5-Fluoro-2-nitroanilineest un important composé aromatique contenant de l'azote, qui est largement utilisé dans les produits pharmaceutiques, les colorants, les matériaux et d'autres domaines. Diverses méthodes de synthèse de la 5-fluoro-2-nitroaniline seront présentées ci-dessous.
1. Tout d'abord, la synthèse de 5-fluoro-2-nitroaniline par réaction de nitration aromatique est introduite. Les matières premières pour la réaction sont le p-fluoronitrobenzène et l'acide nitrique concentré, les conditions de réaction sont généralement à température ambiante, le rapport massique des réactifs est de 1:1,3 ~ 1,5 et le temps de réaction est supérieur à 10 heures. Au cours de la réaction, il est nécessaire de contrôler la température et d'ajouter un diluant pour favoriser la réaction. Le produit synthétisé est une boue brun rougeâtre, qui peut être cristallisée et lavée pour obtenir la 5-fluoro-2-nitroaniline. Le principe est que sous l'action d'un ion azote électrophile fort (ion Nitronium, NO2 plus), l'atome d'hydrogène sur le cycle aromatique du composé aromatique est remplacé par un groupe nitro (groupe Nitro, -NO2), formant ainsi un composé nitré. Les étapes spécifiques sont les suivantes :
Etape 1 : Préparation de l'acide mixte nitré
Avant de préparer la 5-fluoro-2-nitroaniline, il est nécessaire de préparer un acide mixte nitré. L'acide mixte nitrant, c'est-à-dire un mélange d'acide nitrique et d'acide sulfurique concentré, est un agent nitrant couramment utilisé dans la préparation de composés nitrés. Les étapes de préparation du béton sont les suivantes :
(1.) Dans certaines conditions de refroidissement, déposer lentement de l'acide sulfurique concentré dans l'acide nitrique concentré refroidi ;
(2.) L'acide de nitration mixte préparé doit être entièrement refroidi et stocké dans un dispositif fermé de distillation de solvant organique.
Étape 2 : Synthèse de la 5-fluoro-2-nitroaniline
Après avoir préparé l'acide mixte nitré, la synthèse de la 5-fluoro-2-nitroaniline peut être réalisée. Les étapes spécifiques sont les suivantes :
(1.) Dissoudre l'acide 5-fluoro-2-aminophénylacétique dans une solution d'hydroxyde de sodium, extraire avec de l'éther et sécher. Le produit a été obtenu : acide 5-fluoro-2-nitrophénylacétique.
(2.) Dissoudre l'acide 5-fluoro-2-nitrophénylacétique dans l'acide mixte nitrant et ajouter l'excès d'acide sulfurique concentré. Le rapport molaire théorique des réactifs est de 1:2:3.
(3.) Lors de l'ajout des réactifs, maintenez la température du mélange réactionnel ne dépassant pas 5 degrés. Après 1-2 heures de réaction, filtrer et laver le précipité avec de l'eau glacée, et enfin l'extraire avec de l'éther pour obtenir la 5-fluoro-2-nitroaniline .
Résumer:
Grâce aux étapes ci-dessus, la 5-fluoro-2-nitroaniline peut être synthétisée avec succès. Il convient de noter que la réaction de nitration aromatique est très dangereuse et que l'opérateur doit avoir des compétences en expérimentation chimique et une expérience d'exploitation très élevées. Lors de la réalisation de cette réaction, les procédures d'exploitation de sécurité du laboratoire doivent être strictement suivies, et la sécurité doit être la considération primordiale.
2. La deuxième méthode est la réaction de nitrification catalysée par le pentoxyde de phosphore. L'opération spécifique consiste à dissoudre l'2-amino-5-fluorophénol dans l'acétone, puis à ajouter une petite quantité de pentoxyde de phosphore. Ajouter de l'acide nitrique dans le système de réaction sous forme de titrage et maintenir la température du système de réaction en dessous de 0 degré pendant la réaction. Une fois la réaction terminée, le produit de la réaction est lavé à l'eau, dissous avec de l'acide dilué et purifié par cristallisation pour obtenir la 5-fluoro-2-nitroaniline. Les étapes spécifiques sont les suivantes :
1. Préparez les réactifs : mélangez le composé organique contenant des groupes amino avec de l'acide nitrique et ajoutez un catalyseur au pentoxyde de phosphore.
2. Le catalyseur fonctionne : le catalyseur au pentoxyde de phosphore joue un rôle de catalyseur et accélère la vitesse de réaction.
3. Réaction de déshydratation : Sous la catalyse du pentoxyde de phosphore, l'ion hydrogène (Hplus) dans la molécule d'acide nitrique subit une réaction de déshydratation pour générer l'ion nitroso (NO2-) et la molécule d'eau (H2O).
4. Réaction d'oxydation : les ions nitroso réagissent avec le catalyseur de pentoxyde de phosphore pour produire des ions oxygène et nitrate (NO2 plus).
5. Réaction d'addition : les ions nitro attaquent les groupes amino dans les molécules organiques pour former des composés nitroso.
6. Oxydation supplémentaire : Le composé nitroso est encore oxydé par le catalyseur au pentoxyde de phosphore et converti en un composé nitro.
