CN109485625A - 1’-氯-8-溴二苯并呋喃的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高效环保的1’‑氯‑8‑溴二苯并呋喃制备方法，包括：(1)间氟氯苯先用正丁基锂拔氢，再与硼酸三异丙酯发生取代反应，然后酸水解，得到2‑氟‑6‑氯苯硼酸；(2)在四(三苯基膦)钯和碳酸钾的作用下2‑氟‑6‑氯苯硼酸与2‑溴苯酚反应，得到2‑氟‑6‑氯‑2’‑羟基‑1,1’‑联苯；(3)2‑氟‑6‑氯‑2’‑羟基‑1,1’‑联苯与N‑溴代琥珀酰亚胺反应，得到2‑氟‑6‑氯‑2’‑羟基‑5’‑溴‑1,1’‑联苯；(4)2‑氟‑6‑氯‑2’‑羟基‑5’‑溴‑1,1’‑联苯在碳酸钾的作用下发生环合反应，得到1’‑氯‑8‑溴二苯并呋喃。与现有技术相比，本发明的制备方法可以降低原料成本，减少污染。

Description

1’-氯-8-溴二苯并呋喃的制备方法
技术领域
本发明涉及1’-氯-8-溴二苯并呋喃的制备方法。
背景技术
有机电致发光器件(OLED)作为一种有着巨大应用前景的显示技术，受到人们越来越多的关注。由于其固有的特性，如自发光、广视角、响应速度快、可实现柔性显示等诸多优点，使其成为下一代显示技术的最有利竞争者。1’-氯-8-溴二苯并呋喃可作为一种有机发光材料的中间体，具有广阔的应用前景，对其合成方法的研究具有重要意义。
目前，1’-氯-8-溴二苯并呋喃的制备方法首次是由专利KR201841607报道的，其采作1-氟-2-碘-3-氯苯和2-甲氧基-5-溴苯硼酸作为原料，经Suzuki偶联、三溴化硼脱甲基和环合等三步反应完成，其反应方程式如下：
该方法存在原材料不易获得，价格昂贵，工艺中使用三溴化硼对环境污染严重等缺点，限制了其市场应用。
发明内容
根据现有1’-氯-8-溴二苯并呋喃制备方法存在的上述缺点，本发明的目的是提供一种1’-氯-8-溴二苯并呋喃的制备方法，以降低成本，减少污染。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：
1’-氯-8-溴二苯并呋喃的制备方法，包括：
(1)间氟氯苯先用正丁基锂拔氢，再与硼酸三异丙酯发生取代反应，然后酸水解，得到2-氟-6-氯苯硼酸；
(2)在四(三苯基膦)钯和碳酸钾的作用下2-氟-6-氯苯硼酸与2-溴苯酚反应，得到2-氟-6-氯-2’-羟基-1,1’-联苯；
(3)2-氟-6-氯-2’-羟基-1,1’-联苯与N-溴代琥珀酰亚胺反应，得到2-氟-6-氯-2’-羟基-5’-溴-1,1’-联苯；
(4)2-氟-6-氯-2’-羟基-5’-溴-1,1’-联苯在碳酸钾的作用下发生环合反应，得到1’-氯-8-溴二苯并呋喃。
上述步骤(1)的具体过程如下：
在氮气保护下，于-78℃，将正丁基锂的正己烷溶液加入间氟氯苯的四氢呋喃溶液中，搅拌反应1-2h；然后加入硼酸三异丙酯，搅拌反应1-2h，温度升至0℃，继续搅拌反应1-2h；接着加入盐酸，室温水解0.5-1h；酸水解完毕后，分层，下层水相用乙酸乙酯萃取，上层有机相与乙酸乙酯萃取液合并，经水洗、无水硫酸钠干燥、减压蒸馏除去溶剂后，加入正庚烷，打浆，抽滤，干燥，得到2-氟-6-氯苯硼酸。
优选地，间氟氯苯和正丁基锂的摩尔比为1:1.1～1.25，间氟氯苯和硼酸三异丙酯的摩尔比为1:1.3～2.5，盐酸的浓度为1～3mol/L。
更优选地，间氟氯苯和正丁基锂的摩尔比为1:1.2，间氟氯苯和硼酸三异丙酯的摩尔比为1:1.5，盐酸的浓度为2mol/L。
优选地，步骤(2)的反应在甲苯-水两相体系中进行，具体过程如下：
在氮气保护下，将2-氟-6-氯苯硼酸和2-溴苯酚溶于甲苯-水两相体系，再加入四(三苯基膦)钯和碳酸钾，回流反应10h以上，冷却，分层，上层甲苯相经水洗涤后，减压蒸馏除去溶剂后，用甲醇重结晶，抽滤，得到2-氟-6-氯-2’-羟基-1,1’-联苯。
优选地，甲苯-水两相体系是由体积比为2:1的甲苯和水组成，2-氟-6-氯苯硼酸和2-溴苯酚的摩尔比为1:1，四(三苯基膦)钯的用量为2-氟-6-氯苯硼酸质量的1.5～2％，碳酸钾的用量为2-氟-6-氯苯硼酸质量的1.5～2倍。
更优选地，四(三苯基膦)钯的用量为2-氟-6-氯苯硼酸质量的1.7～1.8％，碳酸钾的用量为2-氟-6-氯苯硼酸质量的1.5～1.6倍。
