芳香胺和酚的溴化新工藝探討

朱敬鑫（浙江龍盛化工研究有限公司 浙江省 上虞市 郵編312369）

引言：隨著化工業(yè)的發(fā)展，化工生產(chǎn)工藝得到不同的改進(jìn)和提升，芳香類化合物和酚類化合物是化工生產(chǎn)中的化工產(chǎn)品，在芳香類化合物和酚類化合物合成中，合成工藝不斷的提升，產(chǎn)生了新的工藝。本文就針對(duì)N-溴丁二酰亞胺對(duì)芳香胺和酚的溴化新工藝產(chǎn)生的影響進(jìn)行分析研究。

一、芳香胺和酚的溴化新工藝的實(shí)驗(yàn)分析

在化工生產(chǎn)中芳香化合物的溴化反應(yīng)，是最為廣泛的反應(yīng)之一，其中芳香胺的溴化反應(yīng)非常的快，在常溫的環(huán)境下，就可以產(chǎn)生多溴化合物，以及其他類型的化合物為了研究芳香胺和酚的溴化新工藝，采用等摩爾量的N-溴丁二酰亞胺，對(duì)芳香胺和酚進(jìn)行選擇性的溴化，芳香胺和酚的溴化反應(yīng)產(chǎn)率在92%～98%之間。采用2:1的摩爾比N-溴丁二酰亞胺與芳香胺和酚進(jìn)行溴化反應(yīng)，反應(yīng)的產(chǎn)率在90%～97%之間。N-溴丁二酰亞胺對(duì)芳香胺和酚進(jìn)行的溴化反應(yīng)，不需要有催化劑[1]。

溴對(duì)人的眼睛有強(qiáng)烈的刺激作用，在溴化反應(yīng)中，溴原子的利用率非常低，只有50%左右，該反應(yīng)不僅有一定的危險(xiǎn)性，還會(huì)在成嚴(yán)重的排放污染。直接使用HBr和H2O2盡心溴化反應(yīng)，尤其是芳香胺的溴化反應(yīng)，需要使用大量的溴化劑，選擇性較差，為此使用N-溴丁二酰亞胺（NBS）作為芳香胺和酚溴化的溴化劑，此時(shí)的化學(xué)反應(yīng)需要在酸性的環(huán)境或許堿性環(huán)境中進(jìn)行，有的反應(yīng)還需要光照，但是使用N-溴丁二酰亞胺作為芳香胺和酚的溴化反應(yīng)的溴化劑，溴原子的利用率為100%，操作相對(duì)的簡(jiǎn)單[2]。為了研究N-溴丁二酰亞胺對(duì)芳香胺和酚溴化進(jìn)行研究，本文采用5種芳香胺和3種酚，進(jìn)行溴化反應(yīng)，本次研究中的溴化反應(yīng)不需要酸性或者是堿性的環(huán)境以及光照，有非常高的選擇性，通過(guò)N-溴丁二酰亞胺最為溴化劑的芳香胺和酚溴化反應(yīng)，得到相對(duì)應(yīng)的化合物。

二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

1.實(shí)驗(yàn)儀器和溶劑

Bruker-400型核磁共振儀、溶劑DMSO-d6或者CDCl3、內(nèi)標(biāo)TMS、Avatar360型紅外光譜儀、KBr壓片、Carlo-Erba-1106型元素分析儀 、毛細(xì)管熔點(diǎn)測(cè)定儀、芳香胺和酚、CHCl3溶劑等，本次實(shí)驗(yàn)中使用到的試劑純度，均為分析純級(jí)別。

2.實(shí)驗(yàn)方法

目標(biāo)化合物的合成：將1mmol的反應(yīng)底物，在適量的溶劑中溶解，然后加入1mmol或者是2mmol的N-溴丁二酰亞胺粉末，在室溫的環(huán)境下，攪拌均勻，并保持一定的攪拌時(shí)間。完成攪拌之后，將其中的溶劑蒸除，將溶劑蒸除之后的剩余物使用30ml的乙醚（Et2O）進(jìn)行提取，使用5ml的飽和K2CO3以及5ml飽和食鹽水進(jìn)行洗滌，在有機(jī)層經(jīng)過(guò)無(wú)水Na2SO4干燥之后，將其中的溶劑蒸除，得到目標(biāo)化合物純品[3]。

