通过深入研究3,5-二溴甲苯的合成方法和具体应用,可以为相关领域的进一步发展提供重要参考和指导。
简述:3,5-二溴甲苯,英文名称:3,5-Dibromotoluene,CAS:1611-92-3,分子式:C7H6Br2,外观与性状:略黄色结晶固体,折射率:1.587,密度:1.81g/cm3。
1. 合成:
1.1 方法一
对甲苯胺经过溴代得到2,6-二溴-4-甲基苯胺,收率90%。2,6-二溴-4-甲基苯胺与亚硝酸钠在硫酸和乙醇的回流作用下发生重氮化反应得到3,5-二溴甲苯,收率91.6%。具体步骤如下:
(1) 2,6-二溴-4-甲基苯胺的制备
250mL 反应瓶,加入对甲苯胺(5g,47mmol),冰乙酸(30mL),浓硫酸(1mL)常温搅拌下使原料完全溶解。升温至 30℃后慢慢滴加溴素(15.2g,95mmol);滴完后升温至 50℃反应。TLC追踪反应进程,2h后原料基本反应完全。将反应液在冰浴条件下冷却,很快析出大量白色固体。然后进行过滤(过滤出的母液可循环利用)。将固体烘干得到目标产物 11.2g,经测定熔点为78-80℃,收率 90%。
(2)3,5-二溴甲苯的制备
250mL 反应瓶,加入 2,6-二溴-4-甲基苯胺(9g,33.9mmol),乙醇(80mL),室温搅拌下滴加硫酸(30%)15mL,然后搅拌至原料完全溶解;35℃下投入亚硝酸钠(510.8g,84.7mmol)固体,然后加热至回流反应。气相色谱追踪反应进程,2.5h后基本反应完全。
将反应液降至室温,过滤除去副产物硫酸钠。用饱和碳酸钠溶液将反应液调至弱碱性。乙酸乙酯(70mLx2)萃取,NaS04干燥,减压蒸馏除去溶剂得到粗品。粗品用水蒸气蒸馏法提纯得到目标产品 3,5-二溴甲苯 7.6g。经测定熔点为 201-203℃,收率 91.6%。
1.2 方法二
包括以下步骤:将40 g(373.3 mmol)对甲苯胺加入300 mL盐酸溶液(150 mL质量分数为37%的浓HCl和150 mL水)中,搅拌至完全溶解,开始滴加125.3 g(783.9 mmol)溴,滴加完毕后,继续搅拌4 h,过滤,灰色固体物分别用质量分数为5%的硫代硫酸钠溶液和水洗涤直至滤液无色,抽干,用质量分数为95%的乙醇重结晶,得88 g棕色针状晶体2,6-二溴-4-甲基苯胺,产率88%,熔点72~74 ℃。
取上述制得的16 g(60.4 mmol)2,6-二溴-4-甲基苯胺溶于30 mL浓盐酸中,在0~5 ℃下缓慢滴加含4.32 g NaNO2的20 mL水溶液,搅拌30 min后过滤,滤液转入恒压漏斗中,滴加至0.38 g铜粉与10 mL乙醇的混合物中,反应3~4 h,放置过夜,过滤,固体物用CHCl3洗淋,待滤液分层后,收集有机层,水层用CHCl3(50 mL×3)提取,合并有机层,无水MgSO4干燥,减压蒸除溶剂后,真空蒸馏,收集84~86 ℃/0.15 Pa馏分,得12.9 g无色液体,放置固化后呈浅黄色针状晶体3,5-二溴甲苯,产率85%。熔点38~40 ℃。
2. 应用举例:
(1)合成白藜芦醇
3,5-二溴甲苯在溴化亚铜催化下与CH3ONa在DMF溶剂中进行反应得到3,5-二甲氧基甲苯,收率86.7%;3,5-二甲氧基甲苯在AlCl3催化下反应得到3,5-二羟基甲苯,收率83.6%;3,5-二羟基甲苯与乙酸酐在回流条件下反应得到3,5-二乙酰氧基甲苯,收率82%;3,5-二乙酰氧基甲苯与NBS在四氯化碳溶剂中BPO引发剂下回流反应得到3,5-二乙酰氧基溴化苄,收率92%。按上述得到的3,5-二乙酰氧基溴化苄与三苯基膦在氯苯溶剂中进行回流反应得到3,5-二乙酰氧基苄基三苯基溴化盐,收率97.1%;3,5-二乙酰氧基苄基三苯基溴化盐和对乙酰氧基苯甲醛发生Wittig反应得到(E)-3,4',5-三乙酰氧基二苯乙烯,收率87.5%;然后进行脱保护得到目标产物白藜芦醇,收率90.6%。
(2)合成5,5′-二甲基-3,3′-二(三甲基硅基)联苯
采用3,5-二溴甲苯(Ⅰ)为原料,与镁屑及三甲基氯硅烷(TMSCl)按n(Ⅰ)∶n(Mg)∶n(TMSCl)=4.5∶4.9∶6.9的比例在四氢呋喃(THF)中制得三甲基硅基(-TMS)单保护的5-甲基-3-溴-三甲基硅基苯(Ⅱ),产率为85%。以此为中间体与镁屑按n(Ⅱ)∶n(Mg)=6.5∶6.6的比例制成格氏试剂后,与等物质的量的芳基烷(Ⅱ)在质量分数为5%的无水氯化镍(NiCl2)催化下偶联合成了5,5′-二甲基-3,3′-二(三甲基硅基)联苯(Ⅲ),偶联产率为78%。
参考文献:
[1] 孟静. 白藜芦醇的合成工艺改进研究[D]. 浙江:浙江理工大学,2020.
[2] 程格,王跃川. 5,5′-二甲基-3,3′-二(三甲基硅基)联苯的合成[J]. 精细化工,2000,17(5):292-294. DOI:10.3321/j.issn:1003-5214.2000.05.016.