2-氯-5-硝基苯甲酸的应用

2-氯-5-硝基苯甲酸，英文名为2-Chloro-5-nitrobenzoic acid，常温常压下为浅黄色至米色棕色固体粉末。2-氯-5-硝基苯甲酸是苯甲酸类衍生物，可用作有机合成和医药化学中间体，在农药分子和生物活性分子的制备以及精细化工生产中有着较为广泛的应用。

应用转化

2-氯-5-硝基苯甲酸可用作有机合成和医药化学中间体，在农药分子和生物活性分子的制备。在有机合成转化中，2-氯-5-硝基苯甲酸中的羧基可以很容易地转变为酰氯，酯基以及酰胺类化合物；此外结构中的氯原子还可以在碱性条件下转变为羟基得到相应的苯酚类衍生物。

图1 2-氯-5-硝基苯甲酸的应用转化

将10.0克（50毫摩尔）2-氯-5-硝基苯甲酸加入到一个干燥的反应瓶中，然后往反应体系中加入二氯亚砜18.0毫升（250毫摩尔），将反应混合物用氮气进行保护，然后在室温下搅拌该混合物，向该溶液中加入催化量的吡啶400μL（5毫摩尔），所得的反应混合物在50度的油浴中搅拌反应3小时，反应结束后直接将反应混合物在减压下蒸发溶剂即可得到相应的酰氯产物。[1]

图2 2-氯-5-硝基苯甲酸的应用转化

向2-氯-5-硝基苯甲酸（7.50克，0.037摩尔）在甲醇（30毫升）中的溶液里缓慢加入浓H2SO4（1.35毫升），然后将反应混合物在回流状态下搅拌反应24小时。反应结束后将反应混合物冷却至室温，然后在真空中除去溶剂。向残留物中加入冰水（30毫升）和乙醚（30毫升），分离出有机层再用乙醚（2 x 30 mL）萃取水层。用水（25 mL）、1 M NaOH（2 x 25 mL）和水（25 mL）依次洗涤合并的有机提取物。将有机相在MgSO4上干燥，然后在真空中除去溶剂即可得到目标产物分子2-氯-5-硝基苯甲酸甲酯。[2]

图3 2-氯-5-硝基苯甲酸的应用转化

将2-氯-5-硝基苯甲酸（0.5mmol）、Ag2CO3（0.5mmol）加入到10mL DMF:DMSO为95:5（0.05M）的混合溶液中，然后将其在120度的反应条件下搅拌反应16小时。反应结束后，将反应混合物冷却至室温，将反应混合物通过硅胶塞过滤，然后用乙酸乙酯冲洗。用饱和的NaHCO3溶液（5 x 20 mL）和盐水（5 x 20 mL）清洗滤液，在减压下将所得的有机层蒸发至干燥，最后通过硅胶柱色谱法对残余物进行分离纯化，即可得到目标产物分子对氯硝基苯。[3]

图4 2-氯-5-硝基苯甲酸的应用转化

在0度搅拌的情况下，往一个干燥的反应烧瓶中加入硼氢化钠（0.375克，9.9毫摩尔）在干燥的四氢呋喃（20毫升）中的悬浮液，然后再加入溶于干燥四氢呋喃（5毫升）的2-氯-5-硝基苯甲酸（0.999克，4.96毫摩尔），再慢慢地往反应混合物中滴加三氟化硼醚（1.69毫升，13.3毫摩尔），让所得的反应混合物在1小时内缓慢地升至室温。反应结束后，用1N盐酸淬灭反应混合物，然后将反应混合物在二氯甲烷和水之间进行分配。分离出有机层，再用盐水溶液洗涤，然后将有机相干燥（MgSO4），过滤，蒸发溶剂，最后将所得的残留物通过硅胶柱色谱法提纯（用石油醚和乙酸乙酯的混合物洗脱）即可得到目标产物，为淡白色固体产率为99%。[4]

图5 2-氯-5-硝基苯甲酸的应用转化

将2-氯-5-硝基苯甲酸（0.102克，0.5毫摩尔）、Ag2CO3（14毫克，0.05毫摩尔）和D2O（452微升，25.0毫摩尔）在干燥DMSO（2.5毫升）中的混合物在密封容器中于120度的环境下搅拌反应16小时。反应结束后，往反应混合物中加入Et2O（10mL）和饱和NaHCO3水溶液（10mL），分离两相并用Et2O（2×10mL）重新萃取水层，合并所有的有机萃取物再用饱和NaHCO3水溶液（2×30mL）和盐水（2×30mL）洗涤有机相，分离出的有机相用无水MgSO4干燥，过滤除去干燥剂并将所得的滤液在减压状态下蒸发即可得到1-氯-4-硝基-6-氘代苯。[5]

参考文献

[1] Kumar Singh, Adesh et al European Journal of Organic Chemistry, 2022(33), e202200023; 2022

[2] Pilkington, Lisa I. et al European Journal of Medicinal Chemistry, 191, 112162pp.; 2020

[3] Cornella, Josep et al Chemical Communications (Cambridge, United Kingdom), 46(43), 8276-8278; 2010

[4] Gill, Adrian L. et al Journal of Medicinal Chemistry, 48(2), 414-426; 2005

[5] Grainger, Rachel et al Organic & Biomolecular Chemistry, 10(16), 3172-3174; 2012