摘 要:以2,6-二甲基苯胺起始原料,經(jīng)過碘化、偶聯(lián)反應(yīng)合成了3,3′,5,5′-四甲基聯(lián)苯胺,2步反應(yīng)總收率63.49%。產(chǎn)品經(jīng)1HNMR表征。該方法具有操作簡單、成本低、步驟少等優(yōu)點,適合工業(yè)化生產(chǎn)。
關(guān)鍵詞:2,6-二甲基苯胺 碘化 偶聯(lián) 3,3′,5,5′-四甲基聯(lián)苯胺
中圖分類號:TQ文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1674-098X(2012)04(b)-0230-01
3,3′,5,5′-四甲基聯(lián)苯胺是一種新型安全的色原試劑,與傳統(tǒng)的色原試劑如聯(lián)苯胺、鄰聯(lián)甲苯胺及鄰苯二胺等相比較,具有檢測靈敏度高、穩(wěn)定性好等優(yōu)點,而且使用安全,無致癌、致突變作用。目前3,3′,5,5′-四甲基聯(lián)苯胺已在逐步取代強(qiáng)致癌物聯(lián)苯胺和其他致癌性的聯(lián)苯胺衍生物,應(yīng)用于臨床化驗、法醫(yī)檢驗、刑事偵破及環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域。尤其在臨床生化檢驗方面,3,3′,5,5′-四甲基聯(lián)苯胺作為過氧化酶的新底物,在酶免疫分析法(EIA)和酶聯(lián)免疫吸附檢驗法(ELISA)中獲得了廣泛的應(yīng)用。但是其價格昂貴,因此研究它的合成方法具有非常重要的意義。
目前,國內(nèi)外關(guān)于3,3′,5,5′-四甲基聯(lián)苯胺的合成研究有一些報道。綜合國內(nèi)外文獻(xiàn)報道的情況,其合成方法主要有:(1)廖聯(lián)安[1]等報道以2,6-二甲基苯胺為原料,經(jīng)過酰化、溴化、去保護(hù)和偶聯(lián)制得3,3′,5,5′-四甲基聯(lián)苯胺,總產(chǎn)率16%;(2)路文超[2]等報道以2,6-二甲基苯胺為原料,以四水合硫酸鈰經(jīng)氧化偶聯(lián)反應(yīng)制得3,3′,5,5′-四甲基聯(lián)苯胺,收率20%;(3)黃斌[3]等報道以2,6-二甲基苯胺為原料,經(jīng)過成鹽、溴化、水解和偶聯(lián)制得3,3′,5,5′-四甲基聯(lián)苯胺,收率43.56%。
以上方法都存在收率不高,產(chǎn)品分離困難等缺點。筆者從原料來源、工業(yè)可操作性、收率和成本等因素出發(fā),選擇2,6-二甲基苯胺為原料,經(jīng)過碘化反應(yīng)得到4-碘-2,6-二甲基苯胺,然后在Pd/C催化作用下,以甲酰肼為還原劑,還原偶聯(lián)合成3,3′,5,5′-四甲基聯(lián)苯胺。該路線具有工藝簡單、反應(yīng)步驟少、收率高等優(yōu)點,適合工業(yè)化生產(chǎn)。
本文采用的合成路線如圖1。
1 實驗部分
1.1 儀器和試劑
儀器:X4型顯微熔點測定儀(溫度計未校正,上海金鵬分析儀器有限公司),Brucker 300M核磁共振儀。
試劑:2,6-二甲基苯胺、碘化鉀、碘酸鉀、氫氧化鈉,鹽酸、Pd/C(5%)、水合肼(85%)、甲醇、甲酸、乙酸乙酯、石油醚、正己烷等(以上試劑均為市售分析純)。
1.2 4-碘-2,6-甲基苯胺(1)的合成
