4-乙烯苯胺的制备方法

背景及概述^[1]

4-乙烯苯胺是一种有机中间体，可由对硝基苯乙烯还原后得到。有文献报道4-乙烯苯胺可用于制备一种以乙烯苯基和对乙烯苯酚基亚甲胺衍生物合镉配合物为辅助电子受体的D-A-π-A型聚合配合物染料敏化剂PBDTT-SF-Cd。染料敏化太阳能电池(DSSC)是目前最具研究和发展应用潜力的有机太阳能电池之一，吸引了全世界范围内的深入研究，而染料敏化剂在吸收太阳光后能产生光生电子，是染料敏化太阳能电池(DSSC)的关键光敏材料。

制备^[1-3]

报道一、

A. 2-氰基-3-(8-羟基喹啉-5-基)丙烯酸的合成：将0.268 g (1.5 mmol) 5-甲酰-8-羟基喹啉和0.191 g (2.2 mmol)氰基乙酸放入50 mL三口烧瓶中，加入20 mL乙腈溶剂，搅拌至溶解，再加入1.5 mL冰醋酸，最后滴入3滴哌啶，加热至85 ℃，反应24 h，停止反应，等到反应液冷却至室温时，将反应混合物倒入单口烧瓶旋转蒸发至近饱和，于0 ℃下冷却12h，使产物沉淀析出，过滤，干燥，得粗产物0.216 g，产率为60%，粗产物用25%的乙醇重结晶三次，得橘黄色目标产物，m.p. 200-201 ℃。1H-NMR (DMSO-d6, ppm): 8.94 (d,1H,Ar−H),8.87 (s,1H,−CH=) ,8.60-8.62 (d,1H, Ar−H) , 8.41-8.43 (d,1H, Ar−H),7.69-7.72(q,1H, Ar−H), 7.25-7.27 (d, 1H, Ar−H)。羟基和羧基上的活泼氢在核磁氢谱中无法表征出，但可通过以下表征证明目标产物成功合成。FTIR (KBr, cm-1): 3447 (−OH), 2221(C≡N),1580(C=C),1530 (C=N) .13C-NMR(DMSO-d6,ppm):164.19,159.11,150.01,149.44,138.67,132.67,132.56,131.15,128.71,123.93,118.86,117.29,112.16,102.97.

B. 对硝基苯乙烯的合成：惰性条件下，将5.0 g (23.1 mmol)硝基溴苄和6.15 g(23.4 mmol)三苯基膦溶于40 mL氯仿，搅拌1h后，倒入乙醚中，过滤析出固体，干燥得白色膦盐晶体10.3g，产率92%，熔点274-275 ℃。上述膦盐直接用于witting反应，取7.5 g膦盐(15.5 mmol)于三口瓶中，加入30 mL 35-40%左右甲醛水溶液，充分搅拌形成悬浮液，用滴液漏斗缓慢间断加入3g Na2CO3溶于10 mL水的溶液,每次在深红色膦盐中间体消失后加入，悬浮液继续搅拌4 h，用乙醚萃取后，用无水Na2SO4干燥，过滤，旋去溶剂的粗产物用硅胶过柱，洗脱剂为石油醚/乙酸乙酯=10:1(v/v)，得到淡黄色固体1.8 g，产率78%，熔点27-28℃。1H-NMR (CDCl3, ppm): 8.15-8.17 (d, 2H, Ar−H), 7.51-7.53 (d, 2H, Ar−H),6.73-6.81 (q, 1H, −CH=), 5.90-5.95 (d, 1H, =CH2), 5.48-5.51 (d, 1H, =CH2).13C-NMR (CDCl3, ppm): 147.14, 143.84, 134.97, 126.82, 123.94, 118.63.

C. 4-乙烯苯胺的合成：取1.6 g (28 mmol)还原铁粉于三口瓶中，加入6 mL水和0.2mL浓盐酸，用搅拌杆充分搅拌，用冰浴将温度降至0 ℃后，快速搅拌下缓慢加入硝基苯乙烯(1.25 g, 8.4 mmol)溶于10 mL乙醇的溶液，保持冰浴4 h。过滤除去铁粉，加水水解后用二氯甲烷萃取，有机层用无水Na2SO4干燥，旋蒸除去溶剂，用硅胶过柱，洗脱剂为石油醚/乙酸乙酯=5:1(v/v)，得浅黄色固体0.7 g，产率70%，熔点24-25 ℃。1H-NMR (CDCl3, ppm):7.21-7.23 (d, 2H, Ar−H), 6.64(d, 2H, Ar−H), 6.57-6.62 (q, 1H, −CH=), 5.52-5.57 (d, 1H, =CH2), 5.02-5.05 (d, 1H, =CH2), 3.71(s, 2H, −NH2). 13C-NMR (CDCl3,ppm): 146.23, 136.58, 128.39, 127.40, 115.06, 110.06.

