2-溴甲基噻吩的应用

背景及概述^[1][2]

2-溴甲基噻吩分子是一个五元杂环的共轭体系,硫原子上的未共用电子对增加了环上电子云密度,增强了成环碳原子(尤其是2位和5位原子)的反应活性,因而噻吩易发生硝化、磺化、烷基化、酰化及卤化等反应,衍生出多种噻吩杂环化合物。广泛应用于医药、农药、染料、树脂及化学工业等领域。

2-溴甲基噻吩是合成多种镇痉药和半合成抗菌素的重要中间体。一般采用甲醛溶液、浓氢溴酸及噻吩为原料(以下简称甲醛溶液法)进行制备,2-溴甲基噻吩的收率约为50%。该方法由于使用甲醛溶液为原料,降低了反应物浓度,转化率较低,而且增加了浓氢溴酸用量,使生产成本增加。

应用^[3]

1.溴甲基噻吩衍生物：

2-溴-3-甲基噻吩是一种用途广泛的化工中间体，如它是合成具有液晶特性的寡聚和多聚噻吩的基本原料，也是合成抗痉挛药物噻加宾的重要中间体。选择不同的溴化试剂就形成了2-溴-3-甲基噻吩的不同合成方法。以N-溴代丁二酰亚胺为溴化试剂可以从3-甲基噻吩高选择性、高产率地合成2-溴-3-甲基噻吩，但由于N-溴代丁二酰亚胺价格昂贵，该方法不适于工业化生产；以液溴作溴化试剂的合成方法产率从67％至97％不等。

合成方法：

3-甲基噻吩18克(0.18mol)，质量浓度为48％的氢溴酸溶液31毫升(0.27mol)和30毫升乙醚置于250毫升单口烧瓶内，搅拌条件下在-22℃、-15℃、-8℃、0℃、7℃、15℃分别加入质量浓度为35％的过氧化氢水溶液6毫升(0.06mol)，每次加完过氧化氢水溶液后反应10分钟。反应完毕后混合物用30毫升正戊烷萃取4次，合并正戊烷层，用50毫升饱和食盐水洗，干燥，过滤，除去正戊烷后蒸馏得2-溴-3-甲基噻吩30.88克(0.17mol)，产率95％。

制备^[2]

1.甲醛气体制备：

由多聚甲醛分解制备气体甲醛。

2.溴化氢气体制备：

由溴化钠和浓硫酸共热法制备氯化氢气体。

3.2-溴甲基噻吩产物合成：

在全自动有机合成仪中,加入一定量的噻吩和浓氢溴酸,开起冷却系统,在不断搅拌下通入干燥的溴化氢气体。待料液降至一定温度时,开始通入一定量的甲醛气体(甲醛气体和溴化氢气体由称量法计量)。反应结束后用3倍体积的无水乙醚萃取3次,合并萃取液用蒸馏水洗涤,然后用无水硫酸钠干燥。回收乙醚后,减压蒸馏收集75℃/2.27kPa的馏分,得到无色油状液体,进行气-质谱联用法分析验证最终产物为2-溴甲基噻吩。

主要参考资料

[1] 刘福德, 王娟, 王萍, 王春英, & 赵立娟. (2011). 3-甲基噻吩溴化物的合成与表征. 天津工业大学学报, 30(5), 42-45.

[2] 王娟, 王春英, 赵立娟, 王萍, & 刘福德. (2011). 3-甲基噻吩自由基溴化反应研究. 天津理工大学学报, 27(3), 67-69.

[3] 莫羡忠, & 陈文纳. (2000). 吡虫啉相关化合物的合成及其杀虫效能. 精细化工, 17(8), 447-449.