（有机化学专业论文）酚类溴代研究.pdf

摘要 溴代芳香族化合物，尤其是溴代酚类化合物由于其作为中间体在抗肿瘤、抗 细菌、抗真菌、抗病毒以及抗氧剂等方面的广泛运用越来越受到关注。然而传统 的溴代试剂具有很多不足之处，如溴素、氢溴酸等具有强刺激和腐蚀性，对环境 会造成污染，且溴利用率不高；而n 溴代丁二酰亚胺( n b s ) 价格昂贵，不利于 工业生产使用。 本文研究课题是在水溶液中，硫酸的存在下，通过溴化钠与溴酸钠之间的氧 化还原反应所产生的初生态溴作为溴化试剂来对各种不同的酚类底物进行溴代 反应，通过改变温度、反应时间、反应条件以及溶剂条件等来考察该反应对底物 的溴代结果。对溴代结果采用气相分析，表明该方法在常温下能对大多数酚类进 行溴代反应，该反应具有安全、绿色、低刺激性且溴利用率高等优点，是一种新 型的溴代反应的方法。 关键词：酚溴代溴化钠溴酸钠硫酸 a b s t r a c t b r o m o a r o m a t i c c o m p o u n d s ，e s p e c i a l l yb r o m o p h e n o l s ，h a v eg a i n e di n c r e a s i n g ： i n t e r e s ta sv e r s a t i l ei n t e r m e d i a t e sf o rt h es y n t h e s i so f b i o l o g i c a l l ya c t i v ec o m p o u n d s s u c ha sp o t e n t i a la n t i t u m o u r ，a n t i b a c t e r i a l ，a n t i f u n g a l ，a n t i v i r a l ，a n da n t i o x i d i z i n g a g e n t s i nc o n v e n t i o n a lb r o m i n a t i o nm e t h o d s ，e l e m e n t a lb r o m i n ei su s e dw i t ht h e g e n e r a t i o no f t o x i ca n dc o r r o s i v eh y d r o g e nb r o m i d e ，w h i c hl e a d st os e r i o u s e n v i r o n m e n t a lp r o b l e m s d u et ot h eh i g hc o s t ，n - b r o m o s u c c i n i m i d e ( n b s ) i sn o t p r o p e rf o rt h eu t i l i z a t i o ni ni n d u s t r yp r o c e s s i nt h i sw o r k ，t h eb r o m i n e ，g e n e r a t i n gf r o mt h eo x i d a t i o n - r e d u c t i o nr e a c t i o n b e t w e e ns o d i u mb r o m i d ea n ds o d i u mb r o m a t ei nt h ee x i s t e n c eo fs u l f u r i ca c i di n w a t e r ，w a su s e da st h eb r o m i n a t i n ga g e n ti nt h eb r o m o n a t i o nr e a c t i o n s t u d yo nt h e r e s u l t sb ys e t t i n gd i f f e r e n tr e a c t i o nt e m p e r a t u r e ，t i m e ，a n ds o l v e n tc o n d i t i o n s t h e c o n c l u s i o nf r o mg c a n a l y s i si n d i c a t e st h eb r o m i n a t i o nc o u l db eo b m i n e da tr o o m t e m p e r a t u r ef o rm o s tp h e n o l s t h i sr e a c t i o ni sam i l d ，e n v i r o n m e n t a lf r i e n d l ya n dn e w m e t h o di nt h eb r o m i n a t i o no f p h e n o l s k e y w o r d s ：p h e n o l b r o m i n a t i o ns o d i u mb r o m i d es o d i u mb r o m a t e s u l f u r i