一种制备3-溴联苯的方法
【专利摘要】本发明公开了一种制备3-溴联苯的方法。该方法以联苯为原料，通过硝化、还原、溴代、脱氨基四步反应，再以萃取的方式分离，最终获得3-溴联苯。该方法简单，产物易分离。
【专利说明】一种制备3-溴联苯的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于新材料【技术领域】中的无环或碳环化合物领域，具体地涉及一种制备
3-溴联苯的方法。
【背景技术】
[0002]3-溴联苯是一种重要的工业原料，也是一种应用非常广泛的有机合成中间体，其被广泛地应用于制药、液晶工业等领域。近几年来，我国3-溴联苯的出口量日益增加，主要出口对象为日本、韩国的一些液晶显示器生产企业，给我们国家带来了大量的利润。
[0003]合成3-溴联苯的方法较多，目前工业上比较成熟且广泛应用的方法是以间溴苯胺为原料，在盐酸或硫酸中与亚硫酸钠在O~5°C的低温下进行重氮化反应，生成间溴苯基重氮盐，间溴苯基重氮盐再与苯反应而得。该反应较为繁琐，且在反应中产生多种产物，对
3-溴联苯的分离困难。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种简便的制备3-溴联苯的方法。该方法以联苯为原料，通过硝化、还原、溴代、脱氨基四步反应，再以萃取的方式分离，最终获得3-溴联苯。该方法简单，产物易分离。
[0005]一种制备3-溴联苯的方法，包括以下步骤:
[0006]I)硝化反应
[0007]将联苯溶解在有机溶剂中，向其中滴加硝酸和硫酸的混合酸，55~60°C条件下反应；
[0008]反应完成后，用水萃取，收集有机相，得到硝化产物；
[0009]其中，所述联苯和硝酸的摩尔比为1:1~1.6，其中1:1.2为最优比例；所述有机溶剂不和硫酸或硝酸反应，且和水不互溶；
[0010]2)还原反应
[0011]搅拌条件下，向水中加入铁粉和催化剂，得到铁粉混合液；
[0012]将硝化产物滴加到铁粉混合液中反应；最优在60°C条件下反应；
[0013]反应完成后进行碱化，得到还原产物；
[0014]其中，所述硝化产物和铁粉的摩尔比为1:1~10，其中1:4为最优比例；所述催化剂是帮助铁粉催化还原；
[0015]3)溴代反应
[0016]搅拌条件下向还原产物中加入液溴，室温反应；
[0017]反应完成后，用水萃取，得到溴代产物； [0018]其中，所述还原产物和液溴的摩尔比为1:1~4，其中1:1.26为最优比例；
[0019]4)脱氨基反应
[0020]将溴代产物加入水中，随后向反应体系中加入浓盐酸，搅拌条件下使生成的溴代物盐酸盐溶解。冷却至o°c，得到溴代产物盐酸盐混合液；
[0021]将亚硝酸钠添加到溴代产物盐酸盐混合液中，温度不超过5°C条件下进行反应；
[0022]反应完成后，向其中加入次憐Ife纳，揽祥至反应完成；
[0023]最后，用乙酸乙酯萃取，得到3-溴联苯；
[0024]其中，所述溴代产物、亚硝酸钠和次磷酸钠的摩尔比为1:1~1.5:5~15，其中1:
1.2:10.0是最优反应条件。此处，溴代产物先与浓盐酸反应生成盐酸盐并溶于水中，从而保证反应是均相的，以便反应能顺利进行。
[0025]步骤1)中，所述硝酸和硫酸的混合酸中，硝酸和硫酸为等体积混合。混合酸中硫酸起活化硝酸的作用。
[0026]步骤1)中，所述有机溶剂为二氯乙烷、氯仿、二氯甲烷等。
[0027]步骤1)中，有机溶剂的用量，只需满足联苯全部溶解即可。有机溶剂的最佳用量为既能够溶解联苯又能够保证体系反应时能够充分搅拌与散热。
[0028]用水萃取，一方面水洗成本最低，另一方面只有水能够将未反应完的酸除掉。反应结束后，可先将反应体系冷却到室温，之后再用水萃取。
[0029]为了计算硝化产物(4-硝基联苯和2-硝基联苯的混合物)的产量，以便确定下一步各物质的投料量，可先将得到的硝化产物中的有机溶剂去除，称量后再用有机溶剂重新溶解。如果采用此种方式处理硝化产物，则重新溶解硝化产物的有机溶剂需满足不与步骤
2)的催化剂反应，且和水不互溶。可选用的有机溶剂有四氢呋喃、二氯乙烷、氯仿、二氯甲烷等。去除有机溶剂可以采取旋转蒸干。
[0030]步骤2)中，所述可帮助铁粉催化还原的物质为盐酸或硫酸，铁粉混合液中水、铁粉、催化剂的用量比为50~200ml:10~20g:0.1~lg，其中，100ml:14g:0.5g是最优条件。向其中加入盐酸或硫酸作为催化剂，是因为如果体系中只有铁粉还原则反应较慢且经常还原不完全。
[0031]步骤2)中，所述碱化是向体系中加入碱化剂进行碱化，碱化剂的加入量与催化剂的加入量相同。碱化剂为碱、碳酸盐以及其他不参与反应的碱性物质，可为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾或碳酸氢钠。碱化的目的是为了防止氨基产品成为盐酸盐或硫酸盐。可首先将反应体系冷却到室温后再进行碱化，这样更利于后处理。
