5- فلورو -2- نيتروانيلينهو مركب عطري مهم يحتوي على النيتروجين ، ويستخدم على نطاق واسع في المستحضرات الصيدلانية والأصباغ والمواد وغيرها من المجالات. سيتم تقديم طرق تركيبية مختلفة من 5- فلورو -2- نيتروانيلين أدناه.
1. أولاً ، تم تقديم تركيب 5- فلورو -2- نيتروانيلين عن طريق تفاعل النترات العطرية. المواد الخام للتفاعل هي فلورونيتروبنزين p وحمض النيتريك المركز ، وتكون ظروف التفاعل بشكل عام في درجة حرارة الغرفة ، ونسبة كتلة المواد المتفاعلة هي 1: 1.3 ~ 1.5 ، ووقت التفاعل أكثر من 10 ساعات. أثناء التفاعل ، من الضروري التحكم في درجة الحرارة وإضافة مادة مخففة لتعزيز التفاعل. المنتج المركب عبارة عن طين بني محمر ، يمكن بلورته وغسله للحصول على 5- فلورو -2- نيتروانيلين. المبدأ هو أنه تحت تأثير أيون النيتروجين الإلكتروفيلي القوي (أيون النترونيوم ، NO2 زائد) ، يتم استبدال ذرة الهيدروجين على الحلقة العطرية للمركب العطري بمجموعة نيترو (مجموعة نيترو ، -لا2) ، وبالتالي تكوين مركب نيترو. الخطوات المحددة هي كما يلي:
الخطوة 1: تحضير حامض نترات مختلط
قبل تحضير 5- فلورو -2- نيتروانيلين ، من الضروري تحضير حمض نترات مخلوط. حمض النيترة المختلط ، أي خليط من حامض النيتريك وحمض الكبريتيك المركز ، هو عامل نترت شائع الاستخدام في تحضير مركبات النيترو. خطوات تحضير الخرسانة هي كما يلي:
(1) في ظل ظروف تبريد معينة ، قم بإسقاط حمض الكبريتيك المركز ببطء في حمض النيتريك المركز المبرد ؛
(2) يجب تبريد حمض النيترة المختلط المحضر بالكامل وتخزينه في جهاز تقطير مذيب عضوي مغلق.
الخطوة 2: توليف 5- فلورو -2- نيتروانيلين
بعد تحضير حامض النترات المختلط ، يمكن تصنيع 5- فلورو -2- نيتروانيلين. الخطوات المحددة هي كما يلي:
(1.) قم بإذابة حمض 5- فلورو -2- أمينوفينيل أسيتيك في محلول هيدروكسيد الصوديوم ، واستخلصه باستخدام الأثير وجفف. تم الحصول على المنتج: 5- فلورو -2- حمض نيتروفينيل أسيتيك.
(2.) قم بإذابة 5- فلورو -2- حمض النيتروفينيل أسيتيك في حمض النيترة المختلط ، وأضف حمض الكبريتيك المركز الزائد. النسبة المولية النظرية للمواد المتفاعلة هي 1: 2: 3.
(3) أثناء إضافة المواد المتفاعلة ، حافظ على درجة حرارة خليط التفاعل لا تزيد عن 5 درجات. بعد التفاعل لمدة 1-2 ساعة ، قم بتصفية المادة المترسبة وغسلها بماء مثلج ، ثم استخرجها أخيرًا باستخدام الأثير للحصول على 5- فلورو -2- نيتروانيلين.
لخص:
من خلال الخطوات المذكورة أعلاه ، يمكن تصنيع 5- فلورو -2- نيتروانيلين بنجاح. وتجدر الإشارة إلى أن تفاعل النترات العطرية خطير للغاية ، ويحتاج المشغل إلى مهارات تجربة كيميائية عالية جدًا وخبرة تشغيلية. عند تنفيذ هذا التفاعل ، يجب اتباع إجراءات تشغيل السلامة في المختبر بصرامة ، ويجب أن تكون السلامة الاعتبار الأساسي.
