邻硝基溴苄的合成技术研究

刘善和，刘 敏，韦永飞，方红新，梁 羽，赵正康

(安徽国星生物化学有限公司，安徽杂环化学省级实验室，安徽 马鞍山 243100)



邻硝基溴苄的合成技术研究

刘善和，刘 敏，韦永飞，方红新，梁 羽，赵正康

(安徽国星生物化学有限公司，安徽杂环化学省级实验室，安徽 马鞍山 243100)

采用邻硝基甲苯与N-溴代丁二酰亚胺(简称NBS)为反应原料来合成邻硝基苄溴，系统的考察了原料配比，溶剂种类，反应温度和反应时间对邻硝基溴苄收率和选择性的影响，筛选出合适的反应条件。用IR和1H NMR表征了其结构。结果显示：当以四氯化碳为溶剂，n(邻硝基甲苯)：n(NBS)=1：1.03，回流6 h时, 邻硝基苄溴的收率为86%，选择性为94.0%。该路线简单经济,条件温和,收率高,适合工业化生产。

邻硝基甲苯；N-溴代丁二酰亚胺；邻硝基苄溴

吡唑醚菌酯[1]Pyraclostrobin又名唑菌胺酯， 是德国巴斯夫公司于1993年发现的一种兼具吡唑结构的甲氧丙烯酸甲酯类广谱杀菌剂。目前合成吡唑醚菌酯的路线主要有两条，均是以邻硝基甲苯为原料，但还原和溴化过程均是这两条路线的难点[2]。

邻硝基苄基溴是合成吡唑醚菌酯的重要中间体，以邻硝基甲苯为原料，进行 自由基反应合成邻硝基溴苄[3],在传统的溴化工艺中是通过高温条件下滴加溴素进行溴化反应[4],该反应条件选择性差,收率低,反应过程中伴有严重的废气污染， 不适于工业化生产。制备苄基溴常用的溴化试剂有溴、NBS、CBrCl3、 CuBr2、Br-/Br2等[5]。叶彬彬等[6]分别采用HBr路线和NBS路线来合成对硝基苄基溴，筛选二氯甲烷作为最优溶剂， 反应温度 50 ℃， 反应时间 8 h， 产物收率在 85%以上。采用 NBS 做为溴化试剂， 可以稳定供给溴分子[7]， 以 AIBN 或BPO做为引发剂，进行溴化反应效果很好。同时Savage S A等[8]发现不同的溶剂对溴化反应具有很大的影响。因而本文采用邻硝基甲苯和NBS为原料，分别对原材料配比，溶剂种类，反应温度和反应时间对邻硝基苄溴的选择性和收率的影响，筛选出合适的反应条件。此工艺对设备要求低，避免了设备易腐蚀问题，便于工业化生产。

1 实 验

1.1 试剂与仪器

试剂: 邻硝基甲苯 (98%)、 N-溴代丁二酰亚胺 (AR)、过氧化苯甲酰(简称BPO，AR)、氯苯 (AR)、二氯甲烷(AR)、二氯乙烷(AR)、氯仿(AR)、四氯甲烷(AR)。

仪器: Varian INOVA-300 型核磁共振仪 (CDCl3为溶剂, TMS 为内标), PE System 2000 FTIR 型红外 光 谱 仪(溴 化 钾 压 片 或 液 膜 法), Agilent 1100 Series LC-MSD, WPS-1 型数字熔点仪。

1.2 合成

1.2.1 合成路线

1.2.2 邻硝基苄基溴的合成

向500 mL单口烧瓶中依次投入20 g邻硝基甲苯，150 g四氯化碳，26.8 g N-溴代丁二酰亚胺(NBS)，2 g过氧化苯甲酰，搅拌回流保温反应6 h，反应结束，反应液冷却至室温，抽滤，除掉滤渣，滤液浓缩干,得到邻硝基溴苄干品，反应收率86%,选择性94%。

2 结果与讨论

2.1 原料配比对邻硝基苄基溴的收率和选择性影响

在相同溶剂、反应温度和反应时间下，系统的考察了原料配比对邻硝基苄基溴的收率和选择性影响，具体结果如表1所示：

表1 原料配比对邻硝基苄基溴的收率和选择性影响

从表1中可以看出，随着NBS的量增加，邻硝基苄基溴的选择性下降，这主要是由于随着NBS量的增加，提供的溴素量增加，生成更多的多溴代物，从而使选择性下降；而当邻硝基甲苯：NBS=1：1.03时，收率最高，达到86.0%，选择性在94.0%，总体分析，原料配比邻硝基甲苯：NBS=1：1.03时最优。

