一种制备4-溴苯甲酰胺的方法
阅读说明：本技术 一种制备4-溴苯甲酰胺的方法 (Method for preparing 4-bromobenzamide ) 是由 田欣哲 任运来 刘文波 郭莹港 于 2021-07-19 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种制备4-溴苯甲酰胺的方法,其将4-溴苄氯、三水合亚铁氰化钾与有机溶剂混合后,在催化剂1,10-菲啰啉/铜盐存在条件下,于氧气中120～160℃反应10～60h,制备得到4-溴苯甲酰胺。该方法以三水合亚铁氰化钾为反应试剂,合成方法简便,生产成本低,污染小。(The invention relates to a method for preparing 4-bromobenzamide, which comprises the steps of mixing 4-bromobenzyl chloride, potassium ferrocyanide trihydrate and an organic solvent, and reacting in oxygen at 120-160 ℃ for 10-60 hours in the presence of a catalyst 1, 10-phenanthroline/copper salt to prepare the 4-bromobenzamide. The method takes potassium ferrocyanide trihydrate as a reaction reagent, and has the advantages of simple and convenient synthesis method, low production cost and little pollution.)
技术领域
本发明属于有机化学合成技术领域，具体涉及一种制备4-溴苯甲酰胺的方法。
背景技术
4-溴苯甲酰胺是一种重要的有机合成中间体，可用于合成氨茴酸甲酯、氟氯菊酯、盐酸普鲁卡因胺、西沙必利等医药或染料（中国医药生物技术, 2020年, 第15卷, 603–607页）。目前有多种合成4-溴苯甲酰胺的方法。主要如下：（1）以4-溴苄胺为原料，在过渡金属催化下，通过苄基碳-氢键与氧气的反应生成4-溴苯甲酰胺（ChemCatChem, 2019年, 第11卷, 401–406页）。（2）以4-溴苯甲醛为原料，在过渡金属催化下，通过盐酸羟胺与醛基的反应得到4-溴苯甲酰胺产品（Journal of Organometallic Chemistry, 2019年, 第894卷,67–77页）。（3）以4-溴苯甲腈为原料，在过渡金属催化下，通过氰基的选择性水解获得4-溴苯甲酰胺产品（Chemical Science, 2019年, 第10卷, 10647–10652页）。（4）以4-溴苄氯为原料，通过与肼、氨分子/氧化剂、叠氮盐/氧化剂等试剂的反应，得到4-溴苯甲酰胺产物（Tetrahedron Letters, 2010年, 第51卷, 5328–5332页）。但现有的合成方法多存在合成条件苛刻、成本高昂以及环境污染严重等缺陷。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术缺陷，提供一种制备4-溴苯甲酰胺的方法，该方法以三水合亚铁氰化钾为反应试剂，合成方法简便，生产成本低，污染小。
为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：
一种制备4-溴苯甲酰胺的方法，其将4-溴苄氯、三水合亚铁氰化钾与有机溶剂混合后，在催化剂1,10-菲啰啉/铜盐存在条件下，于氧气中120~160℃反应10~60h，制备得到4-溴苯甲酰胺。
所述4-溴苄氯的结构式为：；
所述4-溴苯甲酰胺的结构式为：；
所述三水合亚铁氰化钾为：K4[Fe(CN)6]·3H2O 。
进一步的，所述铜盐为氯化亚铜、硝酸铜、溴化亚铜、三氟甲烷磺酸铜、碘化亚铜、氯化铜、醋酸铜、乙酰丙酮铜和硫酸铜中的任意一种，优选氯化亚铜。
进一步的，所述有机溶剂为二甲基亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮和四氢呋喃中的任意一种，优选二甲基亚砜。
具体的，所述4-溴苄氯、三水合亚铁氰化钾、1,10-菲啰啉和铜盐的摩尔比为1：(0.5~6)：(0.5~6)：(0.4~4)。
进一步优选的，所述4-溴苄氯、三水合亚铁氰化钾、1,10-菲啰啉和铜盐的摩尔比为1：1.5：1：1。
进一步的，所述有机溶剂的用量为每毫摩尔4-溴苄氯加入2~16mL有机溶剂，优选4mL。
上述制备4-溴苯甲酰胺的方法中，所述氧气的压力为0.5~8MPa，优选1.5MPa。
优选地，制备时，反应温度为120~160℃，反应时间为10~60h，最佳地，反应温度为140℃，反应时间为30h。
和现有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明的基本原理为：在1,10-菲啰啉/铜盐的催化下，4-溴苄氯与氧气反应生成4-溴苯酰基自由基；该自由基与亚铁氰化钾和氧气发生反应，生成苯甲酰异氰酸酯中间体；该中间体在铜盐催化下发生水解生成4-溴苯甲酰胺。具体的，在高压反应釜中加入4-溴苄氯、三水合亚铁氰化钾、1,10-菲啰啉、铜盐和有机溶剂，接着充入氧气并密封反应釜后，反应制得4-溴苯甲酰胺，反应式如下：