在250ml三頸瓶中,加入2,6-二甲基苯胺(11.2g,92.6mmol)、碘化鉀(10.3g,62mmol)、碘酸鉀(6.6g,31mmol),再加入25ml甲醇、100ml水,攪拌。冰浴下緩慢滴加2N鹽酸溶液50ml,滴加時間約1小時,升溫至室溫繼續(xù)攪拌反應(yīng),TLC監(jiān)測反應(yīng)進(jìn)程。反應(yīng)結(jié)束后,依次加入硫代硫酸鈉溶液、氫氧化鈉溶液,調(diào)pH 10-11。再用乙酸乙酯萃取(3×150ml),合并有機(jī)層,用飽和氯化鈉水溶液洗滌(2×100ml),有機(jī)層用無水硫酸鈉干燥,減壓脫溶,得棕色油狀物。用100ml正己烷進(jìn)行重結(jié)晶,得白色針狀晶體15.6g,產(chǎn)率68.2%。m.p48~49℃(文獻(xiàn)[3]值47.3~48℃);1HNMR(300MHz,CDCl3),δ:2.18(s,6H),3.43(br,2H),7.02(s,2H)。
1.3 3,3′,5,5′-四甲基聯(lián)苯胺(2)的合成
100ml三頸瓶中,依次加入50ml10%氫氧化鈉水溶液、甲酸(1.61g,35mmol),水合肼(1.75g,35mmol),0.5g 5% Pd/C。室溫攪拌20min,加入1(12.35g,50 mmol),80 ℃攪拌反應(yīng)4 h,TLC監(jiān)測反應(yīng)進(jìn)程(展開劑;V(石油醚):V(乙酸乙酯)=4∶1)。反應(yīng)結(jié)束,趁熱過濾,濾液冷卻,用二氯甲烷(2×50ml)萃取,有機(jī)層用無水硫酸鈉干燥,減壓蒸干。往殘留物中,加入20ml石油醚,攪拌,冷卻,固體析出。過濾,少量石油醚洗,濾餅烘干,得5.56g淺黃色固體,收率93.1%,m.p.167~168℃(文獻(xiàn)[1]值,m.p.168~169℃);1HNMR(300MHz,CDCl3),δ:2.32(s,12H),3.61(br, 4H),7.23(s,4H)。
2 結(jié)果與討論
2.1 碘化反應(yīng)
由于2,6-二甲基苯胺環(huán)上的電子云密度大,親電取代反應(yīng)活性高。本文參照文獻(xiàn)的方法[4],以碘化鉀和碘酸鉀為碘化劑,在酸性條件下室溫下反應(yīng),直接碘化。反應(yīng)條件溫和,收率高,后處理簡單。
2.2 偶聯(lián)反應(yīng)
芳基鹵化物的偶聯(lián)反應(yīng),是合成聯(lián)苯化合物的重要方法。其中,用鈀催化的鹵代芳烴的偶聯(lián)反應(yīng)具有一些獨特的優(yōu)點,比如反應(yīng)溫和、產(chǎn)品分離容易等。目前報道的以2,6-二甲基-4-溴苯胺為底物的還原偶聯(lián)方法,主要是以Pd/C為催化劑,甲酸鈉為還原劑,十六烷基三甲基溴化銨(CATB)為相轉(zhuǎn)移催化劑,在氫氧化鈉中回流反應(yīng)得到,但是該方法存在反應(yīng)時間長、收率不高等缺點。
本文中以得到的中間體4-碘-2,6-二甲基苯胺1為底物,參照文獻(xiàn),Pd/C為催化劑,水合肼和甲酸為還原劑,反應(yīng)時間短,后處理簡單,收率高。
3 結(jié)語
本文以2,6-二甲基苯胺起始原料,經(jīng)過碘化、偶聯(lián)兩步反應(yīng)合成了3,3′,5,5′-四甲基聯(lián)苯胺,2步反應(yīng)總收率63.49%。產(chǎn)品經(jīng)1HNMR表征。該方法具有操作簡單、成本低等優(yōu)點,適合工業(yè)化生產(chǎn)。
參考文獻(xiàn)
[1]廖聯(lián)安,郭奇珍.3,3′,5,5′-四甲基聯(lián)苯胺的合成[J].中國醫(yī)藥工業(yè)雜志,1998.
[2]黃斌,陽軍,沈華平,等.3,3′,5,5′-四甲基聯(lián)苯胺的合成研究.精細(xì)與專用化學(xué)品,2011.
[3]朱雯芳,喬江彬,卓廣瀾.鈀碳催化下以甲酰肼為還原劑的鹵代芳烴還原偶聯(lián)反應(yīng)研究[J].有機(jī)化學(xué),2008.