5-Флуоро{1}}нитроанилинје важно ароматично једињење које садржи азот, које се широко користи у фармацеутским производима, бојама, материјалима и другим пољима. Различите методе синтетике 5-флуоро-2-нитроанилина ће бити представљене у наставку.
1. Прво се уводи синтеза 5-флуоро-2-нитроанилина реакцијом ароматичне нитрације. Сирови материјали за реакцију су п-флуоронитробензен и концентрована азотна киселина, реакциони услови су углавном на собној температури, масени однос реактаната је 1:1,3~1,5, а време реакције је више од 10 сати. Током реакције потребно је контролисати температуру и додати разблаживач да би се поспешила реакција. Синтетизовани производ је црвенкасто-браон муљ, који се може кристалисати и опрати да би се добио 5-флуоро{12}}нитроанилин. Принцип је да под дејством јаког електрофилног азотног јона (Нитронијум јон, НО2 плус), атом водоника на ароматичном прстену ароматичног једињења је замењен нитро групом (Нитро група, -НО2), чиме се формира нитро једињење. Конкретни кораци су следећи:
Корак 1: Припрема нитрована мешане киселине
Пре припреме 5-флуоро-2-нитроанилина, потребно је припремити нитрована мешана киселина. Нитрирајућа мешана киселина, односно мешавина азотне и концентроване сумпорне киселине, је уобичајено коришћено средство за нитрирање у припреми нитро једињења. Кораци припреме бетона су следећи:
(1.) Под одређеним условима хлађења, полако капајте концентровану сумпорну киселину у охлађену концентровану азотну киселину;
(2.) Припремљена мешана нитрациона киселина треба да се потпуно охлади и чува у затвореном уређају за дестилацију органског растварача.
Корак 2: Синтеза 5-флуоро-2-нитроанилина
Након припреме нитрована мешане киселине, може се извршити синтеза 5-флуоро-2-нитроанилина. Конкретни кораци су следећи:
(1.) Растворити 5-флуоро-2-аминофенилсирћетну киселину у раствору натријум хидроксида, екстраховати етром и осушити. Добијен је производ: 5-флуоро-2-нитрофенилсирћетна киселина.
(2.) Растворити 5-флуоро-2-нитрофенилсирћетну киселину у мешаној киселини за нитрирање и додати вишак концентроване сумпорне киселине. Теоретски моларни однос реактаната је 1:2:3.
(3.) Приликом додавања реактаната, температура реакционе смеше не прелази 5 степени. После реаговања током 1-2 сати, филтрирајте и исперите талог леденом водом и на крају га екстрахујте етром да бисте добили 5-флуоро{4}}нитроанилин.
Резимирати:
Кроз горе наведене кораке, 5-флуоро-2-нитроанилин се може успешно синтетизовати. Треба напоменути да је реакција ароматичне нитрације веома опасна, а оператер треба да има веома високе вештине хемијског експеримента и оперативно искуство. Приликом спровођења ове реакције, треба стриктно поштовати безбедносне радне процедуре у лабораторији, а безбедност би требало да буде примарна пажња.
2. Други метод је кроз реакцију нитрификације коју катализује фосфор пентоксид. Специфична операција је растварање 2-амино-5-флуорофенола у ацетону, а затим додавање мале количине фосфорног пентоксида. Додајте азотну киселину у реакциони систем у облику титрације и одржавајте температуру реакционог система испод 0 степена током реакције. Након што је реакција завршена, производ реакције је испран водом, растворен у разблаженој киселини и пречишћен кристализацијом да би се добио 5-флуоро{5}}нитроанилин. Конкретни кораци су следећи:
1. Припремите реактанте: помешајте органско једињење које садржи амино групе са азотном киселином и додајте фосфор пентоксид катализатор.
2. Катализатор ради: катализатор фосфор пентоксид игра каталитичку улогу и убрзава брзину реакције.
3. Реакција дехидрације: Под катализом фосфор пентоксида, јон водоника (Хплус) у молекулу азотне киселине пролази кроз реакцију дехидрације да би се створио нитрозо јон (НО2-) и молекул воде (Х2O).
4. Реакција оксидације: Нитрозо јони реагују са фосфорним пентоксидним катализатором да би произвели кисеоник и нитратне јоне (НО2 плус).
5. Реакција адиције: Нитро јони нападају амино групе у органским молекулима да би формирали нитрозо једињења.
