溴乙腈是一种重要的有机合成中间体,在很多化学产品、医药中间体的合成中广泛应用。例如抗癫痫药物布瓦西坦的制备路线中,溴乙腈是重要的中间原料(专利EP3543229A1)。在很多合成研究中,溴乙腈也是重要的氰基亚甲基的来源,作为潜在胺基、羧基或酰胺应用于复杂化合物的合成当中。
文献报道的合成方法包括如下几种:
1)工业上制备方法采用乙腈为原料,与N-溴代琥珀酰亚胺在溶剂加氯化碳中进行,并在混合物中加入少量的硫,回流反应14小时,最后蒸馏制得溴乙腈,反应收率较低,且会产生二溴乙腈副产物(Journal of OrganicChemistry,1953,vol.18,p.501,502);
2)文献还报道采用乙腈为原料,与1-溴-2,6-二氟苯或1-溴-2,-二氟苯反应制备溴乙腈;
3)以溴代乙酰胺为原料(Journal of generalchemistry of the USSR,1962,vol.32,p.890-894),在五氧化二磷作用下,在三甲苯溶剂中回流制备,反应中会产生磷酸,强酸性废液不易处理,三甲苯也是剧毒溶剂,不适合工业生产;
4)以氯乙腈为原料,在溴化钾作用下制备溴乙腈,但收率只有23%(HelveticaChimica Acta,1971,vol.54,p.2543-2551)。
如上所述,现有报道溴乙腈的制备方法存在收率低,使用的试剂毒性大(氯化碳)等问题,导致溴乙腈的销售价格较高,因此急需开发一种方法简洁,收率高和符合工业生产要求的方法。
为了解决上述问题,本发明提供了一种有氯乙腈为原料制备溴乙腈的方法,能够大大提高反应收率,所用溶剂环境友好,操作简便,适用于工业生产。
具体技术方案如下所示:
一种利用氯乙腈制备溴乙腈的方法,所述方法是将氯乙腈与无机溴化物、含碘催化剂分散在溶剂中,混匀、进行反应,反应结束后,即得溴乙腈。
在本发明的实施方式中,所述方法的反应式如下所示:
所述方法具体包括以下步骤:
a)将氯乙腈与无机溴化物、含碘催化剂在溶剂中加热回流;
b)反应完成后过滤,减压浓缩,再减压精馏制备得到溴乙腈。
溴乙腈是一种无色至淡黄色的液体,具有刺激性的气味,化学式为C?H?BrN。它属于卤代腈类化合物,在有机合成领域扮演着重要角色。溴乙腈的熔点较低,沸点相对较高,易于处理且具有活泼的化学性质。
溴乙腈的性状
溴乙腈常被用作农药和杀虫剂的原料,也是许多药物合成的中间体。此外,它还可用于染料和颜料的合成,为纺织、皮革、油漆等行业提供丰富的色彩。
溴乙腈具有较高的急性毒性和慢性毒性,短期内大量接触可能导致严重中毒症状,长期低剂量接触可能对健康造成慢性损害。
[1]瞿鑫,马良.一种利用氯乙腈制备溴乙腈的方法:CN202011285651.1[P].CN114507157B[2024-07-12].
[2]刘丽丽.溴乙腈引起中毒性表皮坏死松解症1例的护理[J].全科医学临床与教育, 2021.
[3]霍建祺.饮用水中消毒副产物溴乙腈的控制技术研究[D].浙江工业大学,2020.
