CN116283547A - 芳香族化合物的卤代方法 - Google Patents
芳香族化合物的卤代方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116283547A CN116283547A CN202310318417.1A CN202310318417A CN116283547A CN 116283547 A CN116283547 A CN 116283547A CN 202310318417 A CN202310318417 A CN 202310318417A CN 116283547 A CN116283547 A CN 116283547A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- aromatic compound
- halogenating
- reaction
- compound according
- acid
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 150000001491 aromatic compounds Chemical class 0.000 title claims abstract description 85
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 64
- 230000002140 halogenating effect Effects 0.000 title claims abstract description 53
- 230000008569 process Effects 0.000 title claims description 12
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 56
- 238000005658 halogenation reaction Methods 0.000 claims abstract description 35
- 230000026030 halogenation Effects 0.000 claims abstract description 29
- 239000007810 chemical reaction solvent Substances 0.000 claims abstract description 23
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 21
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 claims abstract description 20
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 claims abstract description 15
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 15
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 14
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 claims abstract description 9
- 230000004913 activation Effects 0.000 claims abstract description 8
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims abstract description 5
- -1 alkali metal salts Chemical class 0.000 claims description 29
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 claims description 24
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims description 18
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- DTQVDTLACAAQTR-UHFFFAOYSA-N Trifluoroacetic acid Chemical compound OC(=O)C(F)(F)F DTQVDTLACAAQTR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 11
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 claims description 9
- PCLIMKBDDGJMGD-UHFFFAOYSA-N N-bromosuccinimide Chemical compound BrN1C(=O)CCC1=O PCLIMKBDDGJMGD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- MOTZDAYCYVMXPC-UHFFFAOYSA-N dodecyl hydrogen sulfate Chemical compound CCCCCCCCCCCCOS(O)(=O)=O MOTZDAYCYVMXPC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229940043264 dodecyl sulfate Drugs 0.000 claims description 8
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 claims description 8
