3-氟-4-甲氧基苯甲醛的合成及其应用

简介

3-氟-4-甲氧基苯甲醛作为一种重要的精细化工原料，其需求量不断增加，尤其在香料和医药方面[1]。因而，开发高选择性、高收率、经济合理的3-氟-4-甲氧基苯甲醛的绿色生产工艺是其今后的主要发展方向。

图1 3-氟-4-甲氧基苯甲醛的结构式。

合成

图2 3-氟-4-甲氧基苯甲醛的合成路线[2]。

元素氟与氮气的10%（v/v）混合物以约50 mL min-1的速率通过由苯甲醛底物和乙腈组成的搅拌冷却（0°C）混合物。加入氟后，将反应混合物倒入水中（100 mL），中和（NaHCO3）并用二氯甲烷（3×40 mL）萃取。蒸发合并的干燥（MgSO4）有机提取物，得到粗产物。然后向反应混合物中加入3,5-二硝基苯基甲醇和吡啶（1mL），然后搅拌2h。将反应混合物倒入水中，用二氯甲烷（3×100mL）萃取，用硫酸镁干燥混合液体并蒸发残留，得到深棕色粗产物，通过硅胶柱色谱法纯化得到终产物3-氟-4-甲氧基苯甲醛。合成路线如图2所示。

图3 3-氟-4-甲氧基苯甲醛的合成路线[3]。

2-吡啶基酯可通过在CH2Cl2中的K2CO3存在下用2-羟基吡啶处理相应的酰氯，在r.t.3-氟-4-甲氧基苯甲酸-2-吡啶基酯（18）：白色固体下容易地制备IR（KBr）：νmax=3064、1738、1728、1618、1593、1522、1475、1431、1333、1286、1238、1194、1176、1130、1099、1076、1011、937、849、813、760、714、646、619、557、509 cm-1。1H NMR（270 MHz，CDCl3）：δ=3.99（s，3 H）7.05（dd，J=8.6，8.4 Hz，1 H），7.20（d，J=8.2 Hz，1 H），7.26-7.31（m，1 H，7.85（ddd，J=7.9，7.8，6.0 Hz，1 H），7.93（dd，J=11.5，2.3 Hz，1 H），8.02（ddd，J=8.6，2.0，1.3 Hz，1 H），8.46（dd，J=4.8，1.8 Hz，1 H）。然后继续在N2气流下对配有回流冷凝器的10mL双颈烧瓶进行火焰干燥，然后冷却至室温。向烧瓶中加入酯（1mmol）、Pd（OAc）2（0.03mmol）和PPh3（0.09mmol），然后通过注射器加入DMF（2mL）和硅烷（2mmol）。将烧瓶在60°C的油浴中加热12小时，然后冷却。真空除去挥发性组分，残留物在硅胶上进行柱色谱，得到3-氟-4-甲氧基苯甲醛。化合物19：产率86%。合成路线如图3所示。

图4 3-氟-4-甲氧基苯甲醛的合成路线[4]。

向101克（0.80摩尔）的邻氟苯甲醚的500毫升干燥二氯甲烷溶液中滴加182克（0.96摩尔，1.2当量）四氯化钛和110克（0.94摩尔）的等体积二氯甲烷溶液。温度保持在10-20°C。用冰浴。将混合物在室温下搅拌1小时以上，然后在搅拌下倒入碎冰水上。加入乙醚（1升），并在氮气下搅拌混合物直到出现溶液。用水（3×）、碳酸氢钠溶液（3××）萃取有机层并干燥（MgSO4）。在30°下蒸发掉溶剂，得到油状粗产物。当油在硅胶G板上用二氯甲烷得到3-氟-4-甲氧基苯甲醛时，通过夹套Vigreoux柱对油进行真空蒸馏。得到目标产物3-氟-4-甲氧基苯甲醛，产率89.9%。合成路线如图4所示。

应用

3-氟-4-甲氧基苯甲醛或其衍生物可与多种金属形成螯合剂，可以用于贵金属的回收、工业废水处理等[5]。3-氟-4-甲氧基苯甲醛的铜螯合能力已用于从海水淡化车间废水中的盐中除去铜。此外，3-氟-4-甲氧基苯甲醛与铁和铜的螯合能力还用于含无机过氧化物漂白粉的稳定剂。3-氟-4-甲氧基苯甲醛与硝酸反应制得的硝基水杨醛[6]。水杨醛类都是染料的中间体，还可用于制备芳基偶氮染料。另外，3-氟-4-甲氧基苯甲醛和含活泼亚甲基的反应物是良好的紫外吸收剂。用含这个化合物的膜作为紫外滤光器，可以保护对光敏感的食物、木制品、纸、染料、纤维、塑料[7-8]。3-氟-4-甲氧基苯甲醛和羟胺的反应产物3-氟-4-甲氧基苯甲醛肟在摄影上可有效防止在铜支持体上卤化银乳胶的雾化，它还可形成电子传真记录纸的基底并与阳离子聚合物结合用于其他电子干燥记录过程[9-10]。

参考文献

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