溴乙腈是一种有机原料,其分子式为C2H2BrN,分子量为119.948。乙腈与N-溴代琥珀酰亚胺反应而得。反应在溶剂加氯化碳中进行,在反应混合物中加入少量硫,回流反应14h。将反应物蒸馏,收集60-62℃(3.19kPa)馏分即得溴乙腈。
图1 溴乙腈的合成路线[2]。
将600g乙腈置于700ml容量的光反应玻璃容器中,氮气代替内部空气,搅拌。然后,将盐酸气体吹入容器中,并加热,在盐酸气体完全取代内部氮气后,使用100W高压汞灯在容器中用波长范围为3650~3690?的紫外线照射。[0022]然后将容器的温度保持在70±5°C,在相同温度下反应2小时30分钟后,在3小时40分钟内滴下350g溴。反应完成后,冲洗、蒸馏和纯化反应混合物,得到124g(g.C.纯度96.6%)溴乙腈。与使用的溴相比,产率为47.2%。合成路线如图1所示。
溴乙腈的细胞毒性表现为诱导细胞凋亡,导致染色体损伤。低浓度溴乙腈的细胞毒性主要表现为对细胞遗传物质的损伤,细胞凋亡主要在高浓度的溴乙腈诱导下发生。这说明低浓度溴乙腈作用于体外细胞主要导致细胞染色体断裂、染色体丢失或染色体的重新排列以及由此引起的染色体不稳定、染色体单体结构或形态学改变。染色体的这些改变均于肿瘤早期发生。如果机体的修复功能不能修复这些突变,随着肿瘤的进展,染色体不稳定性引发的突变将进一步增加。由此可以推断:在生产和生活中人们如果反复多次接触低浓度的溴乙腈无疑会引起染色体的损伤,增加机体癌变、畸变的罹患率。建议饮用水水源中含溴化学污染物浓度较高的地区应进行定期监测,深入研究含溴DBPs对机体的危害,改善自来水处理技术,保障饮用水的卫生、安全。
[1] 洪丽玲,王婷,范宾,周庆云,黄永焯,王峰.二溴乙腈对L5178Y细胞的遗传毒性及促凋亡作用[J].癌变·畸变·突变,2015,27(06):450-453+458.
[2] Imai, Nobuo. Preparation of bromoacetonitrile. Japan, JP2000247941 A 2000-09-12.
溴乙腈是一种黄色油状液体,可以与其他产品区分开来。但购买产品时,仅凭外观颜色是不够的,我们需要详细了解产品的基本化学性质和正确使用方法。
溴乙腈有多个使用领域和行业。它的沸点介于60到62摄氏度之间,密度为1.77。建议在2到8摄氏度的环境中存放。溴乙腈是一种有机合成中间体,可用于有机合成,并且是一种新型饲料添加剂。它还可以用于动物饲料,具有酸化、防霉和抗菌补钙的效果。此外,在化工和建材行业以及工业生产中也可以使用。
使用溴乙腈时要注意防护措施,因为它在分解后会产生有毒蒸汽。建议做好耳鼻喉和皮肤的防护工作。市面上常见的溴乙腈产品纯度大多在99%左右。选择25克包装的产品价格约为560元,选择100克包装的产品价格约为1100元。我们可以登录盖德化工网搜索供应商,不同供应商的价格和服务可能有所不同,可以选择几家供应商进行比较。
4-溴苯甲酰乙腈是一种常用的医药合成中间体,可以通过3-溴苯甲酸为原料进行制备。首先制备中间体3-溴苯甲酸甲酯,然后在氰化钠的作用下生成4-溴苯甲酰乙腈。
在氮气氛下,将3-溴苯甲酸(85.0g,423mmol)加入甲醇(700mL)中的混合物中,然后逐滴加入亚硫酰氯(151g,1.27mol)。在62℃下搅拌16小时后,将反应液真空浓缩得到残余物。将残余物用饱和碳酸氢钠(100mL)洗涤,并用二氯乙烷(2×100mL)进行萃取。有机层经硫酸钠干燥后,再进行真空浓缩,得到目标化合物。
HNMR(400MHz,CDCl3)δ=8.21(s,1H),8.09-7.90(m,1H),7.78-7.61(m,1H),7.46-7.21(m,1H),3.97(s,3H)。
