CN102584548B - 一种溴苄类化合物的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种溴苄类化合物的制备方法，其中式(I)所示溴苄类化合物的制备方法包括式(II)所示化合物在光照下在以水为溶剂的体系中与N-溴代丁二酰亚胺反应生成式(I)所示化合物，
Figure DSA00000414141000011
其中，R1或R2独立地为H、CH3CO、叔丁基、NHOCCH3、碳原子数为1～4的烷氧基或CN。本发明的制备方法工艺操作简单、成本低、反应时间周期短、反应条件温和、易于控制、反应选择性好、产品收率高、耗能低且环境污染小。相比于传统的制备方法，尤其是在倡导绿色化学的今天，本发明的制备方法具有良好的前景，可有效地应用于苄溴类有机合成中间体的制备，为医药、农药、染料及化工助剂等各个领域提供原料。

Description

一种溴苄类化合物的制备方法
技术领域
本发明属于有机合成领域，具体涉及一种利用光诱导绿色工业化制备苄溴类化合物的方法。
背景技术
溴苄是一类重要的有机合成中间体，被广泛应用于医药、农药、染料及化工助剂等各个领域。现有的一种溴苄制备方法是以四氯化碳等非质子溶剂为媒介或无溶剂的催化溴化法，通常是在回流的剧烈条件下，分批加入N-溴代丁二酰亚胺(NBS)或缓慢滴加Br2制备苄溴(Wilhelm WennerBis(bromomethyl)compounds，J.Org.Chem.，1952，17，523-8；Phosphorus，Sulfur and Silicon and the Related Elements，1993，vol(85)，225-231；Tetrahedron Letters，1997，vol.(38)，8557-8560)。尽管该制备方法的反应周期短，但是选择性低且伴有大量副产物，收率低，不易控制，能耗大而且还会带来严重的环境污染。此外，在传统反应釜中以四氯化碳等为溶剂的光溴化法制备苄溴的反应选择性较好，易于控制且能耗低，但还是存在三废量多，反应效率低，时间周期长等不利因素，限制了工业化生产(Tetrahedron，2009，vol(65)，4429-4439)。以上两种方法都要以环境消耗为代价，并且工业化过程中操作复杂，又由于苄溴本身具有很强的刺激性给操作带来极大的不便。
传统的观念认为有机化学反应应尽量避免水，但随着绿色化学的深入发展，人们正逐渐把关注点转移到无毒、来源方便、经济、不易燃的溶剂上，其中水是最符合这些要求的溶剂。与此同时，自然界的光合作用也给传统的有机合成指明了新的发展方向，光化学反应越来越引起人们的重视。
发明内容
因此，本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种绿色环保、操作简便、反应温和、收率高且选择性好的制备溴苄的工业化方法。
用于实现上述目的的技术方案如下：
一种式(I)所示化合物的制备方法，该制备方法包括式(II)所示化合物在光照下在以水为溶剂的体系中与N-溴代丁二酰亚胺反应生成式(I)所示化合物，
其中，R1或R2独立地为H、CH3CO、叔丁基、NHOCCH3、碳原子数为1～4的烷氧基或CN。
在上述制备方法中，N-溴代丁二酰亚胺与式(II)所示化合物的质量比可以为1～2∶1，优选为1～1.5∶1。反应可以在偶氮二异丁腈(AIBN)或偶氮二异丁脒(AMPA)，优选在AIBN的存在下进行。反应的温度可以为0～60℃，优选为20～50℃。
本发明还提供了一种实施上述制备方法的系统，该系统包括测温装置(1)、加料装置(2)、控温装置(3)、球阀(4)、透明列管(5)、高功率照明灯(6)和循环泵(7)。其中，高功率照明灯为10盏105w的照明灯。
本发明的制备方法工艺操作简单、成本低、反应时间周期短、反应条件温和、易于控制、反应选择性好、产品收率高、耗能低且环境污染小。相比于传统的制备方法，尤其是在倡导绿色化学的今天，本发明的制备方法具有良好的前景，可有效地应用于苄溴类有机合成中间体的制备，为医药、农药、染料及化工助剂等各个领域提供原料。本发明的制备方法与现有方法的比较见下表。
Figure BSA00000414141300022
附图说明
以下，结合附图来详细说明本发明的实施方案，其中：
图1为本发明的制备方法的工艺流程及设备示意图。其中，1：测温系统；2：加料系统；3：控温系统；4：球阀；5：全透明列管；6：高功率照明灯；7：循环泵。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述，给出的实施例仅为了阐明本发明，而不是为了限制本发明的范围。
