CN114369031B - 一种4,4’-二氨基三联苯的合成方法 - Google Patents

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Abstract

本申请具体公开了一种4,4’‑二氨基三联苯的合成方法,一种4,4’‑二氨基三联苯的合成方法,以对溴苯胺为原料,包括以下步骤:S1,对对溴苯胺进行氨基保护,得到化合物1;S2,将化合物1用格氏试剂进行格氏交换,得到化合物2;S3,将化合物2用丁基锂作用得到化合物3;S4,向化合物3中加入对二溴苯,并与化合物3进行偶联,得到化合物4;S5,对化合物4进行脱保护,得到产品4,4’‑二氨基三联苯。本申请的制备方法具有提高4,4’‑二氨基三联苯转化率的优点。

Description

一种4,4’-二氨基三联苯的合成方法
技术领域
本申请涉及4,4’-二氨基三联苯制备的领域,更具体地说,它涉及一种4,4’-二氨基三联苯的合成方法。
背景技术
4,4’-二氨基三联苯是一种聚酰亚胺的中间体,目前常见的合成方法主要有以下三种:a、对氯硝基苯和对苯二硼酸偶联生成4,4’-二硝基三联苯,4,4’-二硝基三联苯再经过氢化或水合肼还原生成4,4’-二氨基三联苯。b、对溴苯胺制备对氨基苯硼酸,然后对氨基苯硼酸再与对二溴苯偶联获得目标产物。c、对溴苯胺的氨基保护后使用格式试剂直接和对二溴苯进行偶联制备4,4’-二氨基三联苯。
其中a方法易产生较难除掉的硝基三联苯,造成4,4’-二氨基三联苯的生产成本过高。b方法由对溴苯胺制备对氨基苯硼酸收率较低,成本较高。c方案由对溴苯胺上保护后直接和对二溴苯偶联合成三联苯二胺转化率较低,不适用于放大生产。
针对这种情况,本发明旨在提供一种廉价且易于放大的4,4’-二氨基三联苯合成方法。
发明内容
为了提高4,4’-二氨基三联苯的收率,降低生产成本,本申请提供一种4,4’-二氨基三联苯的合成方法。
本申请提供的一种4,4’-二氨基三联苯的合成方法采用如下的技术方案:
一种4,4’-二氨基三联苯的合成方法,使用对溴苯胺为原料制备,包括以下步骤:
S1,对对溴苯胺进行氨基保护,将对溴苯胺溶解在溶剂中加入氨基保护剂,反应得到化合物1;
S2,将化合物1用格氏试剂进行格氏交换,得到化合物2;
S3,将化合物2用丁基锂作用得到化合物3;
S4,向化合物3中加入对二溴苯,与化合物3进行偶联,得到化合物4;
S5,对化合物4进行脱保护,得到产品4,4’-二氨基三联苯。
其中化合物1的结构如式(1)所示,化合物2的结构如式(2)所示,化合物3的结构如式3所示,化合物(4)的结构如式(4)所示
R为有机基团,衍生自对应氨基保护剂中的有效成分。
在本申请的几种实施方案中,化合物1经过S1步骤制备得到后,还需要对化合物1进行清洗,提纯。
然后将纯化后的化合物1溶解在溶剂中。溶剂可以是四氢呋喃,乙腈等非质子极性溶剂。化合物1溶解后依次进行步骤S2-S5。
通过上述技术方案,先将对溴苯胺上的氨基使用氨基保护剂进行保护,反应结束后,对化合物1进行抽滤,洗涤,提纯。然后将化合物1与格氏试剂进行格式交换后得到如式(2)所示的化合物2;然后加入正丁基锂,得到化合物3,最后使用对二溴苯与化合物3进行偶联得到4,4’-二氨基三联苯。上述方法对溴苯胺转化率高,转化率可达94.28%,并且所使用的原材料便宜易得。步骤S2-S5为一锅法反应,反应简单易于操作,便于放大生产。
优选的,所述S1中使用的氨基保护剂包括苄溴、对甲氧基苄溴、碳酸酐二叔丁酯、三氟乙酸酐、对甲苯磺酰氯、邻苯二甲酸酐、三苯基氯甲烷中的一种或几种。
进一步的,所述氨基保护剂为含有苄溴、对甲氧基苄溴、碳酸酐二叔丁酯、三氟乙酸酐、对甲苯磺酰氯、邻苯二甲酸酐、三苯基氯甲烷至少一种的溶液。
