4-碘甲苯的合成研究

介绍

4-碘甲苯又被称为对碘甲苯、4-碘代甲苯、4-碘化甲苯，化学式为C7H7I。外观是一种无色或淡黄色的结晶固体，常温下不溶于水，但能溶于醇、醚、二硫化碳、苯等有机溶剂。它对皮肤、眼睛和粘膜有弱刺激性，高温下可燃。它主要用作生物制药和农药的中间体。此外，它还可以通过乌尔曼反应生成二甲基联苯的衍生物。

图一 4-碘甲苯

合成

在压力管中，向选定的4-甲基苯硼酸（0.25 mmol）和硝酸钠（4.3 g，0.063 mmol）在无水乙腈（2 mL）中的溶液中加入PVP-I 2（1:1）（108 mg，0.3 mmol）。将反应混合物在80℃下剧烈搅拌所需时间。完成后，用二氯甲烷稀释反应混合物，通过硅藻土过滤，用更多二氯甲烷洗涤。滤液用饱和Na2S2O4溶液、饱和NaCl溶液洗涤，并用无水Na2SO4干燥。通过1H NMR和13C NMR证实，在减压下除去溶剂得到纯的产物4-碘甲苯。将4-甲基苯硼酸（0.5 mmol）和K2CO3（1 mmol，138.0mg）加入到装有无磁性搅拌棒的20 mL Schlenk管中。将管子抽真空两次，并用氮气回填。在室温下，在氮气流下向管中加入MeCN（2 mL）和I2（0.75 mmol，191 mg），密封管并将其放入80°C的预热油浴中8-12小时。将所得溶液冷却至室温，加入H2O（10 mL）。用EtOAc（3×5mL）提取水层。对于产品2s和2t，在提取前将HCl（1M）加入水溶液中，直至pH值为2。将合并的有机相用无水Na2SO4干燥，过滤并通过旋转蒸发浓缩。通过硅胶柱色谱法纯化残留物，得到所需产物4-碘甲苯[1,2]。

图二 4-碘甲苯的合成

在装有搅拌器、温度计和滴液漏斗的3L反应容器中，加入500 ml质量分数为70%的磷酸溶液、1.2 mol对甲苯胺，溶解C后将溶液温度降至6°，加入1.2 mol亚硫酸钾溶液于300 ml水中，将反应温度控制在18°C。加入后，反应持续15分钟，缓慢加入1.15 mol碘酸钠溶液于230 ml水中，溶液温度控制在35°C，搅拌速度控制在130 rpm，直至反应溶液中的气泡生成速率缓慢，然后将溶液温度调节至85°C，保持将温度降至无气泡产生，将溶液温度降至30°C，上层液体，剩余油中加入0.3mol亚硝酸钾，水层无色，加入50%质量分数的碳酸钠溶液300ml，溶液pH值为8-9，蒸汽蒸馏，直至无油物质，将溶液温度降至8°C，橙黄色晶体，过滤，2,2,2-三氟乙基甲醚洗涤，无水氯化钙脱水，4-碘甲苯243.29 G，收率93%[3]。

图三 4-碘甲苯的合成2

参考文献

[1] Fu F , Gurung L , Czaun M ,et al.ipso-Bromination/iodination of arylboronic acids: Poly(4-vinylpyridine)-Br2/I2 complexes as safe and efficient reagents[J].Tetrahedron Letters, 2019, 60(38):151020.

[2]Niu L ,Zhang H ,Yang H , et al.Metal-Free Iodination of Arylboronic Acids and the Synthesis of Biaryl Derivatives[J].Synlett,2014,25(07):995-1000.

[3]彭响亮.一种甲氨蝶呤药物中间体对碘甲苯的合成方法[P].四川:CN201510982795.5,2016-04-20.