2. الطريقة الثانية هي من خلال تفاعل النترجة المحفز بواسطة خامس أكسيد الفوسفور. وتتمثل العملية المحددة في إذابة 2- الأمينو -5- الفلوروفينول في الأسيتون ، ثم إضافة كمية صغيرة من خامس أكسيد الفوسفور. أضف حمض النيتريك إلى نظام التفاعل في صورة معايرة ، وحافظ على درجة حرارة نظام التفاعل أقل من 0 درجة أثناء التفاعل. بعد اكتمال التفاعل ، يغسل منتج التفاعل بالماء ، ويذوب بحمض مخفف وينقى بالتبلور للحصول على 5- فلورو -2- نيتروانيلين. الخطوات المحددة هي كما يلي:
1. تحضير المواد المتفاعلة: اخلط المركب العضوي المحتوي على مجموعات أمينية مع حمض النيتريك ، وأضف محفز خامس أكسيد الفوسفور.
2. المحفز يعمل: محفز خامس أكسيد الفوسفور يلعب دور تحفيزي ويسرع من معدل التفاعل.
3. تفاعل الجفاف: تحت تحفيز خامس أكسيد الفوسفور ، فإن أيون الهيدروجين (Hزائد) في جزيء حمض النيتريك يخضع لتفاعل تجفيف لتوليد أيون النيتروز (NO2-) وجزيء الماء (H2O).
4. تفاعل الأكسدة: تتفاعل أيونات النيتروز مع محفز خامس أكسيد الفوسفور لإنتاج أيونات الأكسجين والنترات (NO2 زائد).
5. تفاعل الإضافة: تهاجم أيونات النيترو المجموعات الأمينية في الجزيئات العضوية لتشكيل مركبات النيتروز.
6. مزيد من الأكسدة: يتأكسد مركب النيتروز بشكل إضافي بواسطة محفز خامس أكسيد الفوسفور ويتحول إلى مركب نيترو.
7. التبلور أو الاستخراج: وفقًا للاحتياجات ، يتم فصل مركبات النيترو الناتجة عن طريق التبلور أو الاستخراج.
في الختام ، من خلال تفاعل النترات المحفز بواسطة خامس أكسيد الفوسفور ، يمكننا تحويل المجموعات الأمينية في الجزيئات العضوية إلى مجموعات نيترو. يحتوي هذا التفاعل على مجموعة واسعة من التطبيقات في الطب والصناعات الكيماوية والأصباغ وغيرها من المجالات.
3. الطريقة الاصطناعية الثالثة هي الحصول على المنتج المستهدف من المركب الأميني من خلال تفاعل amination تكوين رابطة CN. يحصل التفاعل أولاً على ethyl 2- amino -5- fluorobenzoate ، ثم ينفذ تفاعل تحلل الأمونيا من خلال عمل عامل حفاز. المحفزات شائعة الاستخدام هي الأملاح الحديدية وأملاح النحاس وما إلى ذلك. أضف المواد القلوية مثل هيدروكسيد الصوديوم إلى نظام التفاعل ، وقم بتسخين التفاعل ، وتحت التأثير غير الطبيعي لملح الصوديوم ، سينتج عن التفاعل 5- فلورو {{5 }} نيتروانيلين.
الخطوات التجريبية هي كما يلي:
(1) قم أولاً بتجفيف الأيزوبروبيل أمين في مجفف للتأكد من أن الأيزوبروبيلامين المستخدم في التفاعل لا يحتوي على رطوبة.
(2.) اخلط 5- فلورو -2- حمض النيتروبنزويك والأيزوبروبيل أمين بنسبة 1: 2 وأضفه إلى دورق دائري سعة 500 مل.
(3.) أضف محفز حمض. بشكل عام ، يتم استخدام حمض الكبريتيك المركز أو حمض الفوسفوريك كمحفز حمضي. في هذه التجربة ، سوف نستخدم حامض الكبريتيك المركز كمحفز حمضي. أضف ببطء 25 مل من حامض الكبريتيك المركز في القارورة.