更进一步的,溶解上述溶质(苄溴、对甲氧基苄溴、碳酸酐二叔丁酯、三氟乙酸酐、对甲苯磺酰氯、邻苯二甲酸酐、三苯基氯甲烷)的溶剂可选择二甲基甲酰胺、二氯甲烷、乙腈等非质子极性溶剂。
优选的,所述氨基保护剂为碳酸酐二叔丁酯的二甲基甲酰胺溶液,100ml的二甲基甲酰胺中溶解60~70g的碳酸酐二叔丁酯。
所述S1中使用的用于溶解对溴苯胺的溶剂选自醇、乙腈、四氢呋喃、1,4-二氧六环、水、二氯甲烷、三乙胺中的一种或几种。
优选的,所述S2中使用的格氏试剂包括甲基氯化镁,甲基溴化镁、乙基氯化镁、乙基溴化镁、异丙基氯化镁、异丙基溴化镁中的一种或几种。
在本申请的一种实施方案中,格式试剂为含有甲基氯化镁,甲基溴化镁、乙基氯化镁、乙基溴化镁、异丙基氯化镁、异丙基溴化镁至少一种的溶液。
优选的,溶解上述溶质(甲基氯化镁,甲基溴化镁、乙基氯化镁、乙基溴化镁、异丙基氯化镁、异丙基溴化镁)的溶剂为非质子极性溶剂;更优选的,溶解上述溶质(甲基氯化镁,甲基溴化镁、乙基氯化镁、乙基溴化镁、异丙基氯化镁、异丙基溴化镁)的溶剂与溶解化合物1的溶剂相同。
在本申请的一种实施方案中,所述格氏试剂为甲基氯化镁溶液,甲基氯化镁的浓度为1.8-2.2mol/L;
进一步的,S2中溶解化合物1的溶剂为四氢呋喃,对应的,甲基氯化镁溶液的溶剂为四氢呋喃。
在本申请另一种实施方式中,所述格氏试剂为异丙氯化镁溶液,甲基氯化镁的浓度为1.8-2.2mol/L;
进一步的,S2中溶解化合物1的溶剂为四氢呋喃,对应的,甲基氯化镁溶液的溶剂为四氢呋喃。
优选的,按重量份计,S3中丁基锂的用量是S2中格氏试剂用量的1~4倍。
通过上述技术方案,适当增大丁基锂用量可以促进化合物2更加充分的转化为化合物3,进而提高4,4’-二氨基三联苯的收率。
优选的,所述S4包括向S3所得产品中滴加偶联催化剂,并滴加对二溴苯溶液,保持-25~-20℃反应。
优选的,所述对二溴苯溶液中溶剂为四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、甲基叔丁基醚、乙醚中的一种或几种。
所述对二溴苯的滴加量与化合物1的摩尔比为2~2.5:1。
在本申请的一种实施方案中,对二溴苯溶液可以由对二溴苯与四氢呋喃配成,将1mol的对二溴苯溶解在1L的四氢呋喃中。
优选的,所述偶联催化剂选自四(三苯基膦)钯【Pd(PPh3)4】、[1,1-双(二苯基膦)二茂铁]二氯化钯【PdCl2(dppf)】、乙酰丙酮镍【Ni(acac)2】、1,3-双(二苯基膦丙烷)二氯化镍【NiCl2(dppp)】中的一种或几种;
更优选的,偶联催化剂为乙酰丙酮镍【Ni(acac)2】。
综上所述,本申请具有以下有益效果:
1、本申请提供了一种4,4’-二氨基三联苯的合成方法,包括对溴苯胺对氨基进行保护后先用格氏试剂进行格氏交换制备成格氏试剂,然后再和丁基锂作用生成相应的镁锂试剂,最后该镁锂试剂再和对二溴苯进行偶联,所得产物最后脱保护生成最终产品4,4’-二氨基三联苯。此方法所使用的原材料便宜易得,反应简单且收率高,反应操作简单,S2-S5采用一锅法生产,易于放大生产,提高生产效率。
附图说明
图1是4,4’-二氨基三联苯合成方法的反应机理图。
具体实施方式
一种4,4’-二氨基三联苯合成方法,包括以下步骤:
S1,对对溴苯胺进行氨基保护,将对溴苯胺溶解在溶剂中加入氨基保护剂,反应得到化合物1;
S2,将化合物1用格氏试剂进行格氏交换,得到化合物2;
S3,将化合物2用丁基锂作用得到化合物3;
S4,向化合物3中加入对二溴苯,并与化合物3进行偶联,得到化合物4;
S5,对化合物4进行脱保护,得到产品4,4’-二氨基三联苯。
对溴苯胺的氨基保护
实施例1