[0032]碱化后，可在搅拌条件下，向体系中加入有机溶剂，过滤收集滤液中的有机相，得到还原产物。加入有机溶剂的目的是降低还原产物的粘度，这样更有利于后处理。该有机溶剂与硝化产物的有机溶剂可相同可不同，最好相同以便回收。为了计算还原产物的产量，以便确定下一步各物质的投料量，可先将得到的还原产物中的有机溶剂蒸去，称量后再用有机溶剂重新溶解。
[0033]步骤3)中，可用水萃取几次，合并有机相，去除有机溶剂，得到溴代产物(3-漠_4_氛基联苯、5_漠_6_氛基联苯和3_漠_6_氛基联苯的混合物)。通常萃取3次。用水萃取，一方面水洗成本最低，另一方面只有水能够去除反应中生成的酸类物质。
[0034]步骤4)中，水的用量，只需满足能够将溴代产物盐酸盐全部溶解即可。最佳用量为既能够溶解溴代产物盐酸盐，也能够保证体系反应时能够充分搅拌与散热。浓盐酸的用量需过量。优选地，溴代产物和浓盐酸的摩尔比为1:10~25，其中最优条件为1:20。可通过将亚硝酸钠的水溶液滴加到溴代产物盐酸盐混合液中，这样操作更方便且反应更均匀。[0035]可用乙酸乙酯萃取几次，合并有机相，去除有机溶剂，得到3-溴联苯。通常萃取3次。
[0036]整个反应中，可利用薄层色谱(TLC检测)观察原料斑点的逐步消失来判断反应是否完成。无原料点，反应即认为完成。
[0037]本发明的合成路线如下:
[0038]I)硝化反应
[0039]
【权利要求】
1.一种制备3-溴联苯的方法，其特征在于，包括以下步骤: 1)硝化反应 将联苯溶解在有机溶剂中，向其中滴加硝酸和硫酸的混合酸，55~60°C条件下反应； 反应完成后，用水萃取，收集有机相，得到硝化产物； 其中，所述联苯和硝酸的摩尔比为1:1~1.6 ;所述有机溶剂不和硫酸或硝酸反应，且和水不互溶； 2)还原反应 搅拌条件下，向水中加入铁粉和催化剂，得到铁粉混合液； 将硝化产物滴加到铁粉混合液中反应； 反应完成后进行碱化，得到还原产物； 其中，所述硝化产物和铁粉的摩尔比为1:1~10 ;所述催化剂是帮助铁粉催化还原； 3)溴代反应 搅拌条件下向还原产物中加入液溴，室温反应； 反应完成后，用水萃取，得到溴代产物； 其中，所述还原产物和液溴的摩尔比为1:1~4 ; 4)脱氨基反应 将溴代产物加入水中，向反应体系中加入浓盐酸，搅拌条件下使生成的溴代物盐酸盐溶解，冷却至0°C，得到溴代产物盐酸盐混合液； 将亚硝酸钠添加到溴代产物盐酸盐混合液中，温度不超过5°C条件下进行反应； 反应完成后，向其中加入次憐Ife纳，揽祥至反应完成； 最后，用乙酸乙酯萃取，得到3-溴联苯； 其中，所述溴代产物、亚硝酸钠和次磷酸钠的摩尔比为1:1~1.5:5~15。
2.根据权利要求1所述的制备3-溴联苯的方法，其特征在于，步骤I)中，所述硝酸和硫酸的混合酸中，硝酸和硫酸为等体积混合；所述有机溶剂为二氯乙烷、氯仿、二氯甲烷。
3.根据权利要求1所述的制备3-溴联苯的方法，其特征在于，步骤2)中，所述硝化产物和铁粉混合液在60°C条件下反应。
4.根据权利要求1所述的制备3-溴联苯的方法，其特征在于，步骤2)中，所述帮助铁粉催化还原的物质为盐酸或硫酸。
5.根据权利要求1所述的制备3-溴联苯的方法，其特征在于，步骤2)中，铁粉混合液中水、铁粉、催化剂的用量比为50~200ml:10~20g:0.1~lg，更优选地所述铁粉混合液中水、铁粉、催化剂的用量比为100ml:14g:0.5g。
6.根据权利要求1所述的制备3-溴联苯的方法，其特征在于，步骤2)中，所述碱化是向体系中加入碱化剂进行碱化，为碱、碳酸盐以及其他不参与反应的碱性物质。
7.根据权利要求1所述的制备3-溴联苯的方法，其特征在于，步骤2)中，所述碱化剂的加入量与催化剂的加入量相同。
8.根据权利要求6或7所述的制备3-溴联苯的方法，其特征在于，所述碱化剂为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾或碳酸氢钠。
9.根据权利要求1所述的制备3-溴联苯的方法，其特征在于，步骤4)中，溴代产物和浓盐酸的摩尔比为1:10~25，更优选地所述溴代产物和浓盐酸的摩尔比为1:20。
10.根据权利要求1所述的制备3-溴联苯的方法，其特征在于，步骤1)中，所述联苯和硝酸的摩尔比为1:1.2 ;步骤2)中，所述硝化产物和铁粉的摩尔比为1:4 ;步骤3)中，所述还原产物和液溴的摩尔比为1:1.26 ;步骤4)中，所述溴代产物、亚硝酸钠和次磷酸钠的摩尔比为 1:1.2:10.0。
【文档编号】C07C25/18GK103936551SQ201310021821
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2013年1月21日 优先权日:2013年1月21日
【发明者】李智, 陈凌, 陆坚, 林果 申请人:北京交通大学