- JRNVZBWKYDBUCA-UHFFFAOYSA-N N-chlorosuccinimide Chemical compound ClN1C(=O)CCC1=O JRNVZBWKYDBUCA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- BMYNFMYTOJXKLE-UHFFFAOYSA-N 3-azaniumyl-2-hydroxypropanoate Chemical compound NCC(O)C(O)=O BMYNFMYTOJXKLE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- LQZMLBORDGWNPD-UHFFFAOYSA-N N-iodosuccinimide Chemical compound IN1C(=O)CCC1=O LQZMLBORDGWNPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- KHIWWQKSHDUIBK-UHFFFAOYSA-N periodic acid Chemical compound OI(=O)(=O)=O KHIWWQKSHDUIBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 claims description 6
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 5
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims description 5
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 5
- ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 7553-56-2 Chemical compound [I] ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N Bromine atom Chemical compound [Br] WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 claims description 4
- GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N bromine Substances BrBr GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 claims description 4
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000011630 iodine Substances 0.000 claims description 4
- 239000012046 mixed solvent Substances 0.000 claims description 4
- NHQDETIJWKXCTC-UHFFFAOYSA-N 3-chloroperbenzoic acid Chemical compound OOC(=O)C1=CC=CC(Cl)=C1 NHQDETIJWKXCTC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 235000021355 Stearic acid Nutrition 0.000 claims description 3
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims description 3
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 3
- ZUVCYFMOHFTGDM-UHFFFAOYSA-N hexadecyl dihydrogen phosphate Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCOP(O)(O)=O ZUVCYFMOHFTGDM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Natural products CCCCCCCC(C)CCCCCCCCC(O)=O OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000008117 stearic acid Substances 0.000 claims description 3
- WBIQQQGBSDOWNP-UHFFFAOYSA-N 2-dodecylbenzenesulfonic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCC1=CC=CC=C1S(O)(=O)=O WBIQQQGBSDOWNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- BACYUWVYYTXETD-UHFFFAOYSA-N N-Lauroylsarcosine Chemical compound CCCCCCCCCCCC(=O)N(C)CC(O)=O BACYUWVYYTXETD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229940060296 dodecylbenzenesulfonic acid Drugs 0.000 claims description 2
- 108700004121 sarkosyl Proteins 0.000 claims description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 abstract description 7
- 239000000047 product Substances 0.000 description 22
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 12
- 239000008213 purified water Substances 0.000 description 8
- JQWHASGSAFIOCM-UHFFFAOYSA-M sodium periodate Chemical compound [Na+].[O-]I(=O)(=O)=O JQWHASGSAFIOCM-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 8
- 238000007605 air drying Methods 0.000 description 5
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 5