在三口瓶中加200ml二甲基甲酰胺(DMF)溶解50g(0.29mol)对溴苯胺和5g的4-二甲氨基吡啶(DMAP),将65.5g(0.3mol)碳酸酐二叔丁酯((Boc)2O)溶解在100ml二甲基甲酰胺(DMF)中,在30℃下用恒压滴液漏斗缓慢滴加到反应瓶中。用鼓泡器检测有CO2产生时,表明反应已经开始,并且反应液由澄清的淡黄色液体先变为有白色沉淀的溶液,反应3h后溶液变澄清。TLC跟踪反应显示结束,展开剂(石油醚:乙酸乙酯体积比为3:1)。待冷却到室温时,在冰盐水浴下机械搅拌1h后,减压抽干溶剂得到淡黄色固体。用50ml石油醚洗涤打浆粉末,过滤,真空干燥,得到白色固体粉末A1,称重75g,收率为95%。
实施例2
在500ml三口瓶中加200ml二氯甲烷(DCM)溶解50g(0.29mol)对溴苯胺和32.3g(0.319mol)三乙胺(TEA),将体系降温至-5℃,开始滴加67g(0.319mol)三氟乙酸酐(TFAA),滴加过程中体系升温至20℃,滴加完毕后常温搅拌2h,TLC跟踪反应显示结束,展开剂(石油醚:乙酸乙酯体积比为3:1)。待冷却到室温时,在冰盐水浴下机械搅拌1h后,减压抽至无液体流出后,再加入100ml水析出淡黄色固体。抽滤,滤饼用50ml石油醚洗涤打浆粉末,过滤,真空干燥,得到白色固体粉末A2,称重70.7g,收率为91%。
实施例3
在500ml三口瓶中加200ml乙腈(ACN)溶解50g(0.29mol)对溴苯胺和10.7g(0.029mol)四丁基碘化铵(TBAI),并加入80g(0.58mol)碳酸钾及64.2g(0.319mol)对甲氧基苄溴(PMB)。所有物料加入完毕后,体系在40℃搅拌反应3h,然后自然降至室温(25℃)搅拌过夜。次日TLC跟踪反应显示结束,展开剂(石油醚:乙酸乙酯体积比为3:1)。体系过滤滤掉无机盐后,减压抽至无液体流出后,再加入200ml水40℃打浆2h后抽滤,滤饼用50ml石油醚洗涤打浆粉末,过滤,真空干燥,得到白色固体粉末A3,称重78.7g,收率为93%。
4,4’-二氨基三联苯的制备
实施例4
将54.5g的A1(0.2mol)及250mL四氢呋喃加入到2L三口瓶中,降温至-5-0℃左右,滴加100ml 2M的异丙氯化镁的四氢呋喃溶液,滴加完毕后-5-0℃温度下反应0.5h,然后降温至-25~-20℃,滴加160ml 2.5M的丁基锂的正己烷溶液。滴加完毕后保持-25~-20℃反应1h,向反应瓶中加入0.5g(0.001mol)的NiCl2(dppp),搅拌均匀后,滴加23.6g(0.1mol)对二溴苯与100ml四氢呋喃配成的溶液。滴加过程中,保持温度-25~-20℃之间。滴加完毕后,保持温度于-25~-20℃温度下反应3h,然后将反应液缓慢加入到已提前冷却到0~5℃的稀盐酸溶液中(140g水与60g36%盐酸配成)。淬灭液常温搅拌1h后,加入32g氢氧化钠和320g水配成的溶液,析出大量固体,过滤,滤饼用乙醇淋洗后烘干得产品21.2g,收率为81%。液相检测,纯度为99.24%。
核磁检测:NMR(400MHz,DMSO-ifc)δ7.53(s,1H),7.39-7.35(d,1H),6.66-6.62(d,1H),5.20(s,1H),为目标分子。
实施例5
将53.6g的A2(0.2mol)及250mL四氢呋喃加入到2L三口瓶中,降温至-5-0℃左右,滴加100ml 2M的甲基氯化镁的四氢呋喃溶液,滴加完毕后-5-0℃温度下反应0.5h,然后降温至-25~-20℃,滴加160ml 2.5M的丁基锂的正己烷溶液。滴加完毕后保持-25~-20℃反应1h,向反应瓶中加入0.257g(0.001mol)的Ni(acac)2,搅拌均匀后,滴加23.6g(0.1mol)对二溴苯与100ml四氢呋喃配成的溶液。滴加过程中,保持温度-25~-20℃之间。滴加完毕后,保持温度于-25~-20℃温度下反应3h,然后将反应液缓慢加入到已提前冷却到0~5℃的稀盐酸溶液中(140g水与60g36%盐酸配成)。淬灭液常温搅拌1h后,加入32g氢氧化钠和320g水配成的溶液,析出大量固体,过滤,滤饼用乙醇淋洗后烘干得产品22.3g,收率为85%。液相检测,纯度为99.18%。