ca c i d 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的 研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表 或撰写过的研究成果，也不包含为获得苤鲞盘堂或其他教育机构的学位或证 书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中 作了明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名： 隽云 签字日期：鼬前 年多月乡日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解苤鲞盘堂有关保留、使用学位论文的规定。 特授权鑫洼盘鲎可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检 索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校 向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权说明) 学位论文作者签名：彦去 签字同期：勘8年歹月弓日 跏躲j 长扬 签字日期! 、听年6 月j 日 第一章绪论 第一章绪论 1 1 酚类、溴代酚类及其衍生物用途 酚类、溴代酚类及其衍生物是一类重要的有机化合物，广泛用于消毒剂、抗 肿瘤、抗细菌、抗真菌、抗病毒等方面，同时也是一类重要的有机合成中间体。 近年来越来越受到广泛的关注。 1 1 1 消毒剂方面运用 酚类消毒剂是消毒剂中种类较多的一类，而且其使用已有1 0 0 多年的历史了， 曾为预防和控制疾病起过重要的作用。其中包括苯酚、甲基苯酚、卤代苯酚、卤 代甲基苯酚及其衍生物等。 由于近年来许多新型消毒剂不断出现，而酚类消毒剂本身固有的一些缺点， 特别是它的生物降解性差，大量使用会污染环境，所以作为消毒剂其应用已越来 越少。 1 1 1 1 苯酚 苯酚( p h e n 0 1 ) 又名石炭酸( c a r b o l i ca c i d ) ，是酚类化合物中最古老的消毒剂。由 于它对组织有腐蚀性和刺激性，其蒸气对人有毒性，因此目前已经很少用它作为 消毒剂。它已被更有效、毒性更低的酚类衍生物所替代。例如卤化酚、甲酚类、 二甲苯酚和双酚类等。目前，虽然苯酚已经失去它在消毒剂中的位置，但仍用它 作为石炭酸系数来表示杀菌强度，以便了解各种酚类衍生物和其它消毒剂的杀菌 能力。以苯酚的石炭酸系数为l ，当甲酚对伤寒杆菌的石炭酸系数为2 时，则表 示甲酚的杀菌能力是苯酚的2 倍余类推。 通常认为酚能降低表面张力，易吸附于菌体表面，改变细胞蛋白的胶体状态， 破坏细胞壁，并能与细胞蛋白或酶结合，使其发生变性或沉淀。 苯酚可杀灭细菌繁殖体、真菌与某些种类的病毒，常温下对细菌芽孢无杀灭 作用1 1 】。 1 、一般多用含量为3 一5 的水溶液浸泡、喷洒或擦拭污染物表面，作用 时间3 0 6 0m i n 。 2 、0 5 苯酚的生理盐水可以保存灭活疫苗，如霍乱菌苗和伤寒菌苗等。 3 、有人采用o 5 一1 的苯酚水溶液或2 苯酚油膏来制止皮肤搔痒。 第一章绪论 某些因素会对苯酚的消毒作用产生影响，这些因素主要有如下几点： l 、浓度与作用时间浓度愈高，时间愈长，杀菌效果愈好。 2 、有机物质有机物质能减弱其杀菌能力，但对较高分子量的酚类，影响 较小，通常1 0 血清或3 干燥粪便只能降低1 0 杀菌能力。 3 、温度温度升高可加速其杀菌能力。当温度从2 0 升至4 0 时，消毒时 间可缩短一半。在高温条件下，能促进酚类杀死芽孢菌。5 苯酚于8 0 条件下 或1 苯酚于9 8 。c 条件下，经1 5m i n 能有效杀死枯草杆菌芽孢。 4 、食盐和氯化钠食盐和氯化钠均可增强其杀菌效果。例如，大肠杆菌在 0 5 苯酚水溶液中，可存活2h 左右，而在用生理盐水配制的同样浓度的酚消毒 液中，只能存活1 5m i n 左右。 5 、酸碱度 酸能增强其杀菌能力，p h 值为6 时，较p h 值为1 0 时的杀菌 能力强1 倍。 6 、其他物质乙醇、氯化铁、氯化亚铁可增强其杀菌能力，最高可达4 5 倍。 乙醇能溶解脂肪，故可增强杀菌效果。肥皂可降低表面张力，亦有助于其杀菌作 用。 1 1 1 2 卤代酚 酚类消毒剂被卤化以后能增强杀菌作用，这种论点很早就为人们所认识。早 在1 9 0 8 年有人就观察到酚和p 萘酚的多氯衍生物、多溴衍生物对白喉杆菌、金 黄色葡萄球菌都有很强的杀灭作用，但易受血清的影响，同时多卤化合物有一定 的毒性。 近代研究表明，氯所取代的酚剂，直到三氯酚衍生物为止，均具有一定的杀 菌效能，三氯异构体的杀菌效能比四氯异构体要强。虽然五氯苯酚对金黄色葡萄 球菌的杀灭作用要大于苯酚，但它对伤寒杆菌的作用却和苯酚一样，在试验的五 种三氯苯酚异构体中，杀菌作用有很大的不同，在p h - 6 7 时，若杀灭伤寒杆菌， 2 ，3 ，6 三氯苯酚应稀释为1 ：5 0 0 ，2 , 4 ，5 三氯苯酚则应稀释为l ：4 2 0 0 。