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 5
- 239000012065 filter cake Substances 0.000 description 5
- 239000005457 ice water Substances 0.000 description 5
- 238000000967 suction filtration Methods 0.000 description 5
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 5
- PNDPGZBMCMUPRI-UHFFFAOYSA-N iodine Chemical compound II PNDPGZBMCMUPRI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- CKMXAIVXVKGGFM-UHFFFAOYSA-N p-cumic acid Chemical compound CC(C)C1=CC=C(C(O)=O)C=C1 CKMXAIVXVKGGFM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- DBMJMQXJHONAFJ-UHFFFAOYSA-M Sodium laurylsulphate Chemical compound [Na+].CCCCCCCCCCCCOS([O-])(=O)=O DBMJMQXJHONAFJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 3
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 3
- RGHHSNMVTDWUBI-UHFFFAOYSA-N 4-hydroxybenzaldehyde Chemical compound OC1=CC=C(C=O)C=C1 RGHHSNMVTDWUBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 125000006575 electron-withdrawing group Chemical group 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- DKAGJZJALZXOOV-UHFFFAOYSA-N hydrate;hydrochloride Chemical compound O.Cl DKAGJZJALZXOOV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000026045 iodination Effects 0.000 description 2
- 238000006192 iodination reaction Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- BMYCCWYAFNPAQC-UHFFFAOYSA-N 2-[dodecyl(methyl)azaniumyl]acetate Chemical compound CCCCCCCCCCCCN(C)CC(O)=O BMYCCWYAFNPAQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000006416 CBr Chemical group BrC* 0.000 description 1
- 125000006414 CCl Chemical group ClC* 0.000 description 1
- KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N Chlorine Chemical compound ClCl KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000002252 acyl group Chemical group 0.000 description 1
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 1
- 125000003545 alkoxy group Chemical group 0.000 description 1
- 239000003945 anionic surfactant Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003592 biomimetic effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 1
- 125000001309 chloro group Chemical group Cl* 0.000 description 1
- 238000006880 cross-coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 125000004093 cyano group Chemical group *C#N 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- YRIUSKIDOIARQF-UHFFFAOYSA-N dodecyl benzenesulfonate Chemical class CCCCCCCCCCCCOS(=O)(=O)C1=CC=CC=C1 YRIUSKIDOIARQF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940071161 dodecylbenzenesulfonate Drugs 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 150000008282 halocarbons Chemical group 0.000 description 1
- 125000005843 halogen group Chemical group 0.000 description 1