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所得产物4-溴苯甲酰胺通过气相色谱内标法进行定量，产率最高达87%，使用柱色谱法对其进行提纯（流动相：体积比为10:1的石油醚和乙酸乙酯的混合溶剂），利用13C-NMR和1H-NMR确定产物结构如下：
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本发明以4-溴苄氯为反应试剂，提供了一种制备4-溴苯甲酰胺的方法，该合成方法简单便捷，生产成本低，没有使用有毒试剂，减少了对环境的污染。
附图说明
图1为实施例1制备所得4-溴苯甲酰胺的1H-NMR图谱；
图2为实施例1制备所得4-溴苯甲酰胺的13C-NMR图谱。
具体实施方式
为了使本发明的技术目的、技术方案和有益效果更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案作出进一步的说明，但所述实施例旨在解释本发明，而不能理解为对本发明的限制，实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行，所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
实施例1
一种制备4-溴苯甲酰胺的方法，具体如下：
把0.5mmol4-溴苄氯、0.75mmol三水合亚铁氰化钾、0.5mmol 1,10-菲啰啉、0.5mmol氯化亚铜和2mL二甲基亚砜加入到高压反应釜中后，充满1.5MPa 氧气并密封反应釜，在140℃反应30h；待反应结束后，利用气相色谱内标法进行定量分析，产率为87%，通过柱色谱法对4-溴苯甲酰胺产物进行分离提纯（流动相：体积比为10:1的石油醚和乙酸乙酯的混合溶剂），使用如图1所示的1H-NMR和如图2所示的13C-NMR确定产物的结构如下：
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图1所示的1H-NMR图谱与文献 （Inorg. Chem. 2020, 59, 16582−16590）中该化合物的图谱相吻合：其中δ= 2.35和2.51处分别为溶剂DMSO和水的峰，δ= 8.05 (s, 1H)和7.46 (s, 1H)处为酰氨基上两个氢的峰，7.82 (d, J = 8.5 Hz, 2H) 处为苯环上酰胺基邻位氢的峰，7.67 (d, J = 8.5 Hz, 2H) 处为苯环上溴基邻位氢的峰，与该化合物的结构相吻合。
图2所示的13C-NMR图谱与文献（Inorg. Chem. 2020, 59, 16582−16590）中该化合物的图谱相吻合：δ= 167.4, 133.9, 131.7, 130.1, 125.5，与该化合物的结构相吻合。
实施例2-9
将实施例1中的氯化亚铜分别用等摩尔量的硝酸铜、溴化亚铜、三氟甲烷磺酸铜、碘化亚铜、氯化铜、醋酸铜、乙酰丙酮铜、硫酸铜替代，其他条件同实施例1。4-溴苯甲酰胺产物的产率分别为71%、68%、76%、82%、67%、51%、57%、39%。
实施例10-12
将实施例1中的二甲基亚砜分别用等体积的N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、四氢呋喃替代，其他条件同实施例1。4-溴苯甲酰胺产物的产率分别为72%、64%、39%。
实施例13-16
将实施例1中二甲基亚砜的用量分别变为1mL、3mL、4mL、8mL，其他条件同实施例1。4-溴苯甲酰胺产物的产率分别为73%、82%、70%、51%。
实施例17-21
将实施例1中的氧气压力分别变为0.5 MPa、1 MPa、3 MPa、5 MPa、8 MPa，其他条件同实施例1。4-溴苯甲酰胺产物的产率分别为31%、70%、82%、85%、82%。
实施例22-26
将实施例1中三水合亚铁氰化钾的用量分别变为0.25mmol、0.5mmol、1mmol、1.5mmol、3mmol，其他条件同实施例1。4-溴苯甲酰胺产物的产率分别为37%、66%、82%、85%、81%。
施例27-31
将实施例1中1,10-菲啰啉的用量分别变为0.25mmol、1mmol、1.5mmol、2mmol、3mmol，其他条件同实施例1。4-溴苯甲酰胺产物的产率分别为64%、80%、85%、83%、77%。
实施例32-36
将实施例1中氯化亚铜的用量分别变为0.2mmol、0.4mmol、0.8mmol、1mmol、2mmol，其他条件同实施例1。4-溴苯甲酰胺产物的产率分别为22%、72%、85%、83%、80%。
实施例37-40
将实施例1中的反应温度分别变为120℃、130℃、150℃、160℃，其他条件同实施例1。4-溴苯甲酰胺产物的产率分别为63%、79%、82%、87%。
实施例41-50
将实施例1中的反应时间分别变为10h、15h、20h、25h、35h、40h、45h、50h、55h、60h，其他条件同实施例1。4-溴苯甲酰胺产物的产率分别为44%、73%、83%、85%、80%、83%、81%、80%、86%、83%。
最后所应说明的是：上述实施例仅用于说明而非限制本发明的技术方案，任何对本发明进行的等同替换及不脱离本发明精神和范围的修改或局部替换，其均应涵盖在本发明权利要求保护的范围之内。
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