核磁检测:NMR(400MHz,DMSO-ifc)δ7.53(s,1H),7.39-7.35(d,1H),6.66-6.62(d,1H),5.20(s,1H),为目标分子。
实施例6
将58.4g的A3(0.2mol)及250mL四氢呋喃加入到2L三口瓶中,降温至-5-0℃左右,滴加100ml 2M的甲基氯化镁的四氢呋喃溶液,滴加完毕后-5-0℃温度下反应0.5h,然后降温至-25~-20℃,滴加160ml 2.5M的丁基锂的正己烷溶液。滴加完毕后保持-25~-20℃反应1h,向反应瓶中加入0.257g(0.001mol)的Ni(acac)2,搅拌均匀后,滴加23.6g(0.1mol)对二溴苯与100ml四氢呋喃配成的溶液。滴加过程中,保持温度-25~-20℃之间。滴加完毕后,保持温度于-25~-20℃温度下反应3h,然后将反应液缓慢加入到已提前冷却到0~5℃的稀盐酸溶液中(140g水与60g36%盐酸配成)。常温搅拌1h后,过滤,滤饼收集。滤液分液后,水相用100ml的THF提取一遍并合并到有机相中,浓缩至无液滴流出后,将所得的滤饼加入到浓缩瓶中,并加入200ml的三氟乙酸,常温搅拌过夜(24h)后,浓缩至无液滴流出,抽滤,滤饼用200ml的水洗涤五遍后,将滤饼加入到32g氢氧化钠和320g水配成的溶液中25℃搅拌3h后过滤,滤饼用乙醇淋洗后烘干得产品20.7g,收率为79%。液相检测,纯度为99.02%。
核磁检测:NMR(400MHz,DMSO-ifc)δ7.53(s,1H),7.39-7.35(d,1H),6.66-6.62(d,1H),5.20(s,1H),为目标分子。
对比例
对比例1
将54.5g的A1(0.2mol)及250mL四氢呋喃加入到2L三口瓶中,降温至-75-80℃左右,滴加240ml 2.5M的丁基锂的正己烷溶液(0.6mol)。滴加完毕后-5-0℃温度下反应1h,然后滴加硼酸三甲酯62.4g(0.6mol),滴加完毕后保温反应2h,然后将反应液缓慢加入到已提前冷却到0~5℃的稀盐酸溶液中(140g水与80g36%盐酸配成)。常温搅拌1h后,用碳酸氢钠调节PH至弱酸性,抽滤,滤饼用正庚烷淋洗后烘料。得固体4.4g,收率16%。
核磁检测:NMR(400MHz,DMSO-ifc)δ7.53(s,1H),7.39-7.35(d,1H),6.66-6.62(d,1H),5.20(s,1H),为目标分子。
对比例2
将54.5g的A1(0.2mol)及250mL四氢呋喃加入到2L三口瓶中,降温至-5-0℃左右,滴加600ml 2M的异丙基氯化镁的四氢呋喃溶液(0.6mol),滴加完毕后-5-0℃温度下反应0.5h,向反应瓶中加入0.5g(0.001mol)的NiCl2(dppp),搅拌均匀后,滴加23.6g(0.1mol)对二溴苯与100ml四氢呋喃配成的溶液。滴加过程中,保持温度-25~-20℃之间。滴加完毕后,保持温度于-25~-20℃间反应3h,然后取样送检,转化率为6%,原料大量剩余。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释,其并不是对本申请的限制,本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改,但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (9)

1.一种4,4’-二氨基三联苯的合成方法,以对溴苯胺为原料,包括以下步骤:
S1,对对溴苯胺进行氨基保护,将对溴苯胺溶解在溶剂中加入氨基保护剂,反应得到化合物1;
S2,将化合物1用格氏试剂进行格氏交换,得到化合物2;
S3,将化合物2用丁基锂作用得到化合物3;
