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394-32-1 / 5-氟-2-羥基苯乙酮的合成

概述

5-氟-2-羥基苯乙酮別名2-乙?;?4-氟苯酚,是一種重要的醫藥中間體,可作為多種β受體阻滯劑合成中間體,具有廣闊的市場前景。

合成【1】【2】

目前報道的通用制備方法是采用對氟苯酚為原料, 經羥基?;?, 然后再采用Fries 重排來合成。采用這樣的方法合成原料昂貴, 特別是芳環上的氟原子是強吸電子基, 可能對?;爸嘏攀章十a生較大影響。

1. 以對氨基苯酚為原料,一步進行氨基與酚羥基的雙重酯化,三氯化鋁/氯化鈉條件下進行Fries 重排,水解產物進行氟重氮化后加熱得5-氟-2-羥基苯乙酮成品

反應原理:

反應方程式如下:

5-氟-2-羥基苯乙酮的合成

實驗步驟:

(1). 4-乙酰胺基苯酚醋酸酯(1)制備

將對氨基苯酚(32.7 g,0.3 mol)和乙酸酐(76.5 g,0.75 mol)投入250 mL 苯中,攪拌加熱,于80℃回流反應3 h。反應完畢,減壓蒸餾回收溶劑至干,冷卻,加入300 L 水,析出固體,抽濾烘干得類白色固體55.0 g,收率93.0%,無需純化直接用于下一步反應。

(2). 2-乙?;?4-乙酰胺基苯酚(2)制備

將1(38.6 g, 0.2 mol)、無水三氯化鋁(80 g,0.6 mol)和氯化鈉(40 g, 0.68 mol)投到反應瓶中,攪拌加熱到120℃,反應混合物呈稀糊狀,并伴隨有大量酸性氣體放出;保溫反應3 h,當不再有氣體放出時,將反應混合物冷至60℃, 向該混合物中緩慢加入160 mL 水,劇烈攪拌、冷凍、抽濾,烘干得淡黃色固體36.3 g,收率94.0%。

(3). 2-乙?;?4-氨基苯酚(3)制備

將2(38.6 g, 0.2 mol)、鹽酸(400 mL, 6 mol/L)加入500 mL 圓底燒瓶中, 保持回流狀態6 h?;亓鳟?,冷卻,調節pH 值至6-7,析出固體,干燥,稱重,得到固體18.9 g,收率75.6%。

(4). 5-氟-2-羥基苯乙酮(4)制備

將3(30.2 g, 0.2 mol)加入過量的氟化氫(11.4 g,0.6 mol) 中, 溫度降至-5℃,逐步加入固體亞硝酸鈉(17.3 g, 0.2 mol),反應溫度在0-5℃,加完后,保持反應5 h;然后逐漸升溫至40℃,進行熱分解;分解完全后,調節pH 值至6-7,水蒸汽蒸餾而得到白色晶體產物25.1 g,收率82%。

討論分析

(1).中間體1 制備中乙?;噭┻x擇

以冰乙酸為乙酰化試劑, 反應時間較長, 收率不高; 以乙酰氯為乙酰化試劑,收率較高, 但乙酰氯不易存放, 且易導致容器接口燒結; 選用乙酸酐作為乙?;噭┹^理想, 使用乙酰氯與乙酸酐耗用時間相當的情況下, 收率也相當, 但乙酸酐存放和使用更方便。

(2).中間體2 制備中助溶劑的選擇

苯酚乙酸酯的Fries 重排是整個反應的關鍵步驟。選用氯化鈉是比較合適的助溶劑, 降低了反應溫度, 而且產物顏色較好, 由于其水溶性好, 又易于除去, 且收率較高。在反應過程還發現, 中間產物2 的干燥程度及氯化鈉中的水分含量對Fries 重排影響均比較大, 2 需要比較干燥, 氯化鈉水分含量盡可能低,

可以在反應前適當烘干一下, 反應溫度在120℃時收率較好。

(3).中間體3 制備中水解條件的選擇

在制備中間體3 過程中, 可以選擇堿性或酸性條件下水解。采用在酸性條件下水解中間產物3 收率較高, 并且優化條件為n(2)∶n(鹽酸)=1∶12,反應時間為6 h。

此路線合成5-氟-2-羥基苯乙酮,原料廉價,且比文獻報道原料酰化能力強,雙重酯化收率高使反應順利進行,同時保護氨基,收率可達93.0%;Fries 重排采用氯化鈉為助溶劑,反應容易,晶型好,收率可達94.0%; 酸性條件水解反應6 h,收率75.6%;氟重氮化收率82.0%;總收率為54.5%。整個合成過程原料廉價,反應條件也相對溫和,收率也較高,具有工業生產應用價值。

2. 一鍋合成是一種綠色化工方法,易于操作,可方便地用于大型化工生產

將4.6 g(50mmol)對氟苯酚和45g (56mmol)氯化乙烯混合物在室溫下攪拌0.5h,在120度時迅速將無水的AlCl3添加到混合液中。持續攪拌2-3個小時,用薄層色譜法測定反應最終產物,之后反應產物冷卻至室溫。將冰水注入所制得最終產物后,經過濾過濾出黃色的沉淀物,用冷水沖洗至中性,風干稱重收率88. 9%。對氟苯酚對AlCl3的最佳摩爾比率約為1.00 :1.86,過量的催化劑AlCl3和對氟苯酚的絡合物阻礙了重排反應的進行,從而導致產量降低。

此法對合成5-氟-2-羥基-苯乙酮的方法進行改進,將原來的兩步反應合并為一步,去掉了中間產物酯的繁瑣分離和純化,大大縮短了反應時間,操作簡便,適用于工業化生產。

參考文獻

[1]余衛國,史海波,趙向奎,5-氟-2-羥基苯乙酮的制備,精細化工中間體,2009.04,第45頁

[2]盛瑞隆, 楊運旭, 張軍平, 于安光, 汪武衛,王乃興,趙嘉,“一鍋法”合成5-氟-2-羥基-苯乙酮,合成化學,2005.01,第87頁

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