一种光催化连续溴代的方法技术

本发明专利技术提供了一种光催化连续溴代的方法。该方法包括：将包含具有结构通式I的芳香底物和溴化试剂的物料在第一连续光照反应器中进行第一阶段光催化连续溴代反应，形成第一连续体系；所得第一连续体系溢流至第二连续光照反应器中进行第二阶段光催化连续溴代反应，形成第二连续体系；对第二连续体系进行提纯，结构通式I为

【技术实现步骤摘要】
一种光催化连续溴代的方法
本专利技术涉及溴代反应
，具体而言，涉及一种光催化连续溴代的方法。
技术介绍
苄溴类化合物在有机合成是一类非常有用的中间体，其下游产品可达上千种，广泛应用于医药、农药、染料、日化、添加剂等诸多领域，如从邻氯溴苄合成的苄草隆属脲类除草剂，为细胞分裂和细胞生长抑制剂；由苄溴衍生而来的吲哚衍生物和苯并咪唑衍生物的亲核取代产物可以生成很多类型的药物。目前苄溴类化合物的制备方法主要有：单质溴进行溴代法；N-溴代酰胺类试剂作为溴代试剂；原位生成溴素进行反应。单质溴进行溴代法是最经典获得苄溴的方法，通常是通过溴素与甲苯（或甲苯衍生物）在引发剂金发下进行自由基溴代反应，由于溴素易挥发、高毒、高腐蚀性等特点，导致操作危险、环境污染大，反应过程产生溴化氢，对反应设备要求比较高，同时也导致溴资源利用率最多不超过50％，生成的溴甲基产物选择性不高，二溴甲基产物及芳环溴化产物较多，一般适应于苯环有推电子基团的化合物。比如申请公布号为CN107540517A的中国专利申请公开了使用溴素对2-氟-4-溴甲苯进行溴化反应，反应时间30h，总收率在50.9％，产生的尾气氢溴酸须进一步处理。N-溴代酰胺类试剂（如：N-溴代丁二酰亚胺、3-溴-5,5-二甲基海因、1,3-二溴-5,5-二甲基海因、N-溴代邻苯二甲酰亚胺等）作为溴代试剂，可以避免直接使用溴素带来的危险性，同时提高芳烃苄位溴代反应的选择性。其中广泛使用的为N-溴代丁二酰亚胺（NBS）、过氧化物在四氯化碳溶剂中与反应物一起回流，称之为Wohl-Ziegler溴化。该反应使用的四氯化碳破坏臭氧层，蒙特利尔议定书(MontrealProtocol)已禁止工业化使用，常用的过氧化物引发剂过氧化二苯甲酰有一定的发生爆炸的风险。原位产生溴素包括有双氧水氧化溴负离子或者溴酸钠、溴化钠水溶液在酸作用下产生溴，在与甲苯（或取代的甲苯）进行自由基溴代反应制备得到苄溴，但并未给出带有给电子取代基苄基溴的合成例子。如申请公布号为CN1265639A的中国专利申请公开了一种邻硝基苄溴的制备方法，采用了氢溴酸/双氧水组合进行溴化，但是此方法对操作要求较高，需要同时两种物料的滴加，且反应在两相中进行，转化率不高，在60％左右，后处理会产生酸性废水。可见，传统溴代方法采用溴素，高腐蚀性，操作危险，反应后产生溴化氢，设备要求高，同时容易产生多溴代产物。采用NBS溴化使用的溶剂四氯化碳对环境破坏严重，反应过程是自由基反应，放大后放热难以控制。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种光催化连续溴代的方法，以解决现有技术中的溴代方法目标产物收率低、反应热积聚的问题。为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种光催化连续溴代的方法，该方法包括：将包含具有结构通式I的芳香底物和溴化试剂的物料在第一连续光照反应器中进行第一阶段光催化连续溴代反应，形成第一连续体系；所得第一连续体系溢流至第二连续光照反应器中进行第二阶段光催化连续溴代反应，形成第二连续体系；对第二连续体系进行提纯，结构通式I为，R选自卤素、羧甲基、羧基、酯基、-NO2、、-CN、C1至C8的烷基、和烷氧基中的任意一种，R1为C1至C8的烷基；n为1或2，溴化试剂为N-溴代丁二酰亚胺或二溴海因。进一步地，上述芳香底物选自2,6-二氯甲苯、对甲基苯乙酸、2-甲基-5-溴苯甲酸甲酯、邻甲基苯甲醚、对硝基甲苯、对甲基苯乙酮和2-氰基-4-甲基联苯中的任意一种。进一步地，上述芳香底物与溴化试剂的摩尔比为1:0.95~1.2。进一步地，上述芳香底物与溴化试剂的摩尔比为1:0.95~1.1。进一步地，上述物料还包括溶剂，溶剂选自乙腈、醋酸、二氯甲烷、1，2-二氯乙烷和乙酸乙酯中的任意一种。进一步地，上述第一阶段光催化连续溴代反应和第二阶段光催化连续溴代反应所采用的光源为激光光源。进一步地，上述激光光源的波长为310~480nm。进一步地，上述第一阶段光催化连续溴代反应的激光光源的波长为400nm，第二阶段光催化连续溴代反应的激光光源的波长为450nm。进一步地，上述第一阶段光催化连续溴代反应温度为5~15℃。进一步地，上述第二阶段光催化连续溴代反应的温度20~45℃。进一步地，上述第一连续光照反应器和第二连续光照反应器的保留时间各自独立地为5~60min。进一步地，上述第一连续光照反应器和第二连续光照反应器的保留时间各自独立地为10~20min。进一步地，上述第一连续光照反应器和第二连续光照反应器的保留时间各自独立地为10~12min。进一步地，上述第一连续光照反应器和第二连续光照反应器各自独立地为搅拌式连续反应釜应器，搅拌式连续反应釜内设置的激光光源垂直照射在物料液面上。进一步地，上述对第二连续体系进行提纯的步骤包括：将第二连续体系和剩余的第一连续体系混合，得到粗产物体系；对粗产物体系进行浓缩和萃取处理，得到目标产物。进一步地，上述对粗产物体系进行浓缩和萃取处理的过程包括：对粗产物体系进行旋转蒸发去除溶剂，以得到初浓缩体系；采用水和乙酸乙酯对初浓缩体系进行萃取，得到有机相；对有机相进行浓缩，得到粗产物。应用本专利技术的技术方案，本申请的方法采用N-溴代丁二酰亚胺或二溴海因作为溴化试剂，提高了产物的选择性，进而提高了产物收率；且采用两个阶段的光催化连续溴代反应，使得单位体积和单位时间内的反应物减少，且通过连续流动将反应热及时输出，有效缓解了反应热积聚。因此，本申请的方法既提高了目标产物的收率，又有效解决了反应热积聚的问题。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1示出了根据本专利技术的实施例1的得到的固体产物的核磁氢谱图；图2示出了根据本专利技术的实施例19的得到的固体产物的核磁氢谱图；图3示出了根据本专利技术的实施例20的得到的固体产物的核磁氢谱图；图4示出了根据本专利技术的实施例21的得到的固体产物的核磁氢谱图；图5示出了根据本专利技术的实施例22的得到的固体产物的核磁氢谱图；图6示出了根据本专利技术的实施例23的得到的固体产物的核磁氢谱图图7示出了根据本专利技术的实施例24的得到的固体产物的核磁氢谱图。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。如本申请
技术介绍
所分析的，现有技术中，传统溴代方法采用溴素，高腐蚀性，操作危险，反应后产生溴化氢，设备要求高，同时容易产生多溴代产物。采用NBS溴化使用的溶剂四氯化碳对环境破坏严重，反应过程是自由基反应，放大后放热难以控制。为了解决现有技术中的溴代方法目标产物收率低、反应热积聚的问题，本申请提供了一种光催化连续溴代的方法，该方法包括：将包含具有结构通式I的芳香底物和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光催化连续溴代的方法，其特征在于，所述方法包括：/n将包含具有结构通式I的芳香底物和溴化试剂的物料在第一连续光照反应器中进行第一阶段光催化连续溴代反应，形成第一连续体系；/n所得第一连续体系溢流至第二连续光照反应器中进行第二阶段光催化连续溴代反应，形成第二连续体系；/n对所述第二连续体系进行提纯，/n所述结构通式I为