- 239000000383 hazardous chemical Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 239000000543 intermediate Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 150000007522 mineralic acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 125000002950 monocyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 229930014626 natural product Natural products 0.000 description 1
- IQZPDFORWZTSKT-UHFFFAOYSA-N nitrosulphonic acid Chemical group OS(=O)(=O)[N+]([O-])=O IQZPDFORWZTSKT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000575 pesticide Substances 0.000 description 1
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 125000002924 primary amino group Chemical group [H]N([H])* 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 230000036632 reaction speed Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 229960004274 stearic acid Drugs 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- PXQLVRUNWNTZOS-UHFFFAOYSA-N sulfanyl Chemical class [SH] PXQLVRUNWNTZOS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001308 synthesis method Methods 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C51/00—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
- C07C51/347—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by reactions not involving formation of carboxyl groups
- C07C51/363—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by reactions not involving formation of carboxyl groups by introduction of halogen; by substitution of halogen atoms by other halogen atoms
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07B—GENERAL METHODS OF ORGANIC CHEMISTRY; APPARATUS THEREFOR
- C07B39/00—Halogenation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C45/00—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds
- C07C45/61—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by reactions not involving the formation of >C = O groups
- C07C45/63—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by reactions not involving the formation of >C = O groups by introduction of halogen; by substitution of halogen atoms by other halogen atoms
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
本发明涉及一种芳香族化合物的卤代方法。该卤代方法中包括以下步骤：(1)将芳香族化合物溶解和/或悬浮于反应容器1中的反应溶剂中，在‑20℃～50℃下搅拌；(2)在反应容器2中加入卤源和反应溶剂后，加入氧化剂进行活化，制备活性卤化试剂；(3)向反应容器1中加入步骤(2)中制备的活性卤化试剂，进行卤代反应。反应结束后，单一卤代产物/反应底物的比例通常大于50:1。相较于现有方法，该方法具有选择性强、原子经济性高、反应时间短、后处理简单等优势。
Description
技术领域
本发明涉及化学中间体及相关化学技术领域，具体涉及到一种使用活性卤代试剂对芳香族底物进行高效单一卤代的方法。
背景技术
芳基化合物分子的位置选择性卤代反应是一个重要的有机转化，因为芳香族卤化物不仅是多种重要的化学反应(如交叉偶联反应)的反应底物，而且是多种多样的天然产物、药物、农药和材料的重要组成部分和前体。卤素分子有非常不同的反应活性，碘通常需要某种形式的激活，而其他的则是有活性的危险化学物质。为了避免它们的使用，各种改良试剂被发现(N-氯代/N-溴代丁二酰亚胺，选择性氟试剂)，但这些试剂在被使用时原子经济性很差。
一种基于自然界氧化卤化仿生研究的更好方法是在卤盐存在的酸性条件下在原位生成卤化试剂，这种反应的结果使卤化过程中卤素原子经济性为100％，使用合适的氧化剂如过氧化氢和氧，使得反应得以正常进行。自然界的卤化反应主要通过催化氧化卤化发生，催化氧化的卤离子形成卤化试剂。然而，在实验室中，卤化通常是用危险、有毒和腐蚀性的卤素分子进行，而且经常在含卤溶剂中执行。
因此,发展安全、简单、高效，有位点选择性的，通用的C-Cl,C-Br,C-I键的形成方法是吸引人的，同时是具有挑战性的。急需发展出一种新颖、实用的合成方法，快速高效的完成芳香族卤化物的合成。
发明内容
针对以上技术缺陷，本发明结合相关芳香族化合物的应用现状，提出了一种更加高效的芳香族化合物的单一卤代方法，该方法成本低廉、操作简单、原子经济性高、选择性强，非常适用于大规模的工业化生产，具有非常好的应用前景。