6. Даља оксидација: Нитрозо једињење се даље оксидује помоћу катализатора фосфор пентоксида и претвара у нитро једињење.
7. Кристализација или екстракција: Добијена нитро једињења се према потребама одвајају кристализацијом или екстракцијом.
У закључку, кроз реакцију нитрације катализовану фосфорним пентоксидом, можемо претворити амино групе у органским молекулима у нитро групе. Ова реакција има широку примену у медицини, хемијској индустрији, бојама и другим областима.
3. Трећи синтетички метод је да се добије циљни производ из амино једињења кроз реакцију аминације формирања ЦН везе. Реакција прво добија етил 2-амино-5-флуоробензоат, а затим спроводи реакцију амонолизе кроз деловање катализатора. Обично коришћени катализатори су соли гвожђа, соли бакра, итд. Додајте алкалне супстанце као што је натријум хидроксид у реакциони систем, загрејте реакцију и под абнормалним дејством натријумове соли, реакција ће створити 5-флуоро{{5 }}нитроанилин.
Експериментални кораци су следећи:
(1.) Прво осушите изопропиламин у ексикатору како бисте осигурали да изопропиламин који се користи у реакцији не садржи влагу.
(2.) Помешати 5-флуоро-2-нитробензојеву киселину и изопропиламин у односу 1:2 и додати у балон са округлим дном од 500 мл.
(3.) Додати кисели катализатор. Генерално, концентрована сумпорна киселина или фосфорна киселина се користи као кисели катализатор. У овом експерименту користићемо концентровану сумпорну киселину као кисели катализатор. Полако додајте 25 мЛ концентроване сумпорне киселине у балон.
(4.) Ставите балон у реакциони котао и додајте изопропиламин који је управо прокуван за увођење амино група. У реактор треба додати неколико спиралних мешалица како би се осигурало да се реактанти на дну не таложе.
(5.) Укључите мешалицу и реагујте на температури од 140-150 степени 2-3 сати. Азот се може користити за хлађење и контролу температуре реакције током реакције.
(6.) Након што се реакција заврши, охладити реакциону смешу хладном водом, додати раствор натријум хидроксида у смешу и неутралисати сумпорну киселину у њој.
(7.) Филтрирати смешу и испрати филтрирану чврсту супстанцу врућим етанолом.
(8.) Припремљени производ се може идентификовати методама хемијске анализе као што су НМР и ИР.
4. Последњи представљени метод је синтеза 5-флуоро-2-нитроанилина реакцијом редукције. Растворити 5-флуоро-2-нитрофенол у алкохолном растварачу, додати натријум борохидрид као редукционо средство и загрејати реакцију до краја реакције. Након што је реакција завршена, додаје се киселина за третман закисељавања, а производ реакције се испере етанолом и водом да би се добио чист 5-флуоро{6}}нитроанилин. Следе специфични кораци за синтезу 5-флуоро-2-нитроанилина:
(1.) Синтеза 2-флуоро-5-нитроанилина: реаговати 2-амино-5-флуоронитробензен и сирћетну киселину у присуству сумпорне киселине да би се добио 2-флуор{ {6}}нитроанилин.
(2.) Реакција редукције: Растворити 2-флуоро-5-нитроанилин у ацетону, додати вишак натријум сулфита и извести реакцију редукције под условима загревања рефлуксом. Прекините загревање након што се реакција заврши и исперите водом да бисте добили 5-флуоро{4}}нитроанилин.
Специфичан механизам реакције редукције:
Натријум сулфит формира натријум бисулфит у води. Ова супстанца има добру редуцибилност и може да се размењује са нитро групом у нитроанилину да би се формирао стабилнији нитрозоанилин. Затим, под континуираним дејством редукционог агенса, долази до реакције додавања атома водоника у нитрозоанилин да би се добио 5-флуоро-2-нитроанилин.
У експерименталном раду потребно је контролисати температуру и време реакције како би се избегла прекомерна редукција и нуспроизводи. Поред тога, прекомерна употреба натријум сулфита може повећати принос редукционе реакције.
Горе наведене су различите синтетичке методе за 5-флуоро-2-нитроанилин, свака метода има своје предности и недостатке, а одговарајућа синтетичка метода се може изабрати у складу са стварним потребама. Међу њима, цена синтезе кроз реакцију нитрирања је ниска, али је безбедносни ризик висок, док је цена синтезе реакције редукције висока, али мање опасна, па је потребно пажљиво одабрати.