上述步骤(3)的具体过程如下：
将2-氟-6-氯-2’-羟基-1,1’-联苯溶于二氯甲烷，冷却至0℃，分批加入N-溴代琥珀酰亚胺(NBS)，加完以后，室温下搅拌过夜；反应完毕后，加水，分层，下层有机相减压蒸馏除去溶剂后，用乙酸乙酯和正已烷为洗脱剂，过硅胶柱，得到纯化的2-氟-6-氯-2’-羟基-5’-溴-1,1’-联苯。
优选地，2-氟-6-氯-2’-羟基-1,1’-联苯和N-溴代琥珀酰亚胺的摩尔比为1:1～1.2。
上述步骤(4)的具体过程如下：
2-氟-6-氯-2’-羟基-5’-溴-1,1’-联苯溶于N-甲基吡咯烷酮(NMP)，再加入碳酸钾，升温至130～140℃，反应3～5h，反应完毕后，冷却至室温；在搅拌下，将反应物料倒入水中，抽滤，水洗，干燥后得粗品；所得粗品经活性炭脱色后，用乙醇重结晶，得到1’-氯-8-溴二苯并呋喃。
粗品脱色过程为：将粗品与正庚烷混合(正庚烷在常温下不能完全溶清粗品，要加热至80度以上才能完全溶清，所以在该操作中，只需要把两者混合)，再加入活性炭，升温至90～95℃，搅拌1～2h，趁热过滤，滤液减压蒸馏除去溶剂。
优选地，碳酸钾的用量为2-氟-6-氯-2’-羟基-5’-溴-1,1’-联苯质量的1.1～1.15，活性炭的用量为粗品质量的2～3％。
有益效果
与现有技术相比，本发明1’-氯-8-溴二苯并呋喃的制备方法具有如下优势：
1、采用价格更低的间氟氯苯、2-溴苯酚为原料，在成本上更具有竟争力；
2、羟基上无保护基团，可以避免使用三溴化硼在脱甲基时所产生的大量酸性废水和固废。
具体实施方式
以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
本发明制备1’-氯-8-溴二苯并呋喃的反应如下：
具体过程如下：
(1)在一个干净干燥的500ml四口瓶中，引入氮气保护，投入26.1g(0.2mol)间氟氯苯和200ml四氢呋喃，开启搅拌，用液氮+乙醇降温至-78℃，缓慢滴加96ml 2.5mol/L的正丁基锂-正己烷溶液，滴加完毕，-78℃继续搅拌1h，再缓慢滴加56.4g(0.3mol)硼酸三异丙酯，滴加完毕，-78℃搅拌1h后，升温至0℃，继续搅拌2h；滴加100ml 2mol/L的稀盐酸水溶液，滴加完毕，室温下搅拌30min，分层，下层水层用100ml乙酸乙酯萃取一次。将四氢呋喃有机层与乙酸乙酯萃取液合并，再水洗、无水硫酸钠干燥，过滤，滤液减压蒸馏除去溶剂后，加入100ml正庚烷，室温下打浆3h，抽滤，干燥，收2-氟-6-氯苯硼酸28.6g，白色固体，收率82％，LC-MS:[M+]＝174。
(2)在一个干净的500ml四口瓶中，引入氮气保护，投入28.6g 2-氟-6-氯苯硼酸、28.4g 2-溴苯酚、200ml甲苯和100ml水，再加入0.5g Pd(PPh3)4和45.3g碳酸钾，加热至回流，保温反应10h以上；反应完毕后中，冷却至室温，分层，上层甲苯相用100ml水洗涤一次后，减压蒸馏除去甲苯，得到淡黄色油状物，加入80ml甲醇重结晶，抽滤，干燥，收2-氟-6-氯-2’-羟基-1,1’-联苯31g，收率80.4％，LC-MS:[M+]＝221。
(3)在一个干净干燥的500ml四口瓶中，投入31g 2-氟-6-氯-2’-羟基-1,1’-联苯和300ml二氯甲烷，搅拌溶清后，用冰盐浴冷却至0℃，分批加入25g NBS，加毕，室温下搅拌过夜；反应完毕后，往反应瓶中加入150ml水，搅拌10min后，分层，下层液体减压蒸馏除去溶剂后，用乙酸乙酯和正已烷(体积比为1:20)为洗脱剂，过硅胶柱提纯，收2-氟-6-氯-2’-羟基-5’-溴-1,1’-联苯25.2g，收率60％，LC-MS:[M+H]+＝300。
(4)在一个干净干燥的500mL四口瓶中，投入25.2g 2-氟-6-氯-2’-羟基-5’-溴-1,1’-联苯和160ml NMP，开启搅拌，溶清后，再加入28.4g碳酸钾，升温至130-140℃，保温反应3h；反应完毕后，冷却至室温，将反应物料缓慢倒入500ml清水中，并不断搅拌，此时会析出大量灰白色固体，抽滤，固体再用少量水洗涤，干燥，得到粗品23.3g；将23.3g粗品和300ml正庚烷混合，投入反应瓶中，再加入0.5g活性炭，升温至90-95℃，保温搅拌1h，趁热抽滤，滤液减压蒸馏后，得到白色固体，加入160ml乙醇重结晶，抽滤，得1’-氯-8-溴二苯并呋喃21.3g，白色固体，收率90.6％，LC-MS:[M+H]+＝280。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.1’-氯-8-溴二苯并呋喃的制备方法，包括：