具体地，本发明的主旨涉及如下发明。
[1].一种芳香族化合物的卤代方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将芳香族化合物溶解和/或悬浮于反应容器1中的反应溶剂中，在-20℃～50℃下搅拌；
(2)在反应容器2中加入卤源和反应溶剂后，加入氧化剂进行活化，制备活性卤化试剂；
(3)向反应容器1中加入步骤(2)中制备的活性卤化试剂，进行卤代反应。
[2].根据[1]所述的芳香族化合物的卤代方法，其中，步骤(1)和步骤(2)的反应溶剂分别独立地为选自水、硫酸、盐酸、乙酸、三氟乙酸、氢溴酸中的一种以上。
[3].根据[2]所述的芳香族化合物的卤代方法，其中，步骤(1)和步骤(2)的反应溶剂为水和硫酸、盐酸、乙酸、三氟乙酸、氢溴酸中的一种以上的混合溶剂，相对于反应溶剂的总质量，水的体积比为16％～50％。
[4].根据[1]～[3]中任一项所述的芳香族化合物的卤代方法，其中，步骤(2)中，所述卤源为选自氯、溴、碘的单质及其碱金属盐、N-氯代琥珀酰亚胺、N-溴代琥珀酰亚胺、N-碘代琥珀酰亚胺中的一种以上。
[5].根据[1]～[3]中任一项所述的芳香族化合物的卤代方法，其中，步骤(2)中，所述卤源与步骤(1)的芳香族化合物的摩尔比为0.9:1～1.3:1。
[6].根据[1]～[3]中任一项所述的芳香族化合物的卤代方法，其中，氧化剂的用量与步骤(1)的芳香族化合物的摩尔比为0.5～2.0，活化反应的温度为-20～50℃，反应时间为15min～5h。
[7].根据[1]～[3]中任一项所述的芳香族化合物的卤代方法，其中，步骤(2)中，氧化剂为选自高碘酸的碱金属盐、双氧水、间氯过氧苯甲酸中的一种以上。
[8].根据[1]～[3]中任一项所述的芳香族化合物的卤代方法，其中，步骤(3)中，控制反应温度为-20～50℃，反应时间为15min～5h，至少反应至剩余的芳香族化合物相对于芳香族化合物的加入量为5％以下。
[9].根据[1]～[3]中任一项所述的芳香族化合物的卤代方法，其中，步骤(3)中，在进行卤代反应之前，加入作为催化剂的表面活性剂。
[10].根据[9]所述的芳香族化合物的卤代方法，其中，步骤(3)中，表面活性剂与步骤(1)的芳香族化合物的摩尔比为0～0.5。
[11].根据[9]所述的芳香族化合物的卤代方法，其中，所述表面活性剂为选自十二烷基硫酸的碱金属盐、十二烷基苯磺酸的碱金属盐、硬脂酸的碱金属盐、月桂醇硫酸酯的碱金属盐、月桂酰肌氨酸的碱金属盐、磷酸十六烷基酯的碱金属盐。
[12].根据[1]～[3]中任一项所述的芳香族化合物的卤代方法，其中，在步骤(3)中，分批加入活性卤代试剂。
[13].根据[1]～[3]中任一项所述的芳香族化合物的卤代方法，其中，包括以下步骤：
(4)反应结束后，对于酸性及中性化合物，直接加入的水或者酸，析出产物；对于碱性化合物，使用碱调节pH后，再加入水或者其他溶剂，析出产物。
[14].根据[1]～[3]中任一项所述的芳香族化合物的卤代方法，其中，其为单取代卤代方法。
[15].根据[1]～[3]中任一项所述的芳香族化合物的卤代方法，其中，所述芳香族化合物为如下述式1所示的化合物。
式中，A表示供电子基团，
R表示取代基，R可与苯环上的两个碳原子连结形成环，
苯环上具有或不具有A和R以外的取代基。
[16].根据[15]所述的芳香族化合物的卤代方法，其中，R为非供电子基团。
[17].根据[15]所述的芳香族化合物的卤代方法，其中，R与A为对位，卤代发生在A的一个邻位。
[18].根据[9]所述的芳香族化合物的卤代方法，其中，步骤(3)中，表面活性剂与步骤(1)的芳香族化合物的摩尔比为0.1～0.3。
[19].根据[9]所述的芳香族化合物的卤代方法，其中，步骤(1)和步骤(2)中的反应溶剂为水和酸1：5～1：1的体积比的混合溶液，氧化剂为相对于芳香族化合物摩尔比为0.5～2.0的高碘酸的碱金属盐，表面活性剂为相对于芳香族化合物摩尔比为0～0.5的十二烷基硫酸的碱金属盐。
本发明涉及的芳香族化合物的卤代方法中的一个方式可为下式所示。
式中，X表示卤源，R和A表示的内容如上文所述。
相较于现有方法，本发明的芳香族化合物的卤代方法是一种更加高效的芳香族化合物的单一卤代方法，具有选择性强、原子经济性高、反应时间短、后处理简单等优势。
具体实施方式
本发明的一个实施方式为一种芳香族化合物的卤代方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将芳香族化合物溶解和/或悬浮于反应容器1中的反应溶剂中，在-20℃～50℃下搅拌；(2)在反应容器2中加入卤源和反应溶剂后，加入氧化剂进行活化，制备活性卤化试剂；(3)向反应容器1中加入步骤(2)中制备的活性卤化试剂，进行卤代反应。通过上述步骤单独制备预先活化的活性卤化试剂，可简单高效地完成芳香族化合物的卤代方法。
<步骤(1)>
本发明的步骤(1)是将芳香族化合物溶解和/或悬浮于反应容器1中的反应溶剂中，在-20℃～50℃下搅拌，制备反应底物液的步骤。
上述步骤(1)中的芳香族化合物，即卤代反应的底物，没有特别限定可为本领域中任意的单环或稠环芳香族化合物。在一个实施方式中，芳香族化合物如下述式1所示的化合物。
式1中，A表示供电子基团，可为本领域中通常使用的供电子基团，例如-OH、巯基、烷氧基、氨基等，这些基团可进一步具有取代基。
R表示取代基，可为本领域中通常使用的取代基，R可与苯环上的两个碳原子连结形成环。苯环上具有或不具有A和R以外的取代基。在一个优选的实施方式中，R为非供电子基团，优选地R为吸电子基团，例如可为本领域中通常使用的吸电子基团，例如硝基、磺酸基、氰基、酰基、羧基、具有吸电子性的卤代烃基等，这些基团可进一步具有取代基。在一个优选的实施方式中，R与A为对位。
在本发明的一个实施方式中，步骤(1)和步骤(2)的反应溶剂为可提供氢离子的任意溶剂，可为本领域中常用的有机酸或无机酸。优选地，步骤(1)和步骤(2)的反应溶剂分别独立地为选自水、硫酸、盐酸、乙酸、三氟乙酸、氢溴酸中的一种以上。
在一个优选的实施方式中，步骤(1)和步骤(2)的反应溶剂为水和硫酸、盐酸、乙酸、三氟乙酸、氢溴酸中的一种以上的混合溶剂，相对于反应溶剂的总量，水的体积比为16％～50％，优选为30％～45％。水相体系可促进反应物充分接触，提供反应所需的氢离子，并利于产物的分离。
在一个优选的实施方式中，步骤(1)和步骤(2)的反应溶剂为水和硫酸的混合溶剂。
<步骤(2)>
本发明的步骤(2)是在反应容器2中加入卤源和反应溶剂后，加入氧化剂进行活化，制备活性卤化试剂的步骤。
