2-氟-4-碘苯胺的合成和用途

简介

2-氟-4-碘苯胺广泛用于有机化工领域，其在置换反应中发挥着关键作用。例如：用（R）-甘油丙酮的甲磺酸盐进行N-烷基化，并用2-氟-4-碘代苯胺置换氯，成功地进行了产率良好的反应。最终酸催化的丙酮官能度脱保护，得到具有所需多晶型的活性药物成分（API）。与最初的合成相比，2-氟-4-碘苯胺使得该路线更加简洁，总收率显著提高（从3%提高到25%）[1]。

合成

图1 2-氟-4-碘苯胺的合成路线[2]。

在60-80°C下，将粗粉碘（500 g，1.97 mol）分批加入2-氟苯胺（52）（353 g，3.18 mol）和碳酸氢钠（260 g，3.10 mol）在水（800 ml）中的搅拌混合物中。将混合物在此温度下再保持2小时，然后倒入冰上并冷却过夜。将水和残余油从固体产物中倾析并丢弃。将固体产物溶于乙醚中，用水洗涤，干燥（MgSO4），真空除去溶剂。残留物从环己烷中重结晶，呈紫色结晶2-氟-4-碘苯胺。产量：359.79克（基于碘的77%）。Mp:52-54°C。1H NMR（CDCl3）d:3.55（2H，宽s），6.52（1H，dd），7.20（1H、ddd），7.27（1H和dd）。红外（KBr）νmax/cm-1:3500-2200、3400、3320。MS（m/z）237（m+，100%）。合成路线如图1所示。

用途

有机分子2-氟-4-碘苯胺（FID）常被用作有机反应中的钝化剂。其可以钝化（FAPbI3）0.95（-MAPbBr3）0.05钙钛矿膜的表面缺陷。FID的氨基通过路易斯酸碱相互作用与钙钛矿表面上的未配位铅离子形成配位键，这显著降低了缺陷态密度，抑制了载流子非辐射复合，并促进了钙钛矿膜的载流子传输，导致钙钛矿太阳能电池（PSC）的开路电压（Voc）和填充因子（FF）增加。同时，FID的氟基团与钙钛矿形成氢键，抑制了离子的移动和钙钛矿的分解。因此，PSC的功率转换效率（PCE）从21.07%提高到23.44%。此外，FID钝化也提高了PSC的环境稳定性。具有FID钝化的未封装PSC在环境条件下储存超过1500小时，保留了其初始PCE的90%[3]。

参考文献

[1] Y. Li, B. Shi, F. Gao, Y. Wu, C. Lu, X. Cai, J. Li, C. Zhang, S.F. Liu, 2-Fluoro-4-iodoaniline passivates the surface of perovskite films to enhance photovoltaic properties, APPLIED SURFACE SCIENCE 612 (2023).

[2] Ritter, Tobias; et al. Mild cleavage of aryl mesylates. Methanesulfonate as potent protecting group for phenols. Organic Letters (2004), 6(9), 1513-1514.

[3] Y. Zhao, L. Zhu, D.P. Provencal, T.A. Miller, C. O'Bryan, M. Langston, M. Shen, D. Bailey, D. Sha, T. Palmer, H. Thuy, M. Li, Process Research and Kilogram Synthesis of an Investigational, Potent MEK Inhibitor, ORGANIC PROCESS RESEARCH & DEVELOPMENT 16(10) (2012) 1652-1659.