3,4,5-三氟苯胺的合成与应用

3,4,5-三氟苯胺，英文名为3,4,5-Trifluoroaniline，常温常压下为无色至淡黄色液体，有碱性，能与盐酸化合生成盐酸盐，与硫酸化合成硫酸盐。3,4,5-三氟苯胺主要用于制造染料、药物、树脂，还可以用作橡胶硫化促进剂等。

图1 3,4,5-三氟苯胺的结构式

合成方法

图2 3,4,5-三氟苯胺的合成路线

往高温干燥的的反应瓶中加入NiCl2-6H2O（119毫克，0.5毫摩尔）、1,10-啉菲罗啉（156毫克，1毫摩尔）、N-甲基吡咯烷酮（10毫升）和水（2毫升），给反应瓶配备温度计、出气管、磁力搅拌器和带温度调节器，在70度下将反应混合物搅拌1小时。向该混合物中加入部分锌粉（1.87克，29毫摩尔），额外搅拌该混合物10分钟，然后向该混合物中加入五氟乙酰苯胺（2.25克），在70度下将反应混合物搅拌6小时，然后每小时向混合物中加入下一部分锌（935毫克，14毫摩尔），向混合物中加入6.54克（100毫摩尔）的锌粉。用水（50mL）稀释反应混合物，过滤掉固体，用水（2 x 10 mL）清洗固体，用乙腈（2 x 20 mL）洗去固相中的产物。蒸发溶剂，向残留物中加入水（40毫升）和氢氧化钠（800毫克，20毫摩尔），在~20度下将混合物搅拌1小时，用二氯甲烷（3 x 10 mL）萃取，有机层用硫酸镁干燥，在真空中蒸发掉溶剂即可得到目标分子。[1]

图3 3,4,5-三氟苯胺的合成路线

在室温下，在一个25毫升的三颈烧瓶中加入300毫克（0.6毫摩尔）的1,10-啉菲罗啉和二氯化镍六水合物的络合物，8.01克（122.4毫摩尔）的锌粉，13毫升熔融状态的1-丁基-3-甲基咪唑溴盐和2.5毫升H2O，在70度下搅拌该混合物10分钟，然后向该混合物中加入2.76克（12.3毫摩尔）五氟乙酰苯胺，再在70度加热搅拌反应混合物2小时，用10毫升的乙腈稀释该混合物，通过过滤除去不溶的固体，然后用乙腈洗涤滤液，蒸发溶剂。用热乙酸乙酯c(5 x 10 ml)对3,4,5-三氟乙酰苯胺进行搅拌，在真空下蒸发合并的有机物，将残余物与50毫升的H2O混合，向该混合物中加入氢氧化钠水溶液，直到pH值达到13-14，搅拌所得混合物1小时，通过蒸馏分离出产品，得到3,4,5-三氟苯胺。[2]

用途

3,4,5-三氟苯胺可用于制造染料、药物、树脂，还可以用作橡胶硫化促进剂等，也可以用作医药化学和有机合成中间体。在合成转化方面主要是围绕苯环上的氨基基团进行的，氨基基团可以通过重氮化变成重氮盐再进行后续的卤化，羟基化和氢化等衍生应用。此外，3,4,5-三氟苯胺可以直接进行溴化反应在苯环的1号和6号位置各引入一个溴原子，得到六取代苯衍生物。

图4 3,4,5-三氟苯胺的应用转化

实验步骤：

往高温干燥的的反应瓶中加入3,4,5-三氟苯胺（10毫摩尔）和三氟乙酸（25毫升），搅拌使苯胺完全溶解，然后将该溶液冷却至0度，在搅拌下状态下分批次地慢慢加入亚硝酸钠（12mmol），在0度下慢慢地搅拌该混合物1小时，然后向反应混合物中慢慢地加入叠氮化钠（15毫摩尔），得到的混合物在0度下再搅拌反应1小时，反应结束后，用乙醚（50mL）稀释该混合物，然后分别用水，饱和NaHCO3水溶液洗涤该混合物，通过分液漏斗分离出乙醚层，然后将有机相用无水硫酸镁上干燥，过滤除去硫酸镁固体，得到的滤液在真空状态下旋转蒸发去除溶剂，通过柱层析分离纯化残余物即可得到目标产物。[3]

参考文献

[1] Prikhod'ko, S. A. et al Russian Chemical Bulletin, 58(11), 2304-2310; 2009

[2] Prikhod'ko, Sergey A. et al Tetrahedron Letters, 51(17), 2265-2268; 2010

[3] Yan, Wei et al Pesticide Biochemistry and Physiology, 156, 160-169; 2019