本发明步骤(2)中的卤源没有特别限定，可为本领域中的常见含卤素的化合物。
在一个实施方式中，步骤(2)中，卤源为选自氯、溴、碘的单质及其碱金属盐、N-氯代琥珀酰亚胺、N-溴代琥珀酰亚胺、N-碘代琥珀酰亚胺中的一种以上。由此，可有利地获得本发明的技术效果。
在一个优选实施方式中，步骤(2)中，从原子效率和容易获得的角度出发，卤源为选自氯、溴、碘的单质。
在一个实施方式中，步骤(2)中，卤源与步骤(1)的芳香族化合物的摩尔比为0.9:1～1.3:1。卤源与步骤(1)的芳香族化合物的摩尔比优选为0.9～1.1，更优选为1.0～1.05。通过为上述范围，可有利地获得本发明的技术效果。
在一个实施方式中，步骤(2)中，氧化剂没有特别限定，可为本领域常用的氧化剂。
在一个优选实施方式中，步骤(2)中，氧化剂为选自高碘酸的碱金属盐、双氧水、间氯过氧苯甲酸中的一种以上。氧化剂更优选为高碘酸的碱金属。由此可获得更好的反应效果。
氧化剂的用量与步骤(1)的芳香族化合物的摩尔比为0.5～2.0，优选为0.8～1.5，更优选为1.0～1.2。由此可在充分活化卤源的同时，提高原子效率，方便产物的提取分离。
步骤(2)中，活化反应的温度为-20～50℃，优选为-5～25℃，更优选为0～10℃。通过为上述范围，可有利地获得本发明的技术效果。
步骤(2)中，反应时间为15min～5h。优选为1～4h，更优选为2～3h。通过为上述范围，可有利地获得本发明的技术效果。
<步骤(3)>
本发明的步骤(3)向反应容器1中加入步骤(2)中制备的活性卤化试剂，进行卤代反应的步骤。
在一个实施方式中，步骤(3)中，控制反应温度为-20～50℃，通过为上述范围，可有利地获得本发明的技术效果。
在一个实施方式中，步骤(3)中，控制反应时间为15min～5h，通过为上述范围，可有利地获得本发明的技术效果。
优选地，步骤(3)中，至少反应至剩余的芳香族化合物相对于芳香族化合物的加入量为5％以下。
<表面活性剂>
在本发明的一个实施方式中，步骤(3)中，在进行卤代反应之前，加入作为催化剂的表面活性剂。由此，在可提高反应速度的同时获得更好的反应效果。
本发明中表面活性剂可获得上述技术效果的机理尚不完全明确，推测为表面活性剂与底物和活性卤代试剂相互作用，表面活性剂分子排列在两相之间，使两相的表面相当于转入分子内部，从而降低表面张力，进一步提高了卤代反应速度。
在一个实施方式中表面活性剂为本领域常见的阴离子表面活性剂。优选的，表面活性剂为选自十二烷基硫酸的碱金属盐、十二烷基苯磺酸的碱金属盐、硬脂酸的碱金属盐、月桂醇硫酸酯的碱金属盐、月桂酰肌氨酸的碱金属盐、磷酸十六烷基酯的碱金属盐。由此，可有利地获得本发明的技术效果。
在一个实施方式中，步骤(3)中，表面活性剂的用量与步骤(1)的芳香族化合物的摩尔比为0～0.5。该摩尔比优选为0.1～0.3，更优选为0.1～0.2。通过为上述范围，可有利地获得本发明的技术效果。
在一个实施方式中，步骤(3)中，根据反应的情况下，分批加入活性卤代试剂。具体地，在温度为-20～50℃情况下，将0.9当量的活性卤代试剂加入反应中，根据反应情况，酌情加入剩余卤代试剂直至原料剩余＜5％。
由此，可灵活地促进反应进行，有利地获得本发明的技术效果。
<步骤(4)>
在一个实施方式中，本发明的芳香族化合物的卤代方法进一步包括析出产物的步骤(4)。
在一个实施方式中，步骤(4)中，在反应结束后，根据底物的酸碱基团不同，对于酸性及中性化合物，直接加入一定比例的水或者稀盐酸等，直接析出产物，过滤后烘干即得成品。
对于碱性化合物，使用碱调节pH后，再加入一定比例的水或者稀盐酸等，析出产物，过滤后烘干得成品。
对于碱性化合物，使用碱调节pH后，再加入水或者其他溶剂，析出产物。
上述析出产物可采用本领域常规的方法进行鉴定分析，也可本领域常规的纯化方法进行进一步纯化。
<芳香族化合物的卤代产物>
本发明的一个实施方式中，获得的卤代产物的收率为90％以上，优选为92％以上，更优选为94％以上。
本发明的一个实施方式中，获得的卤代产物为芳香族单卤代产物。
本发明的一个优选实施方式中，取代产物为上述式1的芳香族化合物的A的一个邻位被取代的产物。
在一个优选实施方式中，上述式1中R与A为对位，卤代发生在A的一个邻位。
相较于现有方法，本发明的芳香族化合物的卤代方法是一种更加高效的芳香族化合物的单一卤代方法，具有选择性强、原子经济性高、反应时间短、后处理简单等优势。
<实施例>
下文中，详细描述本发明的实施例，需要说明的是下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。另外，如果没有明确说明，在下面的实施例中所采用的所有试剂均为市场上可以购买到的，或者可以按照本文或已知的方法合成的，对于没有列出的反应条件，也均为本领域技术人员容易获得的。
实施例1
向500ml三口烧瓶中分别加入对异丙基苯甲酸30.03g，浓硫酸(浓度98％，下同)80ml、纯化水16ml，降温至5～10℃，即得溶液A；
向250ml三口烧瓶中，分别加入单质碘22.8g、高碘酸钠24.5g、浓硫酸60ml、纯化水30ml，在25～30℃下搅拌反应30min，即得活性碘代试剂溶液B；
在5～10℃下,往溶液A中加入0.3g十二烷基硫酸钠，然后将溶液B缓慢加入到溶液A中，滴加完毕后，控温20～30℃反应1h。
反应完毕后，将反应液缓慢倒入1000ml冰水中，在20～30℃下搅拌析晶1h，抽滤，水洗至中性，滤饼在60℃下鼓风干燥5h，得到产品50.2g，收率94.86％，纯度98.96％。
实施例2
向500ml三口烧瓶中分别加入对异丙基苯甲酸30.03g，浓硫酸96ml，降温至5～10℃，即得溶液A；
向250ml三口烧瓶中，分别加入单质碘22.8g、高碘酸钠24.5g、浓硫酸90ml，在25～30℃下搅拌反应30min，即得活性碘代试剂溶液B；
在5～10℃下,往溶液A中加入0.3g十二烷基硫酸钠，然后将溶液B缓慢加入到溶液A中，滴加完毕后，控温20～30℃反应1h。
反应完毕后，将反应液缓慢倒入1000ml冰水中，在20～30℃下搅拌析晶1h，抽滤，水洗至中性，滤饼在60℃下鼓风干燥5h，得到产品45.2g，收率85.41％，纯度96.32％。
实施例3
向500ml三口烧瓶中分别加入对异丙基苯甲酸30.03g，浓硫酸80ml、纯化水16ml，降温至5～10℃，即得溶液A；
向250ml三口烧瓶中，分别加入单质碘22.8g、30％双氧水12.8g、浓硫酸60ml、纯化水30ml，在25～30℃下搅拌反应30min，即得活性碘代试剂溶液B；
在5～10℃下,往溶液A中加入0.3g十二烷基硫酸钠，然后将溶液B缓慢加入到溶液A中，滴加完毕后，控温20～30℃反应1h。