同时，三 氯苯酚的作用随p h 值的变化而异，例如，p h - 7 2 时，2 ，3 ，4 三氯苯酚杀灭伤寒 杆菌的稀释度应为1 ：2 4 0 0 ，但在p h - - 8 2 时，达到同样的效果应增加8 倍的浓 度。其他三氯异构体能获得类似的结果。 五氯苯酚是国外医院中用得较多的一种皮肤消毒剂，为白色淡棕色的结晶 粉末，用于外科人员手的消毒，有下列四种成品：五氯酚油膏、五氯酚冷霜、五 氯酚皂液、五氯酚肥皂凝胶。 五氯苯酚制剂可经婴儿皮肤及破损伤口吸收，产生高度毒性，因此不能用于 婴儿洗澡及外科创面消毒。 第一章绪论 五氯苯酚钠盐即五氯苯酚钠也是一种很好的灭菌、防腐剂【2 】o 1 1 2 抗氧化作用方面的运用 在整个植物界，所含多酚或酚类化合物及其衍生物在6 5 0 0 种以上。这些化 合物都是植物代谢过程中的次生副产物。它们存在于许多普通的水果、蔬菜等中， 如葡萄、苹果、茶叶、葡萄柚、洋葱、茄子以及各种香辛料、谷物、豆类及果仁 等中，是人们每天从饮食中摄去的数量最多的抗氧化物质3 1 ，见表1 一l 表1 1 食物中多酚类物质含量4 1 多酚类化合物的抗氧化作用是向脂类过氧化自由基( l o o ) 提供一个电子 ( 氢) 。而使之成为比较稳定的过氧化脂质( l o o h ) ，而自身则成为酚氧化自由 基或其同系物： 第一章绪论 r o h r 2r 1 o o r 1 r 3 o r 2r 1 r 3 r 2 r 1 r 3 o r 3 为比较多酚类物质与常用抗氧化维生素的相对效力，一般用l d l 悬浮液与 铜离子在各种浓度的抗氧化存在下，在体外进行氧化反应这样一种模式，以某种 物质能抑制l d l 氧化作用5 0 浓度作评价标准，称i c 5 0 ，其值愈小，其氧化能 力愈强。 食物中多酚类物质包括很多中，如茶叶多酚、葡萄多酚、苹果多酚、芝麻多 酚、可可多酚、荞麦多酚以及松树皮多酚等。 各种多酚类物质在对血脂控制、延缓衰老、降低氧化脂质、抑制肿瘤细胞、 降低心脏疾病和动脉粥样硬化等方面用重要作用。 1 1 3 阻燃剂方面运用【5 j 酚类及其衍生物与碳酸酯以不同基团封端的高聚物，不仅具有普通聚碳酸 酯的各种优异性能，还有良好的阻燃性。被广泛应用于电器、机械、航空、船舶、 精密仪表、照明灯具、透光栅板等领域。可以单独加工制成各种阻燃制品也可 以作为添加型阻燃剂使用。其中已商业化的具有代表性的是以苯酚、异丙基苯酚、 叔丁基苯酚、三溴苯酚封端的四溴双酚a 碳酸酯低聚物( t e t r a b r o m o b i s p h e n o la c a r b o n a to l i g o m e r s ) ，主要用作添加型阻燃剂，它具有热稳定性高、相容性好、 不起霜、加工流动性佳、阻燃性优良、不影响透明材料的透明性等特点，广泛用 于聚酯、聚碳酸酯及p c ，a b s 合金等工程塑料的阻燃，是聚碳酸酯等透明材料 的首选阻燃剂。 主要以苯酚、异丙基苯酚、叔丁基苯酚、三溴苯酚封端的四溴双酚a 碳酸酯 低聚物，其牌号分别为b p c 一5 2 、b p c 一5 0 8 、b p c 一5 0 4 、b p c 一5 8 ，结构式为： 4 第一章绪论 o i l r o c 其中r 分别为： 电 1 1 4 有机合成中间体方面运用 o | | o c o r n 酚类、溴代酚类及其衍生物广泛运用与有机合成，例如4 溴苯酚作为有机合 成中间体、农药及医药原料方面的运用，2 溴苯酚可用于有机合成原料和消毒剂 的制备，2 ，4 ，6 三溴苯酚可医药上用于合成己酸三溴苯酯、三溴酚铋等。 又如溴代异黄酮的制备是以溴代脱氧安息香经v i l s m e i e r 反应环合而得。其 中间体溴代脱氧安息香在合成时用溴代间苯二酚为原料，与取代苯乙酸，经l e w i s 酸三氟化硼催化进行f r i e d e l c r a f t s 反应，引入酰基【6 j ： r 2 0 、i 太l o r l 髟+ r 心c 眵删 1 2 溴代研究进展 墨呐舛h 一2 _ u ，以 oo 隙 + 印弘：1 + 凹啡。隙 溴代反应所采用的溴化试剂除了传统使用的液溴和n b s 以外，四溴环己二 烯酮7 1 ，m e 2 s b r 2 8 1 ，三溴化六次甲基四胺【9 】，b r f l l 刚，t - b u b r n h 川，m e 4 n b r 3 1 2 1 ， 第一章绪论 用以溴代反应，另外复合溴代试剂也有很多报道，例如：n b s h 2 s 0 4 【l 3 1 ， k b r - n a b 0 3 4 h 2 0 1 1 4 1 ，h b r - h 2 0 2 【15 1 ，h b r - 0 2 - n a n 0 2 【1 6 】，r b r - n a h d m s o t l 刁， b r 2 l e w i s 酸u s ，n b s h 2 s 0 4 c f 3 c 0 2 h 【19 1 ，n b s p t s a 2 0 i , n b s n a o h t 2 1 1 ， n b s s i 0 2 【2 2 1 ，b r 2 a i 2 0 3 【2 3 1 ，b r 2 z e o l i t e t 2 4 1 ，n b s a m b e r l y s t 2 5 1 ，n b s h z s m 5 【2 6 1 ， c l a y z i b l 2 7 1 ，t e r t b u o o h 或者h 2 0 2 h b r l 2 引，h b r - d m s o 2 9 1 ，世界各地的研究小 组报到了很多其它的溴代方法。 