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β-溴代苯乙烷是合成高效溴系阻燃劑聚溴化苯乙烯的一種重要中間體,也常用于有機合成中間體的制備。如β-溴代苯乙烷可用于制備制備普侖司特中間體4-(4-苯基丁氧基)苯甲酸。普侖司特作為抗哮喘藥,首次由日本小野公司研制成功,并于1995年在日本上市,1999年,它又被發現可以治療過敏性鼻炎。普侖司特為白三烯C4/D4受體拮抗體(lTRAs),毒性極低,它可以選擇性地抑制氣道平滑肌白三烯多膚的活性,對花生四烯酸代謝酶幾乎無影響,同時對乙酰膽堿、5-羥色胺等無拮抗作用,對lTC4、lTD4、lTE4等均有顯著抑制。
研究表明,普侖司特在臨床應用上不僅對特應型的哮喘,而且對混合型、傳染型、發作型、慢性型和非季節等其他類型的支氣管哮喘均有良好的治療效果,是近年來哮喘藥物開發與研究的熱點之一。β-溴代苯乙烷的合成途徑有2條:一是在紫外線、x-射線照射激發下,溴化氫與苯乙烯反馬氏規則加成;二是苯乙醇經溴化劑取代得到目標產物。目前傳統的生產方法多采用苯乙醇與溴化氫(或氫溴酸)反應制得。
利用價廉易得的苯乙烯為原料,在引發劑存在下,將溴化氫氣體通入苯乙烯的烷烴溶液進行反馬式加成,得到β-溴代苯乙烷,收率大于95%,純度大于99%。該方法與傳統工藝相比具有原材料廉價易得、產物易于分離、生產工藝簡單、成本低、產品質量高等優點。具體步驟如下:在四口反應瓶中預先加入一定量的苯乙烯的烷烴溶液,苯乙烯與烷烴按體積比1:5添加,然后加入適量的催化劑,在油浴中進行加熱。充分攪拌并加熱至反應溫度(80~90℃),再通入溴化氫氣體,
使其在反應溶液中均勻鼓泡,并在反應體系中形成溴化氫的飽和溶液,在該介質中,苯乙烯與溴化氫發生自由基加成反應生成β-溴代苯乙烷。反應完畢,減壓蒸餾,回收溶劑分離產物,得到澄清透明的餾分即為目標產物。
β-溴代苯乙烷是合成高效溴系阻燃劑聚溴化苯乙烯的一種重要中間體,也常用于有機合成中間體的制備。其應用舉例如下:
1. 制備2-硝基-3-苯基-1-丙醇。
2 硝基 3 苯基 1 丙醇是一類重要的醫藥中間體,在制備全合成抗菌劑(R) 4 芐基 2 惡唑烷酮中具有重要的作用。1960年選擇以硝基苯乙烯為起始原料,還原雙鍵后引入羥甲基合成2 硝基 3 苯基 1 丙醇,但是還原雙鍵的同時硝基也被還原,導致了副反應的發生。
采用叔胺作為Lewis堿活化硝基烷烴的α 位,選擇三聚甲醛作為原料,先對β 溴代苯乙烷進行硝化,脫去質子后引入羥甲基制備2 硝基 3 苯基 1 丙醇,生產成本低,克服了反應條件苛刻和合成步驟繁瑣的缺點。具體按照下述步驟進行:(1)β 溴代苯乙烷與NaNO2進行硝化反應,反應時溫度控制在0 10℃,反應時間控制在3 5h;(2)加入三乙胺進行脫質子,然后加入三聚甲醛進行反應,反應溫度控制在20 40℃,反應時間3 5h,用甲苯進行重結晶的方法進行提純即可得到2 硝基 3 苯基 1 丙醇。
2. 制備聚溴化苯乙烯及其單體。
聚溴化苯乙烯是一種添加型高分子溴系阻燃劑,其溴含量高達69%,具有熱穩定性好、分解溫度高、低毒及阻燃效果佳等優點,已廣泛應用于PET、PBT、聚苯醚、尼龍66、尼龍6、聚酰亞胺以及間規聚苯乙烯、不飽和聚酯和環氧樹脂等熱固性塑料的阻燃處理。有研究以β-溴代苯乙烷為原料,在催化劑的存在下,經溴化劑溴化得到多溴代β-溴代苯乙烷混合物。
混合物在氫氧化鈉醇溶液下回流,脫除溴化氫,得到多溴代苯乙烯單體。混合物單體經本體、溶液、懸浮聚合即可得到聚溴化苯乙烯。本方法優點在于,與溴化聚苯乙烯相比熱穩定性更優異且高溫不易變色,所制備的聚溴化苯乙烯溴含量可控(最高可達69%),分子量可控。可用于PET、PBT、尼龍等多種樹脂的阻燃。
3. 制備普侖司特中間體4-(4-苯基丁氧基)苯甲酸。
以β-溴代苯乙烷為起始原料,經過格氏反應、對環氧乙烷加成、甲磺酰化、取代、水解得到4-(4-苯基丁氧基)苯甲酸。該方法具有原料廉價易得,工藝路線簡短,產品純度好,收率高,成本較低等特點,適合工業化生產。
上述工藝路線包括以下步驟:
a.4-苯基丁氧基磺酸酯的合成:依次向裝有回流冷凝管的三口瓶中加入鎂粉、碘粒和部分無水四氫呋喃與β-溴代苯乙烷混合液,于25oC下引發反應。反應引發后,在攪拌下緩慢滴加剩余的β-溴代苯乙烷和無水四氫呋喃混合液,控制滴加速度使體系保持微沸。混合液滴加完畢,繼續加熱回流30min后停止加熱,冷卻到室溫。將體系置于冰鹽浴中,控制溫度在0~10oC,通過導管通入1~1.2當量的環氧乙烷。
待全部環氧乙烷通入完畢,移去冰浴,加熱回流1h。蒸出溶劑四氫呋喃,冷卻至室溫。向上述體系加入二氯甲烷溶解,在冰浴下滴加磺酰化試劑,控制溫度不超過10oC,滴加完畢,保溫反應3h。反應結束,向體系中加入水淬滅反應,攪拌、靜置分層,二氯甲烷萃取,旋蒸除溶劑,即得4-苯基丁氧基磺酸酯;
b.4-(4-苯基丁氧基)苯甲酸甲酯的合成:向甲苯中加入4-苯基丁氧基磺酸酯、對羥基苯甲酸甲酯和碳酸鉀,在攪拌下加熱回流11~15h。反應結束,冷卻至室溫,加水攪拌10min,靜置分出有機層,減壓脫除甲苯,即得4-(4-苯基丁氧基)苯甲酸甲酯;
c.4-(4-苯基丁氧基)苯甲酸的合成:向乙醇中加入上述產品及25%的NaOH溶液,加熱回流水解3~4h。反應完畢,冷卻降溫,減壓脫除乙醇,酸化至pH=2,析出白色固體,過濾、干燥,即得產品4-(4-苯基丁氧基)苯甲酸。
[1] CN201410619968.2普侖司特中間體4-(4-苯基丁氧基)苯甲酸的合成新途徑
[2] 閆曉紅, 李善清, 宋寧寧, 等. β-溴代苯乙烷的合成工藝研究[J]. 精細化工中間體, 2013, 43(3): 45-47.
[3] CN201110346763.8一種制備2-硝基-3-苯基-1-丙醇的方法
[4] CN200710010654.2聚溴化苯乙烯及其單體的制備方法