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2,5-二氟苯胺是一种在有机合成和医药工业中广泛应用的硅烷化试剂。其独特的性质使其在多个领域中发挥重要作用。
简述:2,5-二氟苯胺,外观与性状为无色至黄色透明液体,熔点为11-13℃,是一种重要的含氟有机合成试剂,医药中间体。需储存在远离热源、火花和火焰,远离不相容物质的凉爽、干燥、通风良好的地方。
应用:
1. 合成4-氯-2,5-二氟苯甲酸
1.1 2-氯1, 4-二氟苯 (2) 的合成
2, 5-二氟苯胺 (129 g, 1.0 mol) 加至2 L的四颈瓶中, 同时投入400 mL的盐酸和1000 mL水, 在80~90 ℃搅拌1 h成盐后, 降温至0~5 ℃, 滴加由NaNO2 (72.0 g, 1.04 mol) 溶于100 mL水中形成的溶液, 控制滴加速度, 使不产生大量红棕色二氧化氮气体为宜。滴加完毕后保温0.5 h, 滤去少量固体杂质, 低温保存备用。
在另一个5 L的四颈瓶中加入Cu粉 (38.1 g, 0.60 mol) , 搅拌下加入浓盐酸 (520 mL) , 加毕升温滴加上述重氮液, 控制反应温度在70~90 ℃, 滴加完毕后在80 ℃左右保温1.5 h。降温至50 ℃左右分层后倒去上层水溶液, 添加水 (约1000 mL) 升温, 水蒸汽蒸馏出油状粗品。无水硫酸镁干燥后分馏, 收集125~130 ℃的馏份, 得无色透明液体2 (81.3 g, 以2, 5-二氟苯胺计摩尔产率为54.7%) , 纯度99.23% (GC法) 。
1.2 2, 5-二氟-4-氯溴苯 (3) 的合成
2 (148.5 g, 1.0 mol) 、无水三氯化铁 (4.9 g) 和碘粒 (1.0 g) 加入带干燥管的2 L的四颈瓶中, 搅拌下升温至50 ℃时滴加先少量经浓硫酸干燥后的溴素, 若发现有溴化氢气体放出则说明反应已成功被引发。控制在30 ℃左右滴加完溴素 (共180 g, 1.13 mol) 。加完后保温5 h左右结束反应, 此时原料剩1%左右、二溴物有1%~2%左右 (GC) , 3的含量为95% (GC) 左右。
1.3 4-氯-2, 5-二氟苯甲酸 (1) 的合成
在搅拌强烈的情况下,将四氢呋喃(400毫升)、3(11.5克,0.05摩尔)、镁丝(24.5克,1.05摩尔)和碘(2克)加入带有干燥管的2升四颈瓶中。通过电吹风加热成功后,在25~30℃时滴加溶解在四氢呋喃(600毫升)中的3(216.5克,0.95摩尔)。加完后保温2小时后降温到0℃以下缓慢通入二氧化碳气体,此时剧烈放热,控制温度等温度不再上升后,撤去冰-盐水浴在10℃以下继续通入0.5小时二氧化碳气体后结束反应。在此温度下用10%(质量分数)盐酸调至pH值<1酸化,静置分取油层,水层用甲苯(3×50毫升)萃取。合并油层,减压蒸除油层中大部分溶剂后得固体粗品。用5%(质量分数)的氢氧化钠水溶液溶解固体粗品,甲苯萃取(3×70毫升)该溶液去除有机杂质,水层用活性炭脱色,再用10%(质量分数)盐酸调节水层pH<1析出固体,抽滤、水洗、烘干,得白色固体1(133.1克,以3计摩尔产率为69.1%),纯度为99.16%。
2. 合成2,5-二氟苯膦酸二钠盐
2.1 氟硼酸重氮盐的合成
在三口圆底烧瓶中加入2,5-二氟苯胺1 25.8 g (200 mmol), 冰水浴冷却至0~5 ℃, 加入氟硼酸90 mL ( 质量分数40%), 搅拌下慢慢滴加亚硝酸钠水溶液71.5 mL (质量分数30%, 312 mmol)即有黄色沉淀析出, 滴毕, 冰水浴下反应1 h, 抽滤, 依次用质量分数5%氟硼酸水溶液、丙酮/乙醚(体积分数2/3)溶液洗涤, 干燥后得淡黄色固体化合物氟硼酸重氮盐, 35.6 g, 收率: 78%, 分解温度: 204~205 ℃。
2.2 2,5-二氟苯膦酸二钠盐的合成
在三口圆底烧瓶中加入乙酸乙酯200 mL, 冰水浴冷却, 慢慢加入三氯化磷28 mL (321.7 mmol), 勿使温度超过30 ℃. 加毕冷却至0~5 ℃, 加入氯化亚铜3 g (3.0 mmol), 之后慢慢加入氟硼酸重氮盐40.2 g (176.2 mmol)和氯化亚铜3 g(3.0 mmol), 加毕将反应体系升温至室温反应至氮气释放完毕。再将反应体系冷却至0~5 ℃, 慢慢滴加水80 mL, 勿使温度超过30 ℃. 反应片刻后升温至50~55 ℃(油浴温度)反应4 h, 静置降温至室温, 除去溶剂, 用氢氧化钠溶液处理除去氢氧化铜, 滤液经碳粉脱色, 浓缩, 重结晶得白色固体(3), 29.3 g, 收率: 70%。
参考文献:
[1]宋爱茹,乔非非,张甄等. 新化合物2,5-二氟苯膦酸二钠盐的合成及晶体结构 [J]. 天津师范大学学报(自然科学版), 2012, 32 (02): 92-96.
[2]赵昊昱. 4-氯-2,5-二氟苯甲酸的合成 [J]. 化学世界, 2011, 52 (01): 30-32+45. DOI:10.19500/j.cnki.0367-6358.2011.01.009