反应完毕后，将反应液缓慢倒入1000ml冰水中，在20～30℃下搅拌析晶1h，抽滤，水洗至中性，滤饼在60℃下鼓风干燥5h，得到产品42.5g，收率80.31％，纯度97.32％。
实施例4
向500ml三口烧瓶中分别加入对异丙基苯甲酸30.03g，浓硫酸80ml、纯化水16ml，降温至5～10℃，即得溶液A；
向250ml三口烧瓶中，分别加入单质碘22.8g、高碘酸钠24.5g、浓硫酸60ml、纯化水30ml，在25～30℃下搅拌反应30min，即得活性碘代试剂溶液B；
在5～10℃下，将溶液B缓慢加入到溶液A中，滴加完毕后，控温20～30℃反应2h。
反应完毕后，将反应液缓慢倒入1000ml冰水中，在20～30℃下搅拌析晶1h，抽滤，水洗至中性，滤饼在60℃下鼓风干燥5h，得到产品41.8g，收率78.99％，纯度97.69％。
实施例5
向1000ml三口烧瓶中分别加入对羟基苯甲醛90g，浓硫酸250ml、纯化水90ml，降温至0～5℃，即得溶液A；
向1000ml三口烧瓶中，分别加入高碘酸钠170.2g、浓硫酸360ml、纯化水180ml，0～5℃下通入氯气57.5g，在0～5℃下搅拌反应20min，即得活性氯代试剂溶液B；
在0～5℃下，往溶液A缓慢滴加溶液B，滴加完毕后，升温至10～20℃反应2h；
反应完毕后，将反应液缓慢倒入2000ml冰水中，在10～20℃下搅拌析晶2h，抽滤，水洗至中性，滤饼在60℃下鼓风干燥6h，得到产品112g，收率97.07％。
以上对本发明具体实施方式的描述并不限制本发明，任何熟悉本项技艺者运用本创作所做的修饰、变化，皆属于本创作主张的专利范围，而不限于实施例所揭示者。
Claims (19)
1.一种芳香族化合物的卤代方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将芳香族化合物溶解和/或悬浮于反应容器1中的反应溶剂中，在-20℃～50℃下搅拌；
(2)在反应容器2中加入卤源和反应溶剂后，加入氧化剂进行活化，制备活性卤化试剂；
(3)向反应容器1中加入步骤(2)中制备的活性卤化试剂，进行卤代反应。
2.根据权利要求1所述的芳香族化合物的卤代方法，其中，步骤(1)和步骤(2)的反应溶剂分别独立地为选自水、硫酸、盐酸、乙酸、三氟乙酸、氢溴酸中的一种以上。
3.根据权利要求2所述的芳香族化合物的卤代方法，其中，步骤(1)和步骤(2)的反应溶剂为水和硫酸、盐酸、乙酸、三氟乙酸、氢溴酸中的一种以上的混合溶剂，相对于反应溶剂的总量，水的体积比为16％～50％。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的芳香族化合物的卤代方法，其中，步骤(2)中，所述卤源为选自氯、溴、碘的单质及其碱金属盐、N-氯代琥珀酰亚胺、N-溴代琥珀酰亚胺、N-碘代琥珀酰亚胺中的一种以上。
5.根据权利要求1～3中任一项所述的芳香族化合物的卤代方法，其中，步骤(2)中，所述卤源与步骤(1)的芳香族化合物的摩尔比为0.9:1～1.3:1。
6.根据权利要求1～3中任一项所述的芳香族化合物的卤代方法，其中，氧化剂与步骤(1)的芳香族化合物的摩尔比为0.4:1～6:1，活化反应的温度为-20～50℃，反应时间为15分钟～5小时。
7.根据权利要求1～3中任一项所述的芳香族化合物的卤代方法，其中，步骤(2)中，氧化剂为选自高碘酸的碱金属盐、双氧水、间氯过氧苯甲酸中的一种以上。
8.根据权利要求1～3中任一项所述的芳香族化合物的卤代方法，其中，步骤(3)中，控制反应温度为-20～50℃，反应时间为15分钟～5小时，至少反应至剩余的芳香族化合物相对于芳香族化合物的加入量为5％以下。
9.根据权利要求1～3中任一项所述的芳香族化合物的卤代方法，其中，步骤(3)中，在进行卤代反应之前，加入作为催化剂的表面活性剂。
10.根据权利要求9所述的芳香族化合物的卤代方法，其中，步骤(3)中，表面活性剂与步骤(1)的芳香族化合物的摩尔比为0～0.5。
11.根据权利要求9所述的芳香族化合物的卤代方法，其中，所述表面活性剂为选自十二烷基硫酸的碱金属盐、十二烷基苯磺酸的碱金属盐、硬脂酸的碱金属盐、月桂醇硫酸酯的碱金属盐、月桂酰肌氨酸的碱金属盐、磷酸十六烷基酯的碱金属盐。
12.根据权利要求1～3中任一项所述的芳香族化合物的卤代方法，其中，在步骤(3)中，分批加入活性卤代试剂。
13.根据权利要求1～3中任一项所述的芳香族化合物的卤代方法，其中，包括以下步骤：
(4)反应结束后，对于酸性及中性化合物，直接加入的水或者酸，析出产物；对于碱性化合物，使用碱调节pH后，再加入水或者其他溶剂，析出产物。
14.根据权利要求1～3中任一项所述的芳香族化合物的卤代方法，其中，其为单取代卤代方法。
15.根据权利要求1～3中任一项所述的芳香族化合物的卤代方法，其中，所述芳香族化合物为如下述式1所示的化合物，
式中，A表示供电子基团，
R表示取代基，R可与苯环上的两个碳原子连结形成环，
苯环上具有或不具有A和R以外的取代基。
16.根据权利要求15所述的芳香族化合物的卤代方法，其中，R为非供电子基团。
17.根据权利要求15所述的芳香族化合物的卤代方法，其中，R与A为对位，卤代发生在A的一个邻位。
18.根据权利要求9所述的芳香族化合物的卤代方法，其中，步骤(3)中，表面活性剂与步骤(1)的芳香族化合物的摩尔比为0.1～0.3。
19.根据权利要求9所述的芳香族化合物的卤代方法，
其中，步骤(1)和步骤(2)中的反应溶剂为水和酸1：5～1：1的体积比的混合溶液，氧化剂为相对于芳香族化合物摩尔比为0.5～2.0的高碘酸的碱金属盐，表面活性剂为相对于芳香族化合物摩尔比为0～0.5的十二烷基硫酸的碱金属盐。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310318417.1A CN116283547A (zh) | 2023-03-28 | 2023-03-28 | 芳香族化合物的卤代方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310318417.1A CN116283547A (zh) | 2023-03-28 | 2023-03-28 | 芳香族化合物的卤代方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116283547A true CN116283547A (zh) | 2023-06-23 |
Family
ID=86822245
