2,5-二溴三氟化苯制备

发布日期:2022/1/19 10:38:21

背景及概述

溴代苯类化合物是重要的有机合成中间体，被广泛地应用于医药、农药等功能化学品的合成。2,5-二溴三氟化苯中文别名：1,4-二溴-2-(三氟甲基)苯，英文名称：2,5-Dibromobenzotrifluoride，CAS号：7657-09-2，分子式：C7H3Br2F3，分子量：303.902，密度：1.956 g/cm3，沸点：47 °C，熔点：49-51 °C(lit.)。

制备

卤代反应是化工合成反应中重要反应类型之一，卤代反应通过在分子中引入卤素可以增强分子的极性，进而使烷烃 C-H 键得到活化。在众多的卤代反应中，溴代的选择性更好、产物活性更高。在化工合成领域得到广泛的应用。溴代试剂的选择又是影响溴代反应的关键因素。不同的溴化试剂存在着不同的问题，有的溴代试剂反应选择性差，而活泼的化合物如酚、芳胺等芳环上发生溴代时，一般得到多溴代产物，常用溴代试剂主要包括：单质溴，有机溴代试剂，过溴型季铵盐和季磷盐，四溴环酮，过溴化吡啶氢溴酸盐，N-溴代丁二酰亚胺、二溴海因等。2,5-二溴三氟化苯的制备以三氟化苯为起始物料经溴代反应制得，合成反应式如下图：

图1 2,5-二溴三氟化苯合成反应式

本文采用一种新的合成溴化剂，这种溴化剂为N,N-二甲基乙酰胺、氢溴酸、纯溴素的 2∶1∶1型复合物。该溴化剂是一种温和、选择性高的溴化剂，当它与芳基丙酮反应时，溴能选择性地取代α位的氢原子，反应可停留在一元溴化阶段。作者对溴代反应的工艺条件进行了研究。

实验操作

在反应瓶中加入N,N-二甲基乙酰胺、40％氢溴酸溶液，搅拌，室温滴加溴素，继续搅拌，过滤，得双（二甲乙酰胺基）三溴化氢固体。在装有温度计，冷凝管的250ml的三口烧瓶中，加入一定量的双（二甲乙酰胺基）三溴化氢、三氟化苯、60ml甲醇，搅拌，室温反应2小时。旋干，残液加入氯仿溶解，用水洗涤，有机层加入无水硫酸钠干燥过夜，减压除去溶剂，经硅胶柱层析色谱纯化，得2,5-二溴三氟化苯。

结果与讨论

投料物质的量比对收率的影响

在其他反应条件固定的情况下，我们考察了三氟化苯与溴化剂不同物质的量比对反应的影响，当n（三氟化苯）∶n（溴化剂）＝1∶1时，收率较高，增大投料比，收率增加不明显，考虑成本，选 n（三氟化苯）∶n（溴化剂）＝1∶1为宜。

温度对反应收率的影响

在一定范围内温度升高有利于反应。当温度在20℃时收率最高，但温度过高会导致副产物增多，使目标产物的收率下降。

反应时间对收率的影响

在上述合成条件下，我们改变反应时间，来考查其对反应的影响，结果发现，反应 2小时，产率最高。反应产生的氢溴酸会部分溶解在甲醇中，加速酮的烯醇化，但延长反应时间，发现产生苯环溴代产物，使收率下降。

几种溴化剂溴代效果比较

本文采用固体溴化剂双（二甲乙酰胺基）三溴化氢，操作简便、收率较高、副产物可回收利用、溴代反应所用原料价格便宜、成本较低，比其他溴化剂更具优越性。

结论

以新型溴化剂双（二甲乙酰胺基）三溴化氢合成2,5-二溴三氟化苯类化合物，具有原料廉价易得、收率高﹑反应条件温和、后处理方便等优点，而且副产物N,N-二甲基乙酰胺可以回收循环再生利用。优化的反应条件为：n（三氟化苯）∶n（溴化剂）＝1∶1，反应温度为 20℃，反应时间为 2小时，2,5-二溴三氟化苯收率88％。