2.2 反应溶剂对邻硝基苄基溴的收率和选择性影响

在邻硝基甲苯与NBS的摩尔比为1：1.03， 反应温度和反应时间相同条件下，系统的考察了反应溶剂对邻硝基苄基溴的收率和选择性影响，具体结果如表2所示。

表2 反应溶剂对邻硝基苄基溴的收率和选择性影响

从表2中数据可以看出，以二氯甲烷和四氯化碳作溶剂时，收率和选择性都较高，但以四氯化碳的收率和选择性最好，而以二氯乙烷、氯仿和氯苯做溶剂时，收率和选择性均比较差，这主要是由于反应生成的丁二酰亚胺不溶于二氯甲烷和四氯化碳，但容易其他三种溶剂，造成反应体系中丁二酰亚胺的浓度比较高，在同样的反应条件下，不利于生成邻硝基苄基溴，因而我们选四氯化碳作为最优溶剂。

2.3 反应温度对邻硝基苄基溴的收率和选择性影响

在邻硝基甲苯与NBS的摩尔比为1：1.03，四氯化碳做溶剂，反应时间相同条件下，系统的考察了反应温度对邻硝基苄基溴的收率和选择性影响，具体结果如图1所示。

图1 反应温度对邻硝基苄基溴的收率和选择性影响

从图1中可以看出，随着温度的增加，邻硝基苄基溴的收率和选择性增加，在回流温度下，选择性和收率达到最高，温度继续上升，收率和选择性下降，这可能是由于温度过高时，多溴代副产物增多，邻硝基苄基溴的收率和选择性下降，因而选择最优的反应温度为回流温度。

2.4 反应时间对邻硝基苄基溴的收率和选择性影响

在邻硝基甲苯与NBS的摩尔比为1：1.03，四氯化碳做溶剂，反应时间相同条件下，系统的考察了反应时间对邻硝基苄基溴的收率和选择性影响，具体结果如表3所示。

表3 反应时间对邻硝基苄基溴的收率和选择性影响

从表3结果中可以看出，随着反应时间的增加，邻硝基苄基溴的收率和选择性均先增加后降低，但反应时间为6 h时，邻硝基苄基溴的收率和选择性最高，这可能是由于时间延长，过量的溴素和生成的邻硝基溴苄进一步反应生成二溴或多溴代副产物，造成收率和选择性下降，因而选择最优反应时间为6 h。

3 结 论

通过对邻硝基苄基溴的合成条件进行考察，最终得出合成邻硝基苄基溴的最优条件为：原料配比邻硝基甲苯：NBS=1：1.03，溶剂为四氯化碳，反应温度为回流温度，反应时间为6 h,此时邻硝基苄基溴的收率和选择性分别达到86.0%和94.0%。

[1] 刘长令.世界农药大全:杀菌剂卷[M]. 北京:化学工业出版社,2005:139-143.[2] Lorenz G, Muelller B. Canbamates and crop protectionagents containing them [P].WO:9315046. 1993-08-05.

[3] 刑其毅,徐瑞秋,周政,等. 基础有机化学[M]. 北京:高等教育出版社,1993:181-184.

[4] 周增勇.4-硝基苄基溴的光照合成方法探索[J].染料与染色，2009,46(5):44-45.

[5] 兰世林,刘卫东,兰支利. 邻硝基苄基溴的合成研究[J].精细化工中间体，2006，36(2):24-33.

[6] 叶彬彬,王玲燕,谢菊冲,等. 对硝基溴苄的合成工艺研究[J].广州化工，2014,42(13):85-86.

[7] 陈谊. 苄位溴代和氧化的新方法[D].天津: 天津大学有机化学，2002.

[8] Savage S A, Smith A P, Fraser C L. ChemInform Abstract: Efficient Synthesis of 4-, 5-, and 6-Methyl-2,2’-bipyridine by a Negishi Cross-Coupling Strategy Followed by High-Yield Conversion to Bromo-and Chloromethyl-2-2’-bipyridines.[J]. Cheminform, 1998, 63(26):10048-10051.

Study on Synthetic Technology of O-nitrobenzyl Bromide

LIUShan-he,LIUMin,WEIYong-fei,FANGHong-xin,LIANGYu,ZHAOZheng-kang

(Anhui Costar Biological Chemical Co., Ltd., Anhui Heterocyclic Chemistry Provincial Laboratory,Anhui Maanshan 243100, China)

O-nitrobenzyl bromide could be synthesized by o-nitromethylbenzene and N-bromobutanimide. The process and the influences of factors on the yield and selectivity were studied, the ratio of raw material, solvent, reaction temperature and reaction time and the appropriate reaction conditions were screened out. The structure was confirmed by IR and1H NMR. The results showed that when n(o-nitromethylbenzene)：n(NBS)=1：1.03 and 6 h after refluxing with carbon tetrachloride as solvent, the total yield was 86% and selectivity was 94.0%. The process exhibited mild reaction conditions and high yield, and was suitable for industrial production.

o-nitromethylbenzene; N-bromobutanimide; O-nitrobenzyl bromide

刘善和(1978-)，男，工程师，主要从事企业管理及农药合成研究。

方红新 (1983-)，男，工程师，主要从事高分子结构合成和农药合成研究。

O62

A

1001-9677(2016)020-0074-03