(4) ضع القارورة في غلاية تفاعل ، وأضف الأيزوبروبيلامين الذي تم غليه للتو جافًا لإدخال المجموعات الأمينية. يجب إضافة العديد من أدوات التقليب الحلزونية إلى المفاعل لضمان عدم استقرار المواد المتفاعلة في القاع.
(5.) قم بتشغيل المحرض وتفاعل عند درجة حرارة 140-150 درجة لمدة 2-3 ساعة. يمكن استخدام النيتروجين لتبريد درجة حرارة التفاعل والتحكم فيها أثناء التفاعل.
(6) بعد انتهاء التفاعل ، برد خليط التفاعل بالماء البارد ، أضف محلول هيدروكسيد الصوديوم إلى الخليط ، وقم بتحييد حامض الكبريتيك الموجود فيه.
(7.) قم بتصفية الخليط ، وغسل المادة الصلبة المفلترة بالإيثانول الساخن.
(8) يمكن التعرف على المنتج المُعد من خلال طرق التحليل الكيميائي مثل الرنين المغناطيسي النووي والأشعة تحت الحمراء.
4. الطريقة الأخيرة التي تم تقديمها هي تخليق 5- فلورو -2- نيتروانيلين عن طريق تفاعل الاختزال. قم بإذابة 5- فلورو -2- نيتروفينول في مذيب كحولي ، أضف بوروهيدريد الصوديوم كعامل اختزال ، وقم بتسخين التفاعل حتى نهاية التفاعل. بعد انتهاء التفاعل ، يضاف الحمض لمعالجة التحميض ، ويغسل ناتج التفاعل بالإيثانول والماء للحصول على 5- فلورو -2- نيتروانيلين نقي. فيما يلي الخطوات المحددة لتركيب 5- فلورو -2- نيتروانيلين:
(1.) تخليق 2- فلورو -5- نيتروانيلين: تفاعل 2- أمينو -5- فلورونيتروبنزين وحمض الخليك في وجود حمض الكبريتيك للحصول على 2- فلورو { {6}} نيتروانيلين.
(2.) تفاعل الاختزال: قم بإذابة 2- فلورو -5- نيتروانيلين في الأسيتون ، وأضف كبريتيت الصوديوم الزائد ، وقم بإجراء تفاعل الاختزال تحت ظروف تسخين الارتداد. أوقف التسخين بعد اكتمال التفاعل ، واغسله بالماء للحصول على 5- فلورو -2- نيتروانيلين.
الآلية المحددة لتفاعل الاختزال:
يشكل كبريتيت الصوديوم ثنائي كبريتيت الصوديوم في الماء. هذه المادة لها قابلية اختزال جيدة ويمكن أن تتبادل مع مجموعة النيترو في nitroaniline لتشكيل نيتروسوانيلين أكثر استقرارًا. بعد ذلك ، في ظل التأثير المستمر لعامل الاختزال ، يحدث تفاعل إضافة ذرات الهيدروجين في nitrosoaniline للحصول على 5- فلورو -2- نيتروانيلين.
في العملية التجريبية ، من الضروري التحكم في درجة الحرارة ووقت رد الفعل لتجنب التخفيض المفرط والمنتجات الثانوية. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن يؤدي الاستخدام المفرط لكبريتيت الصوديوم إلى زيادة مردود تفاعل الاختزال.
ما سبق هو مجموعة متنوعة من الطرق الاصطناعية لـ 5- فلورو -2- نيتروانيلين ، كل طريقة لها مزاياها وعيوبها ، ويمكن اختيار طريقة تركيبية مناسبة وفقًا للاحتياجات الفعلية. من بينها ، تكلفة التخليق من خلال تفاعل النترات منخفضة ولكن مخاطر السلامة عالية ، في حين أن تكلفة تخليق تفاعل الاختزال مرتفعة ولكنها أقل خطورة ، لذلك يجب اختيارها بعناية.