(1)间氟氯苯先用正丁基锂拔氢，再与硼酸三异丙酯发生取代反应，然后酸水解，得到2-氟-6-氯苯硼酸；
(2)在四(三苯基膦)钯和碳酸钾的作用下2-氟-6-氯苯硼酸与2-溴苯酚反应，得到2-氟-6-氯-2’-羟基-1,1’-联苯；
(3)2-氟-6-氯-2’-羟基-1,1’-联苯与N-溴代琥珀酰亚胺反应，得到2-氟-6-氯-2’-羟基-5’-溴-1,1’-联苯；
(4)2-氟-6-氯-2’-羟基-5’-溴-1,1’-联苯在碳酸钾的作用下发生环合反应，得到1’-氯-8-溴二苯并呋喃。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)的具体过程如下：
在氮气保护下，于-78℃，将正丁基锂的正己烷溶液加入间氟氯苯的四氢呋喃溶液中，搅拌反应1-2h；然后加入硼酸三异丙酯，搅拌反应1-2h，温度升至0℃，继续搅拌反应1-2h；接着加入盐酸，室温水解0.5-1h；酸水解完毕后，分层，下层水相用乙酸乙酯萃取，上层有机相与乙酸乙酯萃取液合并，经水洗、无水硫酸钠干燥、减压蒸馏除去溶剂后，加入正庚烷，打浆，抽滤，干燥，得到2-氟-6-氯苯硼酸。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，间氟氯苯和正丁基锂的摩尔比为1:1.1～1.25，间氟氯苯和硼酸三异丙酯的摩尔比为1:1.3～2.5，盐酸的浓度为1～3mol/L。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)的反应在甲苯-水两相体系中进行。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，在氮气保护下，将2-氟-6-氯苯硼酸和2-溴苯酚溶于甲苯-水两相体系，再加入四(三苯基膦)钯和碳酸钾，回流反应10h以上，冷却，分层，上层甲苯相经水洗涤后，减压蒸馏除去溶剂后，用甲醇重结晶，抽滤，得到2-氟-6-氯-2’-羟基-1,1’-联苯。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，甲苯-水两相体系是由体积比为2:1的甲苯和水组成，2-氟-6-氯苯硼酸和2-溴苯酚的摩尔比为1:1，四(三苯基膦)钯的用量为2-氟-6-氯苯硼酸质量的1.5～2％，碳酸钾的用量为2-氟-6-氯苯硼酸质量的1.5～2倍。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)的具体过程如下：
将2-氟-6-氯-2’-羟基-1,1’-联苯溶于二氯甲烷，冷却至0℃，分批加入N-溴代琥珀酰亚胺，加完以后，室温下搅拌过夜；反应完毕后，加水，分层，下层有机相减压蒸馏除去溶剂后，用乙酸乙酯和正已烷为洗脱剂，过硅胶柱，得到纯化的2-氟-6-氯-2’-羟基-5’-溴-1,1’-联苯。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，2-氟-6-氯-2’-羟基-1,1’-联苯和N-溴代琥珀酰亚胺的摩尔比为1:1～1.2。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)的具体过程如下：
2-氟-6-氯-2’-羟基-5’-溴-1,1’-联苯溶于N-甲基吡咯烷酮，再加入碳酸钾，升温至130～140℃，反应3～5h，反应完毕后，冷却至室温；在搅拌下，将反应物料倒入水中，抽滤，水洗，干燥后得粗品；所得粗品经活性炭脱色后，用乙醇重结晶，得到1’-氯-8-溴二苯并呋喃。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，碳酸钾的用量为2-氟-6-氯-2’-羟基-5’-溴-1,1’-联苯质量的1.1～1.15，活性炭的用量为粗品质量的2～3％。
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