d e p e a r s o n ，r d w y s o n g ，以及c v b r e d e r 等人研究指出，在低温和脂肪胺 的存在下，可以以液溴为溴化试剂得到较高收率的邻位溴代的酚类产物【3 0 1 。 h u s s n ia m u a t h e n 等人使用1 ，8 - d i a z a b i c y c i o 5 4 o u n d e c 7 e n e ( d b u ) 的三溴 盐作为溴化试剂，也取得了较好的溴代效剁3 l 】： h b r 3 h s a b i rh m a s h r a q u i 等人使用4 ，4 - d i b r o m o - 3 一m e t h y l p y r a z o i - 5 一o n e 在乙酸的存在 下采用回流条件对各种酚类进行溴代反应，获得了较高收率的产物，但反应时间 较长【3 2 】： h + 等办 b r h 表1 2 4 , 4 - d i b r o m o 一3 - m e t h y l p y r a z o l - 5 - o n e 溴代结果 o 6 洲由 第一章绪论 6 - b r o m o - 2 一m e t h y l p h e n o l ( 7 ) ，2 ，4 一d i b r o m o - 2 一m e t h y l p h e n o l ( 3 ) 6 3 - m e t h y l p h e n o l 7 8 9 1 0 2 - b r o m o p h e n o l e u g e n o l 2 , 6 - d i b r o m o p h e n o l 1 - n a p h t h o l 4 - b r o m o 一3 - m e t h y l p h e n o l ( 8 6 ) 2 0 2 - b r o m o - 5 m e t h y l p h e n o l ( 9 ) 2 4 一d i b r o m o - 5 一m e t h y i p h e n o l ( 9 5 ) 2 4 - - _ _ _ _ _ - _ _ _ _ - _ _ _ _ _ - _ - _ _ _ - _ _ _ _ _ _ _ _ - _ _ _ _ _ _ _ _ - _ _ _ _ _ _ - _ - - _ _ _ _ _ 一一 一 v e e r a b a b u m ok a v a l a ，s a r a l an a i k ，等人用1 , 2 - d i p y r i d i n i u m d i 仃i b r o m i d e 。e t h a n e ( d p t b e ) 对不同酚类进行溴代，在较短时间内得到较高产率的溴代酚类【3 3 】： k b r o x o n e 蝻只嘶 o r g a n i c b r o m o o r g a n i c s s u b s t r a t e s 表1 3d p t b e 溴代结果 一- _ _ - - _ - - _ _ _ _ _ _ _ _ - _ _ _ _ - _ _ _ _ _ - _ - _ _ _ _ _ - _ - _ - _ 一 s u b s t r a t e p r o d u c t t i m e ( m i n ) y i e l d _ _ - _ _ _ _ - _ _ _ _ - _ _ - _ - _ i _ _ _ - _ 一一一一 p h e n 0 1。4-bromophenol 3 d8 5 a n i l i n e 4 - b r o m o a n i l i n e 3 08 5 n p h e n y l a c e t a m i d e n 一( 4 一b r o m o p h e n y l ) a c e t a m i d e 3 0 9 5 4 - m e t h o x y p h e n o l 2 - b r o m o - 4 一m e t h o x y p h e n o l 3 0 9 2 2 - m e t h y l p h e n o l 4 - b r o m o 2 - m e t h y l p h e n o l 3 09 3 7 蛇 。 