芳香族化合物親電取代的方法

2023-06-19 17:17:46 2

>滷化鋅mmol添加劑溶液鹽濃度mmol(重量％)4FBAmmolBr2mmol溫度(℃)時間(h)產品分布(GC，面積％)4FBA3B4FBA4FBAcid3B4FBacidZnBr2，115LiBr50．3070101110043563．31．6ZnBr2，115CaBr252．2031101110045240．2ZnBr2，115NaBr48．60571011100453546．5ZnBr2，115KBr40．00401011100474．918．54．32．3ZnCl2，119LiBr32．80451011100441．556．71．8無LiBr50.2045101110048317無NaBr48．6045101110047733實例12製備3-溴硝基苯取代反應溴化芳族化合物硝基苯水性試劑循環使用的LiBr+ZnBr2水溶液於配置有磁力攪拌，溫度計，加料漏鬥和回流冷凝器的250ml三頸反應瓶中，加入溴化鋅(213．7g，0．95mole)，溴化鋰(60．7g，0．71mole)，水(29．7g，1．65mole)和硝基苯(24．6g，0．2摩爾)。攪拌混合物並加熱至140℃。然後以保持溫度約140℃的速度加入溴(42g，0．26mole)。四小時後，用HPLC分析樣品顯示，含硝基苯(3．4％)，3-溴硝基苯(90％)和二溴硝基苯異構體(6．6％)。在用二氯甲烷抽提處理後，於減壓下蒸去溶劑，得34．6g的粗品(79％收率)。在下批溴化反應中可使用該鹽水溶液而不用再處理，對循環使用產品的HPLC分析表明，含硝基苯(3．8％)，3-溴硝基苯(80．4％)，二溴硝基苯異構體(8．1％)和未知產物(7．7％)。實例133-氯苯甲醛的製備取代反應氯化芳族化合物苯甲醛水性試劑LiCl+ZnCl2的水性溶液於配置有機械攪拌，溫度計，多孔玻璃導入管和回流冷凝器的100ml三頸反應瓶中加入氯化鋅(42．0g，0．32mole)，氯化鋰(10．0g，0．24mole)，水(10，0．55mole)和苯甲醛(5．3g，0．05mole)。攪拌混合物並加熱至80℃。然後將氯氣通入到該反應中其加入速度使溫度保持在約80℃。三小時後，用HPLC分析樣品顯示，含苯甲醛(13％)，3-氯苯甲酸(2％)，3-氯苯甲醛(69％)和二氯苯甲醛異構體(16％)。實例143-氯硝基苯的製備取代反應氯化芳族化合物硝基苯水性試劑循環使用的LiCl+ZnCl2水溶液於配置有機械攪拌，溫度計，多孔玻璃導入管和回流冷凝器的100ml三頸反應燒瓶中，加入氯化鋅(42．0g，0．32mole)，氯化鋰(10．0g，0．24mole)，水(10g，0．55mole)和硝基苯(6．2g，0．05mole)。攪拌混合物並加熱至120℃。然後將氯氣導入到該反應中，其加入速度使溫度保持在約120℃。在三小時後，用HPLC分析樣品顯示，含硝基苯(9％)，3-氯硝基苯(83％)，二氯硝基苯異構體(5％)和未知雜質(3％)。用二氯甲烷抽提有機化合物後，用水反覆反-抽提有機層。將水抽提液與鹽水液合併並於減壓下除去加入量的水。然後該鹽水液可再用於下批溴化反應。對循環使用的該批產物的HPLC分析表明，含硝基苯(10．2％)，3-氯硝基苯(82％)，二氯硝基苯異構體(5．1％)和未知產物(2．7％)。