原的物质为盐酸或硫酸，铁粉混合液中水、铁 粉、催化剂的用量比为50~200ml :10~20g :0. 1~1g，其中，100ml :14g :0. 5g是条件。向其中加入盐酸或硫酸作为催化剂，是因为如果体系中只有铁粉还原则反应较慢且经 常还原不完全。

步骤2)中，所述碱化是向体系中加入碱化剂进行碱化，碱化剂的加入量与催化剂 的加入量相同。碱化剂为碱、碳酸盐以及其他不参与反应的碱性物质，可为氢氧化钠、氢氧 化钾、碳酸钠、碳酸钾或碳酸氢钠。碱化的目的是为了防止氨基产品成为盐酸盐或硫酸盐。 可首先将反应体系冷却到室温后再进行碱化，这样更利于后处理。

碱化后，可在搅拌条件下，向体系中加入有机溶剂，过滤收集滤液中的有机相，得 到还原产物。加入有机溶剂的目的是降低还原产物的粘度，这样更有利于后处理。该有机 溶剂与硝化产物的有机溶剂可相同可不同，相同以便回收。为了计算还原产物的产量， 以便确定下一步各物质的投料量，可先将得到的还原产物中的有机溶剂蒸去，称量后再用 有机溶剂重新溶解。

步骤3)中，可用水萃取几次，合并有机相，去除有机溶剂，得到溴代产物。通常萃取3次。 用水萃取，一方面水洗成本最低，另一方面只有水能够去除反应中生成的酸类物质。

步骤4)中，水的用量，只需满足能够将溴代产物盐酸盐全部溶解即可。用量 为既能够溶解溴代产物盐酸盐，也能够保证体系反应时能够充分搅拌与散热。浓盐酸的用 量需过量。优选地，溴代产物和浓盐酸的摩尔比为1 :10~25,其中条件为1 :20。可通 过将亚硝酸钠的水溶液滴加到溴代产物盐酸盐混合液中，这样操作更方便且反应更均匀。

可用乙酸乙酯萃取几次，合并有机相，去除有机溶剂，得到3-溴联苯。通常萃取3 次。

整个反应中，可利用薄层色谱（TLC检测）观察原料斑点的逐步消失来判断反应是 否完成。无原料点，反应即认为完成。

本发明的合成路线如下：

本发明的优点在于：

本发明用简单、廉价的原料联苯，利用便宜的试剂，经过传统反应制得3-溴联苯；

前3个步骤所得产物可直接进行下一步反应，整个反应易操作且成本低；

整个反应路线中生成的各种产物在最后都能转化成3-溴联苯，省略了繁琐的分离步骤，效率高。

具体实施方式

1)硝化反应

将100g(0. 65mol)联苯溶于500mL二氯乙烷中并加入2L三口瓶中。搅拌条件下 将事先配好的混酸（52mL68%硝酸与52mL浓硫酸混合配成，其中含HNO3O. 78mol)小心滴加 到反应体系中。滴加完毕后保持反应温度在55-60°C 3小时。冷却至室温并加入400mL水 进行萃取。收集有机相，旋蒸去除二氯乙烷。干燥得到硝化产物100g，产率78%。

2)还原反应

在2L三口瓶中加入800mL 7K，搅拌条件下加入112g (2mol)铁粉以及4g37%的浓 盐酸。将100g(0. 5mol)硝化产物溶于200mL四氢呋喃并滴加到反应体系中。加热至60°C 并保持3小时。冷却至室温并用NaOH水溶液进行碱化。搅拌条件下加入300mL四氢呋喃。 过滤，滤液分为水相与有机相。收集有机相并将四氢呋喃旋干。得到还原产物76g，产率： 90% .

3)溴代反应

在500mL三口瓶中加入31g (0. 19mol)还原产物和150mL二氯乙烷，搅拌条件下 小心滴加38. 1g (0. 24mol)Br2。常温反应3h。加入300mL水进行萃取。合并有机相。旋 蒸出去溶剂二氯乙烷，得到溴代产物30g (产率65%)。

4)脱氨基反应

在2L三口瓶中加入400mL水和60g (0· 24mol)溴代产物。加入37%HCl500.0 g (5mol)。搅拌条件下冷却至0°C。将溶有20g (0.29mol)NaN02的水溶液小心滴加到反应 体系中，保证反应温度不超过5°C并反应3h。随后加入258g (2.43mol)次磷酸钠，反应搅 拌过夜。加入300mL乙酸乙酯萃取。合并有机相，旋干溶剂。剩余物进行减压蒸馏，可得到 43g最终产品(产率78%)。

对得到的产物进行检测，结果为1H-NMR (CDC13, ppm) 7. 23-7. 70 (m，9H)，13C - NMR (CDCl3，ppm)122. 8,125. 6,127. 0,127. 8,127. 8,130. 1，130. 1，130. 1，139. 6,143. 3。证明产 物为3-溴联苯。