化合物3,5-二溴水楊醛的合成：將1mmol的水楊醛在8ml的CHCl3中溶解，然后將其中溶解的溶液中加入2mmol的N-溴丁二酰亞胺粉末，在室溫的環(huán)境下攪拌，攪拌時(shí)間為20小時(shí)，結(jié)束攪拌之后，將溶液中的溶劑蒸除，讓剩余物中加入5ml的飽和K2CO3溶液攪拌溶解，并維持5min的攪拌，然后再向其中加入4ml的濃鹽酸（HCl），此時(shí)將有固體析出，將析出的固體過(guò)濾出來(lái)，進(jìn)而得出3,5-二溴水楊醛。

三、芳香胺和酚的溴化新工藝結(jié)果與分析

化合物1：CDCl3，δ：4.81（s，2H）,8.02～8.05（m，2H）化合物2：CDCl3，δ：5.29（s，2H），8.34（s，2H）

化合物3：DMSO-d6，δ：6.03（s，2H），7.07（s，2H）

C6H7BrN2O2S中元素的計(jì)算值為/%：C28.42（27.69），H2.81（2.79），N11.27（11.6）

化合物4：DNSO-d6，δ：6.08（s，2H），7.24（s，2H），7.79（s，2H）

C6H6Br2N2O2S中元素的計(jì)算值為/%：C21.69（21.82），H1.70（1.82），N8.61（8.49）

化合物5：DNSO-d6，δ：2.04（s，2H），10.04（s，1H）

化合物6：CDCl3，δ：2.92（s，6H）

化合物7：CDCl3，δ：2.21（s，3H），7.20（s，2H）

化合物8：CDCl3，δ：5.90（s，1H），,7.72～7.78（m，2H）

化合物9：CDCl3，δ：9.82（s，1H），11.51（s，2H）

從本次實(shí)驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行分析，其中使用的溶劑大多是CHCl3，在溶劑中反應(yīng)底物的溶解度較小時(shí)，此時(shí)可以在使用乙醇（EtOH）溶劑。

通過(guò)對(duì)N-溴丁二酰亞胺對(duì)芳香胺和酚的溴化新工藝進(jìn)行研究，通過(guò)調(diào)節(jié)N-溴丁二酰亞胺的摩爾量，得出不同的溴化反應(yīng)產(chǎn)物，溴化反應(yīng)的產(chǎn)率為92～98%，90～97%[4]。本次試驗(yàn)中的產(chǎn)物只需要進(jìn)行洗滌和過(guò)濾，就可以得到純品，操作起來(lái)非常方便，可以將N-溴丁二酰亞胺作為溴化劑，適用于某些芳香胺和酚的溴化新工藝。

小結(jié)

在有機(jī)化學(xué)反應(yīng)中，芳香胺和酚的取代反應(yīng)非常的快，取代反應(yīng)有三種取代位置，鄰位、間位、對(duì)位，間位取代因?yàn)榻o電子效應(yīng)，往往不能發(fā)生，所以在有機(jī)合成中取代一般得到的產(chǎn)物為對(duì)位有機(jī)化合物和鄰位有機(jī)化合物。在N-溴丁二酰亞胺作為溴化劑的芳香胺和酚的溴化工藝中，溴原子的利用率為100%，產(chǎn)率非常高，操作也非常的簡(jiǎn)單，只需要進(jìn)行洗滌和過(guò)濾，為此可以將其作為有些芳香胺和酚的溴化新工藝。

[1]吳警,裴文.N-溴代丁二酰亞胺在有機(jī)反應(yīng)中的研究進(jìn)展[J].廣州化工.2011(09):31-32.

[2]安東.芳胺、芳烴、萘酚的氯化和溴化反應(yīng)[J].中國(guó)醫(yī)藥工業(yè)雜志.2004(04):61-61.

[3]趙靜國(guó).芳香胺的對(duì)位溴化反應(yīng)[J].長(zhǎng)治醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào).1996(03):86-86.

[4]章明,章榮立.芳香胺和酚溴化的新工藝[j].應(yīng)用化學(xué).2010(03):370-371.