Study on the mechanism of Schiemann reaction by mass spectrometry

Schiemann reaction of 12 aryl diazonium fluoborates was studied by mass spectrometry. The products and by-products of the reactions were identified and the possible pathways were explored. It is shown that Schiemann reaction proceeds by free-radical mechanism.

对二氨基苯的Schiemann反应

系统地研究了对二氨基苯的Schiemann反应 .首先将亚硝酸钠水溶液在 - 12～ - 16℃的低温下滴加到浓盐酸和氟硼酸的混合液中制成亚硝酸 -氟硼酸溶液 ,然后将对二氨基苯和浓盐酸形成的悬浮液慢慢滴加到上述亚硝酸 -氟硼酸溶液中去 ,可获得 85%收率的二氟硼酸对苯二重氮盐 ,将重氮盐分解可获得 73%收率的对二氟苯 .

间苯二胺的Schiemann反应研究

本文对间苯二胺经Ｓｃｈｉｅｍａｎｎ反应制备间二氯苯进行了较系统的研究。首先将亚硝酸钠和浓盐酸在－１２—１５℃低温下制成亚硝酸溶液，然后将间苯二胺盐酸盐的悬浮液慢慢滴加到上述亚硝酸溶液中去，再加人４０％氟硼酸水溶液可获得９０％收率的二氟硼酸间苯二重氮盐，将重氮盐热分解可获得８０％收率的间二氯苯。

2-氨基吡啶气相氟代反应的密度泛函理论研究

采用量子化学方法,运用密度泛函理论(DFT)B3LYP方法,在6-311G*基组水平上,以2-氨基吡啶为起始反应物,全优化计算了亚硝酰阳离子NO^+对2-氨基吡啶中氨基进攻的重氮化反应及氟硼酸根阴离子BF_4^-对吡啶重氮正离子进攻的席曼反应的机理,搜索到整个反应过程中的过渡态结构,得到了反应路径并通过IRC验证,并对各反应中间体、过渡态和产物进行分子几何构型优化、振动频率分析和标准热力学函数计算.通过计算,搜索到的过渡态均为环状结构,与配位插入反应类似,利于原子间化学键的断裂及新键的形成;通过热力学及动力学计算,重氮化-席曼反应是剧烈的放热反应,与实验结果相吻合.

苯胺重氮化-席曼反应热危险性的理论研究

为研究苯胺重氮化-席曼反应的热危险性,采用Gaussian98软件,运用密度泛函理论(DFT)B3LYP,在6-31G(D)基组水平上,研究气相条件下重氮化-席曼反应的反应过程及微观机理,得到反应路径以及反应物、中间体、过渡态、产物全优化几何构型,探讨结构与性能的关系,解释重氮化-席曼反应的历程。通过热力学和动力学计算,获得标准热力学函数,分析反应的热危险性。理论计算结果表明:苯胺重氮化-席曼反应是剧烈的放热反应,这与重氮化反应剧烈以及重氮盐的热不稳定性的试验结果相吻合。

1-(3-和4-氟-2,6-二甲基苯氧基)丙酮的合成

目的 合成 1 (3 氟 2 ,6 二甲基苯氧基 )丙酮 (Ⅱa)和 1 (4 氟 2 ,6 二甲基苯氧基 )丙酮 (Ⅱb)。方法 两化合物均以 2 ,6 二甲基苯酚 (Ⅷ )为起始原料 ,经硝化、还原、Schiemann反应、缩合制得 ,但在合成这两个目标化合物时 ,所采用的硝化试剂、保护基团、去保护基团顺序及氟化条件均有所不同。结果 合成出 (Ⅱa)、(Ⅱb)及3 氟 2 ,6 二甲基苯酚 (Ⅴa) ,未见文献报道 ,经波谱数据及元素分析确证其结构。结论 新合成的两个氟化合物Ⅱa 和Ⅱb 将作为合成DDPH苯环氟取代物的中间体。

2,3-二氟-4-碘苯甲醚的合成

以2，3-二氨基苯甲醚为原料，在浓HCl和NaNO2作用下，反应温度在5℃以下，加入w（HBF4）=40％的氟硼酸，加热，经Schiemann反应生成2，3-二氟苯甲醚，产率40．7％。然后在50～60℃水浴中缓慢滴加w（HNO3）=65％～68％的发烟硝酸、冰醋酸和醋酐的混合液，苯环上4-位硝化后得2，3-二氟-4-硝基苯甲醚，产率51．9％，熔点124℃。在SnCl2和浓HCl作用下反应12h，再还原成2，3-二氟-4-氨基苯甲醚，产率84．6％，熔点81—82℃。加入NaNO2、浓H2SO4和KI，在5℃重氮化，经Sandmeyer反应碘代合成2，3-二氟-4-碘苯甲醚，产率75．5％，熔点63～64℃。通过熔点、IR、^1HNMR、MS和元素分析对产物讲行了表征。

4-氯-3-氟甲苯和4-溴-3-氟甲苯的合成

以红色基GL(邻硝基对甲苯胺)为原料,采用“高温”重氮化反应分别经Sandmeyer反应、还原反应和Schiemann反应可制得纯度≥99．9%(GC)的4-氯-3-氟甲苯和纯度≥99．0%(GC)的4-溴-3-氟甲苯,总收率分别为33．8%和33．9%。其中重氮化氯代反应的最佳反应条件为:反应温度50℃,反应时间2．5h,n(红色基GL):n(CuCl)=1:0．55,保温温度70℃;重氮化溴代反应的最佳条件为:反应温度50℃,反应时间4h,n (红色基GL):n(CuBr)=1:0．60,保温温度60℃。产物经IR和GC-MS验证符合预期结构。此“高温”重氮化法可扩大至中试生产。