报道二、

A．对硝基苄基三苯基溴化磷的制备：将 4-苄溴甲基硝基苯5.00 g (9.26 mmol)，与6.15 g (9.26 mmol)三苯基磷在惰性条件下加入到50 mL CHCl3 中，搅拌0.5~1 h后将混合物倒入到约40 mL无水乙醚中，析出白色固体，过滤，取沉淀物质在烘箱中干燥，得到白色粉末固体8.90g，产率56.0%，1H-NMR (CDCl3, δ, ppm): 7.62-7.88 (m, 15H), 7.61-7.62(d, 2H), 7.43-7.44 (d, 2H), 5.86-5.90 (d, 2H)。

B．对硝基苯乙烯的制备：对硝基苄基三苯基溴化磷3.75 g (7.85 mmol), 15 mL37%甲醛悬浮液，剧烈搅拌，1.50 g Na2CO3 溶于10 mL水中，每次在深红磷盐中间体消失后加Na2CO3溶液加完后继续搅拌4~8 h，用乙醚萃取，旋去乙醚，再用石油醚做洗脱剂硅胶过柱，得到浅黄色液体0.79 g，产率68.0%，1H-NMR (CDCl3, δ, ppm): 8.17-8.19 (d, 2H),7.52-7.54 (d, 2H), 6.74-6.81 (q, 1H), 5.90-5.95 (d, 1H), 5.48-5.51 (d, 1H)。

C．4-乙烯苯胺的制备：将对硝基苯乙烯3.73 g (25.00 mmol)溶解在20 mL干燥的二氧六环中，加5 mL 水，搅拌10 min后加Zn粉4.88 g (75.00 mmol)，升温至70℃后反应7~8 h。反应结束后减压除去溶剂，水层用75 mL乙酸乙酯萃取，有机层为粗产物，再用硅胶过柱，洗脱剂为石油醚：乙酸乙酯=5：1，得到浅黄色固体1.37 g，产率46.0%，1H-NMR(CDCl3, δ, ppm): 7.21-7.25 (d, 2H), 6.63-6.64 (d, 2H), 6.64-6.64 (q, 1H),5.52-5.56 (d, 1H), 5.02-5.05 (d, 1H), 3.70-3.72 (m, 2H)。

报道三、

A.对硝基苯乙烯(1)的合成：惰性气体(Ar)保护条件下，将5.00g(23.10mmol)硝基溴卞和6.15g(23.40mmol)三苯基膦溶于40mL氯仿，搅拌2h后，倒入乙醚中，过滤析出固体，干燥得白色膦盐晶体10.30g，产率92.0％，熔点274～275℃，上述制得的膦盐直接用于witting反应，取7.50g膦盐(15.5mmol)于三口瓶中，加入30ml质量分数为37％甲醛水溶液，充分搅拌形成悬浮液，用滴液漏斗分次缓慢加入溶有3.00g Na2CO3的10mL水溶液，悬浮液继续搅拌8h后，用乙醚萃取，并用无水Na2SO4干燥萃取层后过滤，旋转蒸馏除去溶剂的粗产物用硅胶过柱，洗脱剂为石油醚/乙酸乙酯＝10:1(v/v)，得到淡黄色固体对硝基苯乙烯，产率78.0％，熔点27～28℃，1H-NMR(CDCl3,ppm):8.15-8.17(d,2H,Ar-H),7.51-7.53(d,2H,Ar-H),6.73-6.81(q,1H,-CH＝),5.90-5.95(d,1H,＝CH2),5.48-5.51(d,1H,＝CH2)，13C-NMR(CDCl3,ppm):147.14,143.84,134.97,126.82,123.94,118.63。

B. 4-乙烯苯胺(2)的合成：取1.60g(28.00mmol)还原铁粉于三口瓶中，加入6.00mL水和0.20mL浓盐酸后充分搅拌，用冰浴将温度降至0℃后，快速搅拌下缓慢加入10mL硝基苯乙烯(1.25g,8.40mmol)的乙醇溶液，保持冰浴反应8h，过滤除去铁粉并加水水解后用二氯甲烷萃取，有机层用无水Na2SO4干燥，旋转蒸馏除去溶剂，用硅胶过柱，洗脱剂为石油醚/乙酸乙酯＝5:1(v/v)，得浅黄色固体4-乙烯苯胺，产率70.0％，熔点24～25℃，1H-NMR(CDCl3,ppm):7.21-7.23(d,2H,Ar-H),6.64(d,2H,Ar-H),6.57-6.62(q,1H,-CH＝),5.52-5.57(d,1H,＝CH2),5.02-5.05(d,1H,＝CH2),3.71(s,2H,-NH2)，13C-NMR(CDCl3,ppm):146.23,136.58,128.39,127.40,115.06,110.06。

参考文献

[1] [中国发明] CN201910408858.4 一种吡啶亚胺衍生物与8-羟基喹啉衍生物合镉配合物染料敏化剂及其制备方法与用途

[2] [中国发明] CN201810611156.1 一种含4-乙烯基苯胺衍生物合Zn(II)的聚合配合物及其制备方法与用途

[3] [中国发明,中国发明授权] CN201711399525.7 一种含乙烯苯基和对乙烯苯酚基亚甲胺衍生物合镉的聚合配合物及其制备方法与用途