實例15-27烷基苯的製備取代反應烷基化反應芳族化合物苯水性試劑ZnBr2／ZnCl2+酸+LiBr／LiCl辛烯的烷基化是在含有鋅鹽水和質子酸的不同的混合物的水溶液中進行的。所有反應是在配置有外部熱源，機械攪拌，回流冷凝器和溫度計的三頸燒瓶中進行的。反應混合物由二相構成而有機相的等分試樣用氣相色譜分析。為了更加明確，苯的峰未被積分。結構用GCMS確定。表4總結了反應條件及結果。產物為單-辛基苯異構體的混合物，稱之為表4中的「烷基苯」。稱之為X1，X3的化合物為雜質。稱為X2的化合物為中間體。欄目中辛烯，X1，x2，烷基苯和X3的數據是以GC中面積％表示的。表4注-酸*HBr48％#HBr62％@HCl32％H3PO485％從實例15和25的比較可見到，溴化鋅，溴化鋰和一種酸的組合顯然優於相應的氯化物的組合。實例28和29烷基苯的製備取代反應烷基化芳族化合物苯水性試劑ZnBr2+酸+LiBr，ZnBr2+酸總結於表5中的下述實例表明，按本發明的方法，含溴化鋅，一種酸和溴化鋰(實例28)的催化劑系統要優於不含鋰鹽(實例29)的催化系統。表5實例號苯辛烯ZnBr2LiBrHBr(48％)溫度時間辛烯X1X2烷基苯X3(eq．)(eq．)(eq．)(eq．)(eq．)(℃)(小時)28519．577．480-8580．2-11．485．52．729519．507．480-85120．6-11．9851．7由上述比較清楚可見因鋰鹽的存在導致驚人的動力學效應，表明使用該添加劑可使反應時間顯著短於相應的不含該鋰鹽的反應。實例30烷基苯的製備取代反應烷基化芳族化合物苯水性試劑循環使用ZnBr2+酸+LiBr所有反應均在配置有外部熱源，機械攪拌，回流冷凝管和溫度計的三口燒瓶中進行。反應混合物由二相組成而有機相的試樣用氣相色譜分析。反應如下進行於燒瓶中加入苯(15．6g；0．2mole)，辛烯(4．49g；0．04mole)，ZnBr2(85．6g；0．38mole)，LiBr(24．3g；0．28mole)，HBr(48％，50．0g；0．296mole)，洗滌劑(2滴)並在85-95℃下加熱8小時。在每次反應後，於室溫下分層。水相可用於下次的烷基化反應而不用進一步處理或補充液體(toppingup)。表6反應水相GC(％，面積)(#)(來自)辛烯X1X2烷基苯X31新的0．66583．74．6211．68．85．4786．5322．11．725701．2從上面實例中顯然說明，本發明的水性試劑可以循環並用於下步反應。權利要求1．一種親電性取代芳族化合物的方法，它包括將該芳族化合物，期望的取代基前體以及含滷化鋅的水性試劑在升高的溫度下相接觸。2．按權利要求1的方法，其中親電性取代反應選自滷化，醯化和烷基化反應，其條件是，如果取代反應為烷基化反應，則滷化鋅為溴化鋅，而水性試劑進一步含有鹼金屬或鹼土金屬的溴化物鹽，和一種酸。3．按權利要求2的方法，其中親電性取代反應為溴化或氯化，而含有滷化鋅的水性試劑是一種濃度為50至90重量％的溴化鋅或氯化鋅的水溶液。4．按權利要求3的方法，其中滷化鋅的水溶液進一步含有相應的滷化鋰鹽。5．按權利要求4的方法，其中存在於水溶液中的滷化鋅和滷化鋰鹽之間的摩爾比在4∶1至1∶1之間，而在該水溶液中的水和滷化鋅之間的摩爾比為5∶1至1∶1。6．按權利要求5的方法，其中滷化鋅和滷化鋰之間的摩爾比為1．4∶1而水與滷化鋅之間的摩爾比為1．7∶1。7．按權利要求3的方法，它包括將芳族化合物，溴原子或氯原子的前體以及含有滷化鋅的其濃度在70至90重量％之間的水性試劑溶液在升高的溫度下相接觸，其中所說的溶液還另外含有相應的滷化鋁。