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310318417.1A Pending CN116283547A (zh) | 2023-03-28 | 2023-03-28 | 芳香族化合物的卤代方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116283547A (zh) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101306968A (zh) * | 2008-06-30 | 2008-11-19 | 浙江工业大学 | 一种通过氧化卤化反应合成卤代化合物的方法 |
| CN107954852A (zh) * | 2017-11-30 | 2018-04-24 | 贝利化学（张家港）有限公司 | 2，5-二卤代苯甲酸的制备方法 |
| JP2019081748A (ja) * | 2017-10-27 | 2019-05-30 | 株式会社トクヤマ | ハロゲン化合物の製造方法 |
| CN111303328A (zh) * | 2020-03-31 | 2020-06-19 | 浙江信汇新材料股份有限公司 | 一种丁基橡胶卤化反应产物脱酸方法 |
-
2023
- 2023-03-28 CN CN202310318417.1A patent/CN116283547A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101306968A (zh) * | 2008-06-30 | 2008-11-19 | 浙江工业大学 | 一种通过氧化卤化反应合成卤代化合物的方法 |
| JP2019081748A (ja) * | 2017-10-27 | 2019-05-30 | 株式会社トクヤマ | ハロゲン化合物の製造方法 |
| CN107954852A (zh) * | 2017-11-30 | 2018-04-24 | 贝利化学（张家港）有限公司 | 2，5-二卤代苯甲酸的制备方法 |
| CN111303328A (zh) * | 2020-03-31 | 2020-06-19 | 浙江信汇新材料股份有限公司 | 一种丁基橡胶卤化反应产物脱酸方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| DU ZHIJUN等: "Cu-CatalyzedAryl C H Halogenation Using N-Halosuccinimides via Assistance of Benzoic Acid", 《CHEMICAL RESEARCH IN CHINESE UNIVERSITES》, vol. 31, no. 2, pages 167 - 170 * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101676054B1 (ko) | 폴리(펜타플루오로설파닐)방향족 화합물을 제조하기 위한 공정 | |
| CA2474338C (en) | Preparation of non-hazardous brominating reagents | |
| JP4025313B2 (ja) | アリール五フッ化イオウの調製方法 | |
| Jereb et al. | Conversion of thiols into sulfonyl halogenides under aerobic and metal-free conditions | |
| JP2006347913A (ja) | Ｎ−（シクロヘキシルチオ）フタルイミドの製造方法 | |
| WO2016080384A1 (ja) | （フルオロスルホニル）パーフルオロアルカンスルホニルイミド塩の製造方法 | |
| CN116283547A (zh) | 芳香族化合物的卤代方法 | |
| CZ85596A3 (en) | Reagent and method of attaching a substituted difluoromethyl group to a compound having at least one electrophilic group | |
| CN100398500C (zh) | 一种生态友好的溴苯合成方法 | |
| CZ82496A3 (en) | Reagent and process for preparing organic fluorinated sulfinic and sulfonic acids | |
| JP2021505645A (ja) | ４−フェニルチオ−フェニルメルカプタンの製造方法 | |
| CN101585783B (zh) | 一种邻硝基苯腈类化合物的制备方法 | |
| CN1426390A (zh) | 双(4－羟基－3－硝基苯基)化合物的制备方法 | |
| EP1535898B1 (en) | Method of producing aromatic amine compound having alkylthio group | |
| JP2011016782A (ja) | グリコール酸の製造方法、及びグリコール酸含有組成物 | |
| JP2000297073A (ja) | １，２−ナフトキノン−２−ジアジド−４−スルホニルクロリドの製造方法 | |
| CN116730944B (zh) | 糖精的制备方法 | |
| CN112174853B (zh) | 一种氨解法制备（z）-n-羟基苯脒的方法 | |
| JPH08502494A (ja) | Ｎ−フルオロスルホンイミド類の改良された製造法 | |
| JP2012214401A (ja) | アルカノイルジアリールスルフィド化合物の製造方法 | |
| CN117486800A (zh) | 氟虫腈中间体的合成方法 | |
| EP0336768B1 (en) | Catalyst and its use in oxidation | |
| JP3837761B2 (ja) | ハロベンゼンスルホニルクロリド類の製造方法 | |
| Shaabani et al. | 1 1-BUTYL-3-METHYLIMIDAZOLIUM BROMIDE PROMOTED SELECTIVELY OXIDATION OF SULFUR COMPOUNDS BY NABRO3 | |
| WO2023054429A1 (ja) | アルキルフランカルボン酸エステルの製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |