对间氨基苯酚双氯化反应的研究
2020-03-07张家星潘正凯罗鸿文
张家星,潘正凯,罗鸿文
(安徽省化工研究院,安徽合肥230041)
2,4-二氯-5-异丙氧基苯胺这一类中间体在农药原药合成中有很重要的应用,是噁草酮和丙炔噁草酮活性除草剂合成中涉及的关键中间体[1]。
目前2,4-二氯-5-异丙氧基苯胺这类中间体工业化合成路线主要以2,4-二氯苯酚为原料,经过酯化、硝化、水解、醚化、还原得到[2-3],具体反应方程式如下:
该路线合成方法会产生大量难以循环利用的废酸和废水,步骤较多,操作困难。
还有文献[4-9]报道的路线是以间氨基苯酚为初始原料,经酰化、氯化、水解、醚化反应或者经酰化、醚化、氯化、水解反应步骤生产噁草酮胺醚中间体。具体反应的先后顺序有所区别,但都是使用氯气做氯化试剂,氯化反应收率低,氯气也比较危险,导致合成总体产率较低。
我们使用磺酰氯作为氯化试剂[10-15],大幅度提高了反应收率,以间氨基苯酚为初始原料,酰化和氯化一锅法反应,合成了2,4-二氯-5-羟基乙酰苯胺化合物。合成路线如下:
安捷伦气相色谱仪;安捷伦液相色谱仪;Bruker AV 400 核磁共振仪,熔点仪。间氨基苯酚、乙酸酐、乙腈、磺酰氯、乙酸乙酯、氯仿、DMF、1,4-二氧六环,以上均为试剂级。
1.2 实验步骤
1 实验部分
1.1 仪器及试剂
1.2.1 3-羟基乙酰苯胺的合成
在装有机械搅拌、温度计和冷凝管的500 mL 四口圆底烧瓶中,加入间氨基苯酚5.45 g、乙腈250 mL、乙酸酐5.36 g,混合后常温下搅拌5 min,然后缓慢升温到70℃回流反应3 h。监测终点到达后冷却降温到30℃以下等待下一步反应。
1.2.2 2,4-二氯-5-羟基乙酰苯胺的合成
向上一步30℃左右的乙腈混合体系中,缓慢滴加14.2 g磺酰氯溶液,滴加完毕,在70℃左右保温回流反应3 h。液相跟踪监测反应到达终点后,低温冷却到0℃,析出固体,直接过滤,用少量冰乙腈溶剂洗涤滤饼得到2,4-二氯-5-羟基乙酰苯胺固体10.1 g,两步收率92%。滤液可以重蒸回收乙腈溶剂重复利用。熔点>230℃。
1H-NMR(CDCl3)δ:10.50(s,1H),9.37(s,1H),7.56(s,1H),7.47(s,1H),2.10(s,3H).
2 分析与讨论
2.1 溶剂对氨基保护反应的影响
表1 不同溶剂对酰化反应的影响
由表1可以看出,溶剂效应对胺基保护的酰化反应不是特别明显,基本都能以很好的收率得到乙酰基保护的产物。
2.2 溶剂对氯化反应的影响
表2 不同溶剂对氯化反应的影响
由表2可以看出,不同的溶剂和温度对氯化反应有较大的影响。低温下由于氯化产物在溶剂中的溶解性降低,随着反应进行,会出现搅拌困难的现象,难以达到终点。
3 结论
用乙酸酐保护间氨基苯酚的氨基,尝试过多种有机溶剂,在不同条件下,基本都能发生反应,只是收率有差别。用乙腈等做溶剂可以和氯化实现一锅法操作,简单高效,处理也方便。
使用磺酰氯进行氯化反应时,对溶剂的量有一定的要求,溶剂太少,反应过程中容易析出大量固体,出现搅拌困难的现象。氯化反应对磺酰氯的投料量也有要求,一般为理论2.0 当量,太少转化不完全,中间体过多;太多反应速度太快,副产物也随之增多。反应结束降温速度不易过快,不然容易出现大面积结块,抽滤困难。
本文提供了一种磺酰氯作为氯化试剂,对间氨基苯酚进行双氯化反应,简单高效地得到了2,4-二氯-5-羟基乙酰苯胺产物。这类产物可以经过转化得到关键含氯的苯胺类中间体。