S4,向化合物3中加入对二溴苯和偶联催化剂,与化合物3进行偶联,得到化合物4;所述偶联催化剂选自四(三苯基膦)钯、[1,1-双(二苯基膦)二茂铁]二氯化钯、乙酰丙酮镍、1,3-双(二苯基膦丙烷)二氯化镍中的一种或几种;
S5,对化合物4进行脱保护,得到产品4,4’-二氨基三联苯;
其中,化合物1的结构如式(1)所示,化合物2的结构如式(2)所示,化合物3的结构如式3所示,化合物(4)的结构如式(4)所示;
R为有机基团,衍生自对应氨基保护剂中的有效成分。
2.根据权利要求1所述的一种4,4’-二氨基三联苯的合成方法,其特征在于:所述格氏试剂包括甲基氯化镁,甲基溴化镁、乙基氯化镁、乙基溴化镁、异丙基氯化镁、异丙基溴化镁中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的一种4,4’-二氨基三联苯的合成方法,其特征在于:所述格氏试剂为甲基氯化镁溶液,甲基氯化镁的浓度为1.8-2.2mol/L。
4.根据权利要求1所述的一种4,4’-二氨基三联苯的合成方法,其特征在于:所述S4包括向S3所得产品中滴加偶联催化剂,并滴加对二溴苯溶液,保持-25~-20℃反应。
5.根据权利要求4所述的一种4,4’-二氨基三联苯的合成方法,其特征在于:所述对二溴苯溶液中溶剂为四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、甲基叔丁基醚、乙醚中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的一种4,4’-二氨基三联苯的合成方法,其特征在于:所述S1中使用的氨基保护剂包括苄溴、对甲氧基苄溴、碳酸酐二叔丁酯、三氟乙酸酐、对甲苯磺酰氯、邻苯二甲酸酐、三苯基氯甲烷中的一种或几种。
7.根据权利要求6所述的一种4,4’-二氨基三联苯的合成方法,其特征在于:所述氨基保护剂中苄溴、对甲氧基苄溴、碳酸酐二叔丁酯、三氟乙酸酐、对甲苯磺酰氯、邻苯二甲酸酐和三苯基氯甲烷的物质的量总和与对二溴苯的物质的量之比为1~1.2:1。
8.根据权利要求6所述的一种4,4’-二氨基三联苯的合成方法,其特征在于:所述氨基保护剂为碳酸酐二叔丁酯的二甲基甲酰胺溶液,100ml的二甲基甲酰胺中溶解60~70g的碳酸酐二叔丁酯。
9.根据权利要求1所述的一种4,4’-二氨基三联苯的合成方法,其特征在于:所述S1中使用的溶剂选自醇、乙腈、四氢呋喃、1,4-二氧六环、水、二氯甲烷、三乙胺、二甲基甲酰胺中的一种或几种。
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WO2017013682A1 (en) * 2015-07-20 2017-01-26 Pawar Harshal Ashok Process of preparation of co-processed polymer and it's pharmaceutical application
KR20200099468A (ko) * 2019-02-14 2020-08-24 주식회사 엘지화학 디아민 화합물, 및 이를 이용한 폴리이미드 전구체 및 폴리이미드 필름

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Framework vs. Side-chain Amphidynamic Behaviour in Oligo-(Ethylene Oxide) Functionalized Covalent Organic Frameworks;Demetrius A. Vazquez-Molina 等;《》;第54卷(第50期);Supplementary第S6页 *
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