实施例1：4-乙酰基苄溴的制备
在图1所示的光反应设备中，由加料系统2加入10kg对甲基苯乙酮，40kg水，打开循环泵7使反应体系在全透明列管5中形成湍流，打开10盏105w的照明灯(即高功率照明灯6)，通过控温系统3维持温度为20-50℃，然后由加料系统2加入13.6kg NBS和0.5kg AIBN，12小时后结束反应。从球阀4放出全部反应液，用质量分数为10％的NaHCO3水溶液洗涤反应液，分液收集下层有机相，然后用乙醇加热溶解至澄清，降温析出14.5kg淡黄色结晶，收率为91.7％，HPLC检验纯度为97％。熔点为36-38℃。1H NMR(600MHz，CDCl3)δ：7.88(d，J＝7.8Hz，2H)，7.43(d，J＝7.8Hz，2H)，4.46(s，2H)，2.55(s，3H)。
实施例2：4-叔丁基苄溴的制备
在图1所示的光反应设备中，由加料系统2加入15kg 4-叔丁基甲苯，35kg水，打开循环泵7使反应体系在全透明列管5中形成湍流，打开10盏105w的照明灯(即高功率照明灯6)，通过控温系统3维持温度为20-50℃，然后由加料系统2加入18kg NBS，在无催化剂的条件下4小时后结束反应。从球阀4放出全部反应液，用质量分数为10％的NaHCO3水溶液洗涤反应液，分液收集下层有机相，然后用正己烷洗涤，得到20.5kg无色油状液体，收率为89.1％，HPLC检验纯度为96％。nD 20＝1.5448；1H NMR(600MHz，CDCl3)δ：7.56(d，J＝7.8Hz，2H)，7.43(d，J＝7.8Hz，2H)，4.46(s，2H)，1.25(s，9H)。
实施例3：4-甲氧基苄溴的制备
在图1所示的光反应设备中，由加料系统2加入20kg 4-甲氧基甲苯，40kg水，打开循环泵7使反应体系在全透明列管5中形成湍流，打开10盏105w的照明灯(即高功率照明灯6)，通过控温系统3维持温度为20-50℃，然后由加料系统2加入13.6kg NBS和0.5kg AIBN，反应15小时后结束反应。从球阀4放出全部反应液，用质量分数为10％的NaHCO3水溶液洗涤反应液，分液收集下层有机相，然后用正己烷洗涤，得到20.5kg油状液体，收率为85.5％，HPLC检验纯度为95％。nD 20＝1.5819；1H NMR(600MHz，CDCl3)δ：7.43(d，J＝7.8Hz，2H)，7.12(d，J＝7.8Hz，2H)，4.46(s，2H)，3.83(s，3H)。

Claims (9)

1.一种式（I）所示化合物的制备方法，该制备方法包括式（II）所示化合物在光照下在以水为溶剂的体系中与N-溴代丁二酰亚胺反应生成式（I）所示化合物，
Figure FDA0000409914980000011
其中，R1或R2独立地为H、CH3CO、叔丁基、NHOCCH3、碳原子数为1～4的烷氧基或CN。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述N-溴代丁二酰亚胺与式（II）所示化合物的质量比为1～2：1。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述N-溴代丁二酰亚胺与式（II）所示化合物的质量比为1～1.5：1。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述反应在偶氮二异丁腈或偶氮二异丁脒的存在下进行。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述反应在偶氮二异丁腈的存在下进行。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述反应的温度为0～60℃。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述反应的温度为20～50℃。
8.一种实施根据权利要求1至7中任一项所述的制备方法的系统，该系统包括测温装置（1）、加料装置（2）、控温装置（3）、球阀（4）、透明列管（5）、高功率照明灯（6）和循环泵（7），所述高功率照明灯的功率为105w。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述高功率照明灯为10盏照明灯。
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