邻氟苯甲腈的合成

以邻甲苯胺为原料 ,经希曼反应合成了邻氟甲苯 ,再经氯化、水解、肟化和脱水 4步反应生成了邻氟苯甲腈 ,考察了每步反应对合成的影响 ,总收率 34.4 % ,产品纯度达到了

2,4-二氟苯甲醛的合成

以2,4-二硝基甲苯为原料,通过还原、改进的西曼反应氟化、侧链氯化、水解制得2,4-二氟苯甲醛,考察了每步反应条件对合成的影响,总收率达到了23.5％,产品纯度大于99％。

合成2-氟腺嘌呤的新方法

从2-氨基-6-氯嘌呤出发,通过叠氮化反应合成2-氨基-6-叠氮嘌呤(3),3在希曼反应中完成氟对氨基的取代得到2-氟-6-叠氮嘌呤(4),4的叠氮基被还原为氨基制备出目标化合物2-氟腺嘌呤,总收率39.3%。

从间苯二胺合成间二氟苯的研究

研究了间苯二胺经Ｓｃｈｉｅｍａｎｎ反应来制备间二氟苯，在－１２℃以下的低温将间苯二胺的冷盐酸溶液慢慢滴加到新制备的亚硝酸溶液中，然后加入氟硼酸溶液，能得到９０％收率的间苯二重氮双氟硼酸盐。对上述重氮盐进行热分解可以得到８０％收率的间二氯苯。

间氟甲苯的改进合成

从间硝基甲苯还原得定量的间甲苯胺, 再经Schiemann反应得间氟甲苯,在该反应氟硼化试剂用氟硼酸钠而不是氟硼酸。

2-氟-4-碘-苯甲醚的合成研究

以邻氨基苯甲醚为原料,经Schiemann反应生成邻氟苯甲醚,然后在苯环上4 位硝化后再还原成4 氨基 2 氟 苯甲醚,再经Sandmeyer反应碘代合成2 氟 4 碘 苯甲醚,该化合物是合成L 3 氟-酪氨酸的中间体。

利用改进的席曼反应法制备对二氟苯的研究

以对苯二胺为主要原料,在无水氟化氢中,利用改进的席曼反应法制得对二氟苯。改进的方法可以不必分离出重氮盐,易于连续操作。反应条件如下:选择HF-三乙胺体系,n(亚硝酸钠):n(对苯二胺)=2.2,重氮化反应时间为3 h,收率为78%。

3,5-二氟-4-碘-苯甲醚的合成

3,5-diflure-4-codio-anisole is synthesized by taking 3,5-diamino-anisole as starting material.This synthetic route include schiemann reaction,nitration,reduction and Sandmeyer reaction.The product is characterized by melting point,IR,H-NMR,MS and elementary analysis.

3-氟-4-碘苯甲醚的合成

以间氨基苯甲醚为原料,在浓HCl、NaNO2作用下,反应温度5℃以下,加入40%的氟硼酸,加热,经Schiemann反应生成间氟苯甲醚,产率36.6%.然后在60℃水浴中缓慢滴加65%～68%的发烟硝酸、冰乙酸和醋酐的混合液（间氟苯甲醚与浓硝酸的摩尔比为0.0624：0.0721、冰乙酸与醋酐的体积比为10.6：7.6）,苯环上4-位硝化1 h后得3-氟-4-硝基苯甲醚,产率48.7%,沸点151.2℃.在ZnCl2和浓HCl作用下反应12 h,再还原成3-氟-4-氨基苯甲醚,产率84.1%,熔点240～241℃.加入NaNO2、浓H2SO4和KI,在5℃下重氮化,经Sandmeyer反应碘代合成3-氟-4-碘苯甲醚,产率72.0%,熔点123～123.5℃.通过沸点、熔点、IR、1H NMR、MS和元素分析对产物进行了表征.

2-溴-6-氟甲苯的合成

2-溴-6-氟甲苯是重要的医药中间体,以2-氨基-6-硝基甲苯为原料经加特曼重氮盐取代、还原和希曼反应制得2-溴-6-氟甲苯,目标产品的收率为51.8%。研究了工艺条件对每步反应的影响,中间产品和目标产品的结构经IR、MS、1HNMR得到确证。

邻氟苯甲醛的合成研究

以邻甲苯胺为原料,经西曼反应合成了邻氟甲苯,再经氯化、水解生成了邻氟苯甲醛,考察了每步反应对 合成的影响,总收率达到了52％,产品纯度大于99％。

2-氟-6-三氟甲基苄胺的合成新方法

以2-甲基-3-三氟甲基苯胺(1)为原料,经Balz-Schiemann反应制得3-氟-2-甲基三氟甲苯(3);3经溴代制得2-氟-6-三氟甲基苄溴(4),最后经Gabriel反应合成2-氟-6-三氟甲基苄胺,总收率53.4%,其结构经~1H NMR和MS(ESI)确证。