舛盯 叭钙 第一章绪论 3 - m e t h y l p h e n o l 4 - b r o m o - 3 m e t h y l p h e n o l 3 0 9 2 4 - h y d r o x y b e n z o n i t r i l e3 - b r o m o - 4 - h y d r o x y b e n z o n i t r i l e 3 09 3 2 n i t r o b e n z e n a m i n e4 - b r o m o 2 n i t r o b e n z e n a m i n e3 09 6 2 f l u o r o b e n z e n a m i n e4 b r o m o 2 f l u o r o b e n z e n a m i n e3 09 2 2 ，6 d i m e t h y l p h e n o l4 - b r o m o - 2 ，6 - d i m e t h y l p h e n o l 3 09 5 2 , 4 一d i t e r t b u t y l p h e n o l2 - n o m o - 2 ，4 - d i - t e r t - b u t y l p h e n o l 3 0 9 5 ； 4 一h y d r o x y - 3 - m e t h o x y 3 - b r o m o - 4 一h y d r o x y - 5 - m e t l o x y 3 09 4 b e n z a l d e h y d eb e n z a l d e h y d e n a p h t h a l e n - - 1 o l2 - b r o m o n a p h t h a l e n - i - o l 3 09 5 p u n i t av v y a s 等人报道在卤化氢和过氧化氢的作用下对不同底物进行溴代 反应，能得到较高收率的溴代产物 3 4 】： r h+似 表1 4 卤化氢和过氧化氢溴代结果 r x +2 h ，o m i ny o u n gp a r k 等人报道采用四丁基过硫酸铵和溴化锂作用下以乙腈为溶剂 8 第一章绪论 对不同底物进行溴代反应，能得到较高收率和区域选择性的溴代产物3 5 】： r m e c n 2 5 c ，r 表1 5四丁基过硫酸铵和溴化锂溴代结果 s u b s t r a t e t i m e ( h ) p r o d u c t y i e l d 1 , 3 一d i m e t h o x y b e n z e n e 3 - m e t h o x y p h e n o l t e r t b u t y ! 2 , 4 - d i m e t h o x y p h e n y l c a r b a m a t e 8 8 2 4 l - b r o m o 2 ，4 一d i m e t h o x y b e n z e n e 4 - b r o m o - 3 m e t h o x y p h e n o l t e r t b u t y l - 5 一b r o m o 一2 ，4 一d i m e t h o x y - p h e n y i c a r b a m a t e 9 8 7 5 7 1 l - m e t h o x y n a p h t h a l e n e 2 4 1 - b r o m o - 4 一m e t h o x y n a p h t h a l e n e 8 5 1 2 3 t r i m e t h o x y b e n z e n e 3 6 1 - b r o m o - 2 ，3 ，4 - t r i m e t h o x y b e n z e n e 8 3 e t h y l1h i n d o l e 2 c a r b o x y l a t e 8 e t h y l3 - b r o m o - 1h - i n d o l e 一2 - c a r b o x y l a t e 9 5 l ，5 - d i l l l e t h y l 一1h 。p 舯l e 。2 - 8 4 - b r 。m o - 1 ，5 - d i m 脚1 - lh p y 湘1 e - 2 8 6 c a r b o n i t r i l e c a r b o n i t r i l e 其作用机理作者解释如下： ，一4 。旦旷+ 2 州谆。一，一拍崎o - a 旦n2 州啃 拍gq洳c! 旷 m o o 。 油旦炉上融奄鼬 b ， a - 喜产妒 m a o 。m e q l d a o _ 旦给鼬她 m a j i dm h e r a v i ，n a f i s e ha b d o l h o s s e i n ia n dh o s s e i na o s k o o i e 报道在中 c h 2 c 1 2 中采用六次甲基四胺和溴组成的溴代试剂对芳香族化合进行溴代反应具 有很好的区域选择性和产掣3 6 1 ： 9 4 ub n + o 帮o oo o n 吩o n i + 4 ub + rbl+ 第一章绪论 固+ 酬h m t a - b r 邮o m i n 刚eo r b c h 2 c 1 2 +一 + 【h m t a h 】b r o b e r h a u s e r 报道采用n b s 与h b f d e t 2 0 组成的溴代试剂在c h 3 c n 中对酚类 