在氮气氛下,将乙腈(7.78g,190mmol,9.97mL)和无水四氢呋喃(300mL)的混合物中分批加入氢化钠(6.05g,151mmol),然后加入3-溴苯甲酸甲酯(25.0g,116mmol)。将混合物加热至77℃并搅拌2小时后,冷却至室温,并加入盐酸溶液(1N,400mL)。用乙酸乙酯(4×250mL)进行萃取,有机层用碳酸氢钠(1.0L)洗涤,然后用硫酸钠干燥,并进行真空浓缩,得到目标化合物4-溴苯甲酰乙腈。
HNMR(400MHz,CDCl3)δ=8.07(brs,1H),7.94-7.76(m,2H),7.44(t,J=7.6Hz,1H),4.10(s,2H)。
[1] WO2017156179 - 3-PHOSPHOGLYCERATE DEHYDROGENASE INHIBITORS AND USES THEREOF
二氟溴乙酸乙酯是一种合成药物和高能材料的重要中间体,例如它是抗肿瘤药吉西他滨的中间体。
一种制备二氟溴乙酸乙酯的方法是以三氯乙烯为原料,具体步骤如下:
S1、将三氯乙烯放入反应器中,加入复合催化剂,均匀搅拌,加热至70~100℃,开启高压汞灯,在剧烈搅拌下通入经硫酸干燥后的空气,保持18~24小时。对所得物进行常压蒸馏加工,收集105~108℃馏分,得到二氯乙酰氯。
S2、在室温下将二乙胺、甲苯依次投入反应釜内,搅拌,控制温度到10℃以下,在1小时内滴加二氯乙酰氯,保温反应2小时,将有机层抽入蒸馏釜中减压回收甲苯,浓缩得到二氯乙酰二乙胺。
S3、在室温下将二氯乙酰二乙胺、环丁砜、无水氟化钾、相转移催化剂投入反应釜内,搅拌,升温至145~150℃反应5~6小时,降温至室温后离心除去氟化钠,母液进行减压蒸馏得到产物二氟乙酰二乙胺。
S4、将二氟乙酰二乙胺再投入反应釜,在室温下按重量比1:0.6~1滴加浓硫酸,保温反应30分钟,加入无水乙醇,升温至100℃,保温回流反应5小时,升温蒸馏至内温145℃得到粗品,用10%碳酸钠溶液进行中和处理,再用水清洗,加入无水氯化钙进行干燥12小时以上,检测水分合格后进行精馏得到成品二氟乙酸乙酯。
S5、将二氟乙酸乙酯投入反应釜,加入溴化铜和催化剂N,N-二甲基甲酰胺,加热到60℃,保温回流65小时,停止加热,分馏,收集110~115℃之间的馏分,并回收溶剂,得到成品二氟溴乙酸乙酯。
步骤1、由二氟二溴甲烷制备二氟溴乙腈。
将氰化亚铜粉末加入到N,N-二甲基甲酰胺(DMF)/乙二醇二甲醚(DME)混合溶剂中,并加入催化剂二苯并-18-冠-6,慢慢滴加二氟二溴甲烷溶于DMF/DME混合溶液中,在温度20℃条件下反应半小时后开始监测,用GC监测直到转化率为80%为止。然后慢慢升温至50℃,使二氟溴乙腈蒸出,通过低于0℃冷井,低温收集二氟溴乙腈。
步骤2、由二氟溴乙腈制备二氟溴乙酸乙酯。
将二氟溴乙腈溶解于乙醇溶液中,加入硫酸溶液,加热到30℃,保温搅拌10小时,慢慢加热回流5小时,通过精馏,用GC检测收集合适组分,得到纯度为99.0%的二氟溴乙酸乙酯。
[1] [中国发明] CN201710799666.1 一种二氟溴乙酸乙酯的制备方法
[2] [中国发明,中国发明授权] CN201610793774.3 二氟溴乙酸乙酯的制备方法
四丁基溴化铵是一种常见的化学产品,被广泛应用于巴氨西林、舒他西林等药物的合成以及相转移催化反应。然而,目前的合成方法在不增加设备和技术要求的情况下,产品收率较低。
四丁基溴化铵是一种季铵盐,常用作相转移催化剂,广泛应用于3-苯基丙烯醛、肉桂酸苄酯等化学品的合成,同时也可用于芳香化合物的电化学溴化反应。
四丁基溴化铵的制备方法如下:
(1)将三正丁胺、溴丁烷和乙腈混合,其中三正丁胺和溴丁烷的重量比为1:1,溴丁烷和乙腈的重量比为1:1-1.5,搅拌并加热至缓慢回流,反应持续22-24小时;
(2)将反应后得到的混合物常压蒸馏,回收乙腈和过量的溴丁烷,加热至100°C,减压除去残留的乙腈和溴丁烷,得到四丁基溴化铵粗品;
(3)将四丁基溴化铵粗品加入乙酸乙酯中,乙酸乙酯和溴丁烷的重量比为1.5:2,加热至回流并保温0.5小时,然后冷却结晶,过滤,并在50°C减压除去残留的乙酸乙酯,得到白色晶体的四丁基溴化铵成品。