【技术特征摘要】
1.一种光催化连续溴代的方法，其特征在于，所述方法包括：
将包含具有结构通式I的芳香底物和溴化试剂的物料在第一连续光照反应器中进行第一阶段光催化连续溴代反应，形成第一连续体系；
所得第一连续体系溢流至第二连续光照反应器中进行第二阶段光催化连续溴代反应，形成第二连续体系；
对所述第二连续体系进行提纯，
所述结构通式I为，R选自卤素、羧甲基、羧基、酯基、-NO2、、-CN、C1至C8的烷基、和烷氧基中的任意一种，R1为C1至C8的烷基；n为1或2，
所述溴化试剂为N-溴代丁二酰亚胺或二溴海因。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述芳香底物选自2,6-二氯甲苯、对甲基苯乙酸、2-甲基-5-溴苯甲酸甲酯、邻甲基苯甲醚、对硝基甲苯、对甲基苯乙酮和2-氰基-4-甲基联苯中的任意一种。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述芳香底物与所述溴化试剂的摩尔比为1:0.95~1.2。


4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述芳香底物与所述溴化试剂的摩尔比为1:0.95~1.1。


5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述物料还包括溶剂，所述溶剂选自乙腈、醋酸、二氯甲烷、1，2-二氯乙烷和乙酸乙酯中的任意一种。


6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一阶段光催化连续溴代反应和所述第二阶段光催化连续溴代反应所采用的光源为激光光源。


7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述激光光源的波长为310~480nm。


8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第一阶段光催化连续溴代反应...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪浩，张恩选，刘志清，肖毅，侯浩，
申请(专利权)人：凯莱英医药集团天津股份有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12