和苯甲醚进行溴代能得到较高产率的溴代产物【3 7 】： 9 似 r 1 ) n b s ( 1 o 一1 2e q ) a c i d ( 1 0 - 1 2e q ) c h 3 c n - 2 0 ( 2t or t 2 ) n a h s 0 3 x = ho rc h 3 t 拶 r r r a j a g o p a l 等人报道利用离子液体可以提高n b s 对芳香族化合物溴代的区 域选择性，并能取得较高收率1 3 8 】： a r h+ b r 1 3 论文选题 o b b i m 】b f 4 2 8 a r b r + h o 酚类溴代反应是一类苯环上的亲电取代反应，酚羟基与苯环的共轭作用是羟 基邻、对位的电子云密度增大了，所以酚羟基的邻对位亲核能力很强，易在芳环 上发生亲电取代反应。而酚盐负离子的邻对位电子云密度更大，亲核能力也更强， 即使弱的亲电试剂也能与它发生亲电取代【”1 。 在酸性条件下或者在c s 2 、c c h 等非极性溶剂中进行氯化或溴化，一般得到 一卤代产物。例如： 审卧 第一章绪论 b r 2 c s 2 5 b r 2 h o a c ，r e f l u x h o c l 一c i + 酚在中性或碱性溶液中卤化更容易被卤化，得n 2 ，4 ，6 位都被取代的三卤 苯酚。因为酚具有弱酸性，在酸性条件下以苯酚形式存在，而在碱性溶液中以酚 盐负离子的形式存在，酚盐负离子使邻、对位的电子云密度增高，因此亲电取代 反应更易进行。苯酚在碱性条件下的卤化过程可以表示如下： 二63 护孥 车占卧三卣卧当 b r 2 b r n a 2 s 0 3 d 卜 o b r o h b r 。 b r 上“ o b r b r 2 d 卜 传统溴代方法中使用的溴素具有强刺激性和强腐蚀性，并且产生大量的溴化 氢其他，不利于安全生产和环境保护；其他的溴代方法大都需要制备间接的溴代 洲卧洲太丫卧洲 、 i、 洲囟 卧 洲卣洲囟 仃审卧。 第一章绪论 试剂来对底物进行溴代反应，且过程比较复杂，成本较高。 本论文选择廉价的溴化钠和溴酸钠为溴代试剂，利用两者在稀硫酸的作用下 发生氧化还原反应产生的初生态的溴对不同的酚类底物进行溴代反应，避免了使 用强刺激性和强腐蚀性的溴素或价格昂贵的其他试剂，是- 种比较经济且环境友 好的溴代方法： + 3 h 2 s 0 4+4nabr+2 n a b r 0 3 + 3 n a 2 s 0 4 洲参洲杰影 6 第二章实验部分 2 1 实验原料 第二章实验部分 2 2 实验反应条件选择 不同的反应条件，对溴代反应产物的产率，区域选择性等有着不同的影响， 以苯酚为例，在低温下以及非极性溶剂中以液溴作为溴代试剂更易得到邻位溴代 的产物。以结构最简单的苯酚作为原料，在不同的温度和溶剂条件下进行溴代反 应，考察上述因素对溴代结果的影响，以便选择合适的反应条件。 第二章实验部分 2 2 1 温度条件选择 2 2 1 1 室温下溴代反应 + 3 n a 2 s 0 4 称取n a b r 2 0 6g ( o 0 2m 0 1 ) ，n a b r 0 3 1 5 1g ( o 0 1m 0 1 ) ，苯酚2 8 2g ( o 0 3m 0 1 ) 在磁力搅拌下溶于5 0m l 水中，一并转入1 0 0m l - - d 烧瓶，三口瓶置于常温水 浴中以保持温度稳定，另量取lm o l lh 2 s 0 4 1 5m l ，转入滴液漏斗中。反应装置 如图2 1 所示： 图2 1 温度计显示温度稳定后开始滴加硫酸，控制滴加速度使温度变化范围不超过 5 c ，滴加结束后继续搅拌，反应过程中t l c 检测，直至反应终止停止搅拌。 反应结束后将反应液转入分液漏斗，用c h 2 c 1 2 萃取，分出有机相后水洗两 到三次，转入锥形瓶中并用无水硫酸钠干燥。过滤，滤液气相色谱分析。 2 2 1 20 。c 下溴代反应 称取n a b r 2 0 6g ( 0 0 2m 0 1 ) ，n a b r 0 3 1 5 1g ( 0 0 1m 0 1 ) ，苯酚2 8 2g ( o 0 3m 0 1 ) 在磁力搅拌下溶于5 0m l 水中，一并转入1 0 0m l 三口烧瓶，三日瓶置于冰水浴 中以保持温度稳定，另量取1m o l lh 2 s 0 4 1 5m l ，转入滴液漏斗中。反应装置如 图2 1 所示。 温度计显示温度稳定后开始滴加硫酸，控制滴加速度使温度变化范围不超过 5 c ，滴加结束后继续搅拌，反应过程中t l c 检测，直至反应终止停止搅拌。 反应结束后将反应液转入分液漏斗，用c h 2 c 1 2 萃取，分出有机相后水洗两 1 4 卧 洲仑 一 向啦烈 扭m 洲由 第二章实验部分 到三次，转入锥形瓶中并用无水硫酸钠干燥。过滤，滤液气相色谱分析。 2 2 1 3 低温中溴代反应 称取n a b r 2 0 6g ( o 0 2m o l ) ，n a b r 0 31 51g ( 0 01m 0 1 ) 搅拌下溶解于3 0m l 水中，称取苯酚2 8 2g ( 0 0 3m 0 1 ) 溶解于3 0m lc h 2 c 1 2 中，一并转入装有机械 搅拌的1 0 0m l 三口烧瓶，三口瓶置于1 5 c 冷浴中以保持温度稳定，另量取l m o l lh 2 s 0 4 1 5m l ，转入滴液漏斗中。 