7. Cristallisation ou extraction : Selon les besoins, les composés nitrés obtenus sont séparés par cristallisation ou extraction.
En conclusion, grâce à la réaction de nitration catalysée par le pentoxyde de phosphore, nous pouvons convertir les groupes amino des molécules organiques en groupes nitro. Cette réaction a un large éventail d'applications dans la médecine, l'industrie chimique, les colorants et d'autres domaines.
3. La troisième méthode de synthèse consiste à obtenir le produit cible à partir du composé aminé par la réaction d'amination de la formation de la liaison CN. La réaction obtient d'abord l'éthyl 2-amino-5-fluorobenzoate, puis effectue une réaction d'ammonolyse par l'action d'un catalyseur. Les catalyseurs couramment utilisés sont les sels ferreux, les sels de cuivre, etc. Ajoutez des substances alcalines telles que l'hydroxyde de sodium dans le système de réaction, chauffez la réaction et, sous l'action anormale du sel de sodium, la réaction générera du 5-fluoro{{5 }}nitroaniline.
Les étapes expérimentales sont les suivantes :
(1.) Séchez d'abord l'isopropylamine dans un dessiccateur pour vous assurer que l'isopropylamine utilisée dans la réaction ne contient pas d'humidité.
(2.) Mélanger l'acide 5-fluoro-2-nitrobenzoïque et l'isopropylamine dans un rapport de 1:2 et ajouter dans un ballon à fond rond de 500 ml.
(3.) Ajouter un catalyseur acide. Généralement, l'acide sulfurique ou l'acide phosphorique concentré est utilisé comme catalyseur acide. Dans cette expérience, nous utiliserons de l'acide sulfurique concentré comme catalyseur acide. Ajouter lentement 25 ml d'acide sulfurique concentré dans le ballon.
(4.) Mettez le ballon dans une bouilloire de réaction et ajoutez de l'isopropylamine qui vient d'être bouillie à sec pour l'introduction des groupes amino. Plusieurs agitateurs en spirale doivent être ajoutés au réacteur pour s'assurer que les réactifs au fond ne se déposent pas.
(5.) Allumez l'agitateur et réagissez à une température de 140-150 degrés pendant 2-3 heures. L'azote peut être utilisé pour refroidir et contrôler la température de réaction pendant la réaction.
(6.) Une fois la réaction terminée, refroidir le mélange réactionnel avec de l'eau froide, ajouter une solution d'hydroxyde de sodium au mélange et neutraliser l'acide sulfurique qu'il contient.
(7.) Filtrer le mélange et laver le solide filtré avec de l'éthanol chaud.
(8.) Le produit préparé peut être identifié par des méthodes d'analyse chimique telles que la RMN et l'IR.
4. La dernière méthode présentée est la synthèse de 5-fluoro-2-nitroaniline par réaction de réduction. Dissolvez le 5-fluoro-2-nitrophénol dans un solvant alcoolique, ajoutez du borohydrure de sodium comme agent réducteur et chauffez la réaction jusqu'à la fin de la réaction. Une fois la réaction terminée, un acide est ajouté pour le traitement d'acidification et le produit de la réaction est lavé avec de l'éthanol et de l'eau pour obtenir de la 5-fluoro-2-nitroaniline pure. Voici les étapes spécifiques pour la synthèse de la 5-fluoro-2-nitroaniline :
(1.) Synthèse de 2-fluoro-5-nitroaniline : faire réagir 2-amino-5-fluoronitrobenzène et acide acétique en présence d'acide sulfurique pour obtenir 2-fluoro{ {6}}nitroaniline.
(2.) Réaction de réduction : dissoudre la 2-fluoro-5-nitroaniline dans l'acétone, ajouter un excès de sulfite de sodium et effectuer la réaction de réduction dans des conditions de chauffage à reflux. Arrêter le chauffage une fois la réaction terminée et laver à l'eau pour obtenir la 5-fluoro-2-nitroaniline.
Le mécanisme spécifique de la réaction de réduction :
Le sulfite de sodium forme du bisulfite de sodium dans l'eau. Cette substance a une bonne réductibilité et peut échanger avec le groupe nitro de la nitroaniline pour former une nitrosoaniline plus stable. Puis, sous l'action continue de l'agent réducteur, la réaction d'addition d'atomes d'hydrogène se produit dans la nitrosoaniline pour obtenir la 5-fluoro-2-nitroaniline.
Dans l'opération expérimentale, il est nécessaire de contrôler la température et le temps de réaction pour éviter une réduction excessive et des sous-produits. De plus, l'utilisation excessive de sulfite de sodium peut augmenter le rendement de la réaction de réduction.
Ce qui précède est une variété de méthodes de synthèse pour la 5-fluoro-2-nitroaniline, chaque méthode a ses propres avantages et inconvénients, et une méthode de synthèse appropriée peut être sélectionnée en fonction des besoins réels. Parmi eux, le coût de la synthèse par réaction de nitration est faible mais le risque de sécurité est élevé, tandis que le coût de synthèse de la réaction de réduction est élevé mais moins dangereux, il doit donc être soigneusement sélectionné.