8．按權利要求7的方法，其中水溶液中的滷化鋅濃度為約78重量％，而在該水溶液中該滷化鋅和滷化鋁之間的摩爾比為40∶1至25∶1。9．按權利要求2的方法，其中親電性芳香取代反應為醯化反應，而醯基取代基的前體為選自羧酸衍生物中酸酐或醯基滷的一種醯化劑，該醯化劑要相對過量於芳族化合物，以使來自水性試劑的水基本完全被中和。10．權利要求9的方法，它包括將芳族化合物，含有滷化鋅的一種水性試劑和一種醯化劑在第一個升高的溫度下相互接觸第一段時間，其中醯化劑的量要相對過量於該芳族化合物，以使來自該水性試劑的水基本完全被中和，並且，如果在產生的混合物中非期望的、動力學穩定的異構體是主要的，則將混合物加熱到第二個溫度並於該第二個溫度下維持該反應混合物第二段時間，以改善反應中所期望的、熱力學穩定的異構體的選擇性。11．按權利要求10的方法，其中第一段時間要短於第二段時間。12．按權利要求11的方法，其中第一段時間相對於第二段時間可忽略不計。13．按權利要求10至12的方法，其中欲醯化的芳族化合物為2-甲氧基萘而其期望的取代的衍生物為6-醯基-2-甲氧基萘。14．按權利要求2的方法，其中親電性芳族取代反應為烷基化反應，它包括將期望的烷基取代基的前體和一種水性試劑，於升高的溫度下相接觸，其中所述水性試劑含有溴化鋅、一種酸以及一種鹼金屬或鹼土金屬的相應的滷化物的鹽。15．按權利要求14的方法，其中鹼金屬或鹼土金屬的相應滷化物鹽為LiBr。16．按權利要求14或15的方法，其中在該水性試劑中存在的酸選自HBr和H3PO4。17．按權利要求16的方法，其中在水性試劑中的溴化鋅的濃度在70至90重量％之間，而酸與該溴化鋅之間的摩爾比為6∶1至0．4∶1，而鋰鹽與該溴化鋅之間的摩爾比在1∶4至1∶1的範圍內。18．按權利要求2的方法，其中親電性芳族取代反應為滷化反應，而反應溫度在60至150℃之間。19．按權利要求2的方法，其中親電性芳族取代反應為醯化反應，而反應溫度在80至120℃之間。20．按權利要求2的方法，其中親電性芳族取代反應為烷基化反應，而反應溫度在80°至120℃之間。21．按權利要求1的方法，其中芳族化合物選自苯，萘和蒽。22．按權利要求21的方法，其中苯，萘和蒽被一個或多個選自滷素，即氟，氯，溴和碘，烷氧基，硝基，烷羰基，甲醯基和醯氨基所取代。23．按權利要求22的方法，其中欲被取代的芳族化合物選自苯，苯甲醛，4-氟苯甲醛，硝基苯，2-氯-4-氟苯甲醚和2-甲氧基萘。24．按權利要求1至23的任一方法，它包括循環使用含滷化鋅的水性試劑並將它用於下次的親電性芳族取代反應中。25．含有滷化鋅的水性試劑，其用於芳族化合物親電性取代反應。26．按權利要求25的水性試劑，它還含有滷化鋰。27．按權利要求25的水性試劑，其用作為無水介質，含有滷化鋁。28．按權利要求25的水性試劑，用在芳族化合物的烷基化反應中，它含有溴化鋅、一種酸和溴化鋰。全文摘要用於芳族化合物親電性取代反應的方法,它包括將該芳族化合物,期望的取代基前體和含有滷化鋅的水性試劑於升高的溫度下相接觸。文檔編號C07C205/12GK1280555SQ98811716公開日2001年1月17日申請日期1998年10月8日優先權日1997年10月9日發明者A·埃文森,D·伊茨哈克,M·弗雷伯格伯格斯坦,A·舒山,B·克洛伊託盧,D·貝內斯,N·法扎申請人:溴化合物有限公司