温度计显示温度稳定后开始滴加硫酸，控制滴加速度使温度变化范围不超过 5 c ，滴加结束后继续搅拌，反应过程中t l c 检测，直至反应终止停止搅拌。 反应结束后将反应液转入分液漏斗，用c h 2 c 1 2 萃取，分出有机相后水洗两到三 次，转入锥形瓶中并用无水硫酸钠干燥。过滤，滤液气相色谱分析。 2 2 2 溶剂条件选择 2 2 2 1 水溶液中溴代反应 称取n a b r 2 0 6g ( o 0 2t 0 0 1 ) ，n a b r 0 3 1 5 1g ( 0 0 1m 0 1 ) ，苯酚2 8 2g ( o 0 3m 0 1 ) 在磁力搅拌下溶于5 0m l 水中，一并转入1 0 0m l 三口烧瓶，三口瓶置于常温水 浴中以保持温度稳定，另量取1m o l lh 2 s 0 4 1 5m l ，转入滴液漏斗中。反应装置 如图2 1 所示。 温度计显示温度稳定后开始滴加硫酸，控制滴加速度使温度变化范围不超过 5 c ，滴加结束后继续搅拌，反应过程中t l c 检测，直至反应终止停止搅拌。 反应结束后将反应液转入分液漏斗，用c h 2 c 1 2 萃取，分出有机相后水洗两 到三次，转入锥形瓶中并用无水硫酸钠干燥。过滤，滤液气相色谱分析。 2 2 2 2 混合溶剂中的溴代反应 1 水与c h 2 c 1 2 混合溶剂 称取n a b r 2 0 6g ( 0 0 2m 0 1 ) ，n a b r 0 3 1 5 1g ( 0 0 1m o i ) 搅拌下溶解于3 0m l 水 中，称取苯酚2 8 2g ( o 0 3m 0 1 ) 溶解于3 0m lc h 2 c 1 2 中，一并转入1 0 0m l 三 口烧瓶，三口瓶置于常温水浴中以保持温度稳定，另量取1m o l lh 2 s 0 4 1 5m l ， 转入滴液漏斗中。反应装置如图2 1 所示。 温度计显示温度稳定后开始滴加硫酸，控制滴加速度使温度变化范围不超过 5 。c ，滴加结束后继续搅拌，反应过程中t l c 检测，直至反应终止停止搅拌。 反应结束后将反应液转入分液漏斗，用c h 2 c 1 2 萃取，分出有机相后水洗两 到三次，转入锥形瓶中并用无水硫酸钠干燥。过滤，滤液气相色谱分析。 2 水与c c l 4 混合溶剂 第二章实验部分 称取n a b r 2 0 6g ( o 0 2m 0 1 ) ，n a b r 0 3 1 5 1g ( 0 0 1t 0 0 1 ) 搅拌下溶解于3 0m l 水 中，称取苯酚2 8 2g ( 0 0 3m 0 1 ) 溶解于3 0m lc c l 4 中，一并转入1 0 0m l 三口 烧瓶，三口瓶置于常温水浴中以保持温度稳定，另量取1m o l lh 2 s 0 4 1 5m l ，转 入滴液漏斗中。反应装置如图2 1 所示。 i 温度计显示温度稳定后开始滴加硫酸，控制滴加速度使温度变化范围不超过 5 c ，滴加结束后继续搅拌，反应过程中t l c 检测，直至反应终止停止搅拌。： 反应结束后将反应液转入分液漏斗，用c c l 4 萃取，分出有机相后水洗两到 三次，转入锥形瓶中并用无水硫酸钠干燥。过滤，滤液气相色谱分析。 3 水与c h 3 c n 混合溶剂 称取n a b r 2 0 6g ( 0 0 2m 0 1 ) ，n a b r 0 3 1 51g ( 0 0 1m 0 1 ) 搅拌下溶解于3 0m l 水 中，称取苯酚2 8 2g ( 0 0 3m 0 1 ) 溶解于3 0m lc h 3 c n 中，一并转入1 0 0m l 三 口烧瓶，三口瓶置于常温水浴中以保持温度稳定，另量取1m o l lh 2 s 0 4 1 5m l ， 转入滴液漏斗中。反应装置如图2 1 所示。 温度计显示温度稳定后开始滴加硫酸，控制滴加速度使温度变化范围不超过 5 c ，滴加结束后继续搅拌，反应过程中t l c 检测，直至反应终止停止搅拌。 4 水与环己烷混合溶剂 称取n a b r 2 0 6g ( 0 0 2m 0 1 ) ，n a b r 0 3 1 5 1g ( 0 0 1m 0 1 ) 搅拌下溶解于3 0m l 水 中，称取苯酚2 8 2g ( 0 0 3m 0 1 ) 溶解于3 0m l 环己烷中，一并转入1 0 0m l 三 口烧瓶，三口瓶置于常温水浴中以保持温度稳定，另量取1m o l lh 2 s 0 4 1 5m l ， 转入滴液漏斗中。反应装置如图2 1 所示。 温度计显示温度稳定后开始滴加硫酸，控制滴加速度使温度变化范围不超过 5 。c ，滴加结束后继续搅拌，反应过程中t l c 检测，直至反应终止停止搅拌。 2 2 3 滴加条件的选择 考察滴加硫酸水溶液或者钠盐水溶液的不同顺序对溴代结果的影响。 2 231 滴加硫酸溶液 称取n a b r 2 0 6g ( 0 0 2t 0 0 1 ) ，n a b r 0 3 1 5 1g ( 0 0 1m 0 1 ) ，苯酚2 8 2g ( 0 0 3m 0 1 ) 在磁力搅拌下溶于5 0m l 水中，一并转入1 0 0m l 三口烧瓶，三口瓶置于常温水 浴中以保持温度稳定，另量取1m o l lh 2 s 0 4 1 5m l ，转入滴液漏斗中。