深入了解2,3,4-三氟硝基苯的合成途径,有助于拓展其在医学和生物科学领域的应用前景。
简述:2,3,4-三氟硝基苯是医药工业的重要中间体主要用于合成氧氟沙星(氧嗪酸,商品名 Tarivid)、盐酸洛美沙星(Lamfoxacin)和左氟沙星等第3代喹诺酮抗菌药物,此类药物的发展非常迅速,已成为最有希望,最具活力的抗生素研究领域之一,它们的问世开拓了合成抗生素的新时代。这类药物也被誉为超抗生素的抗菌药物。
合成:
1. 方法一:
以 1,2,3-三氯苯为原料,与 HNO3/H2SO4 反应制得 2,3,4-三氯硝基苯,再在超声波辐射下,以四甲基氯化铵为催化剂,DMSO 为溶剂,与 KF 制得 2,3,4-三氟硝基苯。具体步骤如下:
(1)硝化反应
在反应瓶中投入 1,2,3-三氯苯 10 g,先加热使其融化,然后降温至 40 ℃左右,开始滴加事先配制好的由 95 %硝酸4 g(0.1 mol)和 98 %硫酸 3.9 g(0.07 mol)组成的混酸。滴加温度控制在 50 ℃以下,半小时滴加完后,升温至 55~60 ℃保温反应 2 h,TLC检测跟踪反应。反应结束后水洗三次,乙醚萃取,分液,加Na 2 SO 4 干燥抽滤后,减压蒸馏去溶剂得到产物1,2,3-三氯-4-硝基苯粗品,提纯后产品经气相色谱分析检测1,2,3-三氯-4-硝基苯含量。
(2)氟化反应
在反应瓶中投入溶剂DMSO 20 mL、无水氟化钾 10 g、相转移催化剂四甲基氯化铵 0.2 g以及上述合成的 1,2,3-三氯-4-硝基苯 10 g,将超声波反应器探头插入反应体系,设定时间、温度、超声波功率,进行反应。反应结束后,减压蒸馏脱去溶剂,残余物加水进行水蒸气蒸馏。馏出物用石油醚(60~90 ℃)萃取,旋转蒸发仪除去石油醚后,减压蒸馏收集 92~93 ℃/2.666 kPa馏分。产品经气相色谱分析检测 1,2,3-三氟-4-硝基苯含量。
2. 方法二:
以2,6-二氯氟苯为原料在无水Na2SO4作用下与HNO3/H2SO4在50~55℃下反应2h,得到2,6-二氯-3-硝基氟苯;再在DMF溶剂中有季铵盐相转移催化剂存在下与无水氟化钾在160~165℃反应7h,得到2,3,4-三氟硝基苯,收率约为83%。具体步骤如下:
称取一定量的2,6-二氯氟苯于烧瓶中,加热搅拌下加入部分浓硫酸及少量无水 Na2S04,加热搅拌至 60~70 ℃使之完全溶解,然后冷却到 50~55 ℃,开始慢慢滴加混酸,滴加时间约0.5h,控制反应温度 50~55 ℃,反应2h,反应完毕后再静置 3~4 h,硝化产物用10%Na0H与冷水冲洗,水层用无水乙醚萃取,用无水硫酸钠干燥,滤去干燥剂,常压蒸馏回收乙醚,再进行减压蒸馏取中馏分(馏程温度117~119 ℃),得到淡黄色油状物即为 2,6-二氯-3-硝基氟苯。
在装有温度计、搅拌器、回流冷凝管的三口烧瓶中,加入溶剂、硝化物、PTC及经干燥处理过的无水KF,加热搅拌,在160~165℃下反应7h,用薄层色谱法检测原料已经基本转化完全,冷却过滤,常压回收DMF,再进行水蒸汽蒸馏,馏出液为淡黄色油状物,用乙酸乙酯萃取馏出液,用无水 Na2S04干燥:常压回收乙酸乙酯后,进行减压蒸馏收集 92~93℃馏分,即为 2,3,4-三氟硝基苯。
参考文献:
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