反应装置 如图2 1 所示。 温度计显示温度稳定后开始滴加硫酸，控制滴加速度使温度变化范围不超过 5 c ，滴加结束后继续搅拌，反应过程中t l c 检测，直至反应终止停止搅拌。 反应结束后将反应液转入分液漏斗，用c h 2 c 1 2 萃取，分出有机相后水洗两 第二章实验部分 到三次，转入锥形瓶中并用无水硫酸钠干燥。过滤，滤液气相色谱分析。 2 2 3 2 滴加钠盐水溶液 称取苯酚2 8 2g ( 0 0 3m 0 1 ) 在磁力搅拌下溶于3 0m l 水中，与1 5m l lm o l l h 2 s 0 4 一并加入1 0 0m l 三口烧瓶中，称取n a b r 2 0 6g ( 0 0 2t 0 0 1 ) ，n a b r 0 3 1 5 1g ( o 0 1t 0 0 1 ) 搅拌下溶解于3 0m l 水中，转入滴液漏斗中，反应装置如图2 1 所示。 温度计显示温度稳定后开始滴加钠盐水溶液，控制滴加速度使温度变化范围 不超过5 ，滴加结束后继续搅拌，反应过程中t l c 检测，直至反应终止停止 搅拌。 反应结束后将反应液转入分液漏斗，用c h 2 c 1 。萃取，分出有机相后水洗两到 三次，转入锥形瓶中并用无水硫酸钠干燥。过滤，滤液气相色谱分析。 2 2 4 溴代试剂的用量选择 从前面的实验结果可以看出，按照理论量投料反应结束后有少量的二溴代苯 酚生成，同时有部分原料未能完全消耗，为能使原料完全参加反应，并尽量避免 过多的二溴代产物的生成，考虑适当增加钠盐和硫酸的用量。 称取苯酚2 8 2g ( 0 0 3m 0 1 ) 在磁力搅拌下溶于1 5m l 苯中，与1 8m l lm o l l h 2 s 0 4 一并加入1 0 0m l 三口烧瓶中，三口瓶置于1 5 冷浴中，另称取n a b r 2 4 7 g ( 0 0 2 4m 0 1 ) ，n a b r 0 3 1 8 1g ( o 0 1 2m 0 1 ) 溶于5 0m l 水中，转入滴液漏斗。 温度计显示温度稳定后开始滴加钠盐水溶液，控制滴加速度使温度变化范围 不超过5 ，滴加结束后继续搅拌，反应过程中t l c 检测，直至反应终止停止 搅拌。 反应结束后将反应液转入分液漏斗，用苯萃取，分出有机相后水洗两到三次， 转入锥形瓶中并用无水硫酸钠干燥。过滤，滤液气相色谱分析。 2 3 取代苯酚的溴代反应 苯环上带有取代基团的酚类，由于取代基团的性质的不同，溴代反应的定位 效应和产率等结果会有着不同的影响，通过对邻、间、对三组不同位置带有不同 性质的取代基团酚类溴代反应，考察取代基效应对该溴方法的影响。 2 3 1 邻位取代苯酚溴代 a )邻氯苯酚溴代 第二章实验部分 o h9 h ， 6 占a 娜一眦一2 她一6 夕d 一棚 1 、称取3 8 4g ( 0 0 3m 0 1 ) 邻氯苯酚溶于1 5m l 苯中，n a b r 2 4 7g ( 0 0 2 4t 0 0 1 ) 溶于2 0m l 水中，与18m l lm o l lh 2 s 0 4 一并加入1 0 0m l 三口烧瓶中，三1 2 1 瓶 置于常温水浴中。另称取n a b r 0 3 1 8 1g ( 0 0 1 2m 0 1 ) 溶于2 5m l 水中，转入滴液漏 斗中。 温度计显示温度稳定后开始滴加钠盐水溶液，控制滴加速度使温度变化范围 不超过5 。c ，滴加结束后继续搅拌，反应过程中t l c 检测，直至反应终止停止 搅拌。 反应结束后将反应液转入分液漏斗，用苯萃取，分出有机相后水洗两到三次， 转入锥形瓶中并用无水硫酸钠干燥。过滤，滤液气相色谱分析。 2 、称取3 8 4g ( 0 0 3m 0 1 ) 邻氯苯酚溶于1 5m l 乙腈中，n a b r 2 4 7g ( o 0 2 4m 0 1 ) 溶于2 0m l 水中，与1 8m l lm o l lh 2 s 0 4 一并加入1 0 0m l 三口烧瓶中，三1 2 瓶 置于常温水浴中。另称取n a b r 0 3 1 8 1g ( 0 0 1 2m 0 1 ) 溶于2 5m l 水中，转入滴液漏 斗中。 温度计显示温度稳定后开始滴加钠盐水溶液，控制滴加速度使温度变化范围 不超过5 ，滴加结束后继续搅拌，反应过程中t l c 检测，直至反应终止停止 搅拌。 3 、称取3 8 4g ( 0 0 3m 0 1 ) 邻氯苯酚溶于1 5m l c c h 中，n a b r 2 4 7g ( 0 0 2 4m 0 1 ) 溶于2 0m l 水中，与1 8m l lm o l lh 2 s 0 4 一并加入1 0 0m l 三口烧瓶中，三口瓶 置于常温水浴中。另称取n a b r 0 3 1 8 1g ( 0 0 1 2m 0 1 ) 溶于2 5m l 水中，转入滴液漏 斗中。 温度计显示温度稳定后开始滴加钠盐水溶液，控制滴加速度使温度变化范围 不超过5 。c ，滴加结束后继续搅拌，反应过程中t l c 检测，直至反应终止停止 搅拌。 反应结束后将反应液转入分液漏斗，用c c h 萃取，分出有机相后水洗两到 三次，转