论文总字数：18888字

摘 要

溴是元素周期表中最重要的元素之一。但由于元素溴具有危险性和强刺激性，因此存在一定的处理风险。当人体吸入溴蒸气时，无论吸入的浓度高低都会严重损害呼吸系统，因此人们需要特别的预防措施来使用和处理溴。有时这种试剂是不具有选择性的，所以在某些情况下，必须添加额外的催化剂来促使溴的溴化。目前为止，人们已经开发出种类繁多的溴化试剂以使溴化更有效且更具选择性。因此本课题拟以4-溴邻二甲苯为原料，经NBS溴代反应合成4-溴-1,2-二（溴甲基）苯。本课题主要研究内容包括：最佳溶剂、反应温度、反应时间等工艺条件的优化，得出最佳反应条件，考察反应可行性及推测反应机理，并对产物结构进行NMR、IR等波谱学表征工作。

关键词：4-溴-1,2-二（溴甲基）苯 溴代反应 N-溴代琥珀酰亚胺

Synthetic technology research of 4-bromo-1,2-bis (bromomethyl) benzene

Abstract

Bromine is one of the most important elements in the periodic table. However, because elemental bromine is dangerous and irritating, there is a certain risk of disposal. When the human body inhales bromine vapor, no matter how high or low the inhaled concentration will seriously damage the respiratory system, people need special precautions to use and handle bromine. Sometimes this reagent is not selective, so in some cases, additional catalysts must be added to promote bromination of bromine. So far, a wide variety of bromination reagents have been developed to make bromination more efficient and selective. Therefore, this subject intends to use 4-bromo-o-xylene as a raw material to synthesize 4-bromo-1,2-bis (bromomethyl) benzene via NBS bromination. The main research content of this topic includes: optimization of the optimal solvent, reaction temperature, reaction time and other process conditions, to obtain the best reaction conditions, to investigate the feasibility of the reaction and speculate the reaction mechanism, and NMR, IR and other spectroscopy characterization jobs.

Key Words: 4-Bromo-1,2-bis (bromomethyl) benzene;Bromo reaction;N-bromosuccinimide

目 录

摘 要 I

ABSTRACT II

第一章 文献综述 1

1.1元素溴简介 1

1.2 溴分子的溴化反应 1

1.2.1 溴分子对烯烃化合物的溴化 1

1.2.2 溴分子对芳香环的溴化 2

1.2.3 溴分子对杂环化合物的溴化 3

1.2.4 溴分子对天然化合物的溴化 4

1.2.5 溴分子的其他溴化反应 4

1.3 有机溴化物的溴化反应 5

1.3.1 N-溴代琥珀酰亚胺的溴化反应 5

1.3.2 其他有机溴化物的溴化反应 7

第二章 4-溴-1,2-二（溴甲基）苯的合成工艺研究 9

2.1合成路线 9

2.2试剂与仪器 9

2.2.1试剂 9

2.2.2仪器 9

2.3操作步骤 10

2.3.1 4-溴-1,2-二溴甲基苯的制备 10

第三章 实验结论与展望 12

3.1结论 12

3.1.1 4-溴邻二甲苯的N-溴代琥珀酰亚胺溴代反应的产物 12

3.1.2 目标产物4-溴-1,2-二（溴甲基）苯和副产物的分离纯化 12

3.1.3 4-溴-1,2-二（溴甲基）苯的合成工艺优化 13

3.2展望 14

参考文献 16

致谢 21

第一章 文献综述

1.1元素溴简介

溴是元素周期表中最重要的元素之一。自然界中发现的多种有机溴化物是通过光化学反应^[1]、地热事件^[2]和代谢途径^[3,4]形成的。有机溴化物主要用作阻燃剂、聚合物、药品、汽油添加剂、农用化学品、杀虫剂、和染料等。此外，有机溴化物在生产药物和农用化学品的过程中也起到了重要作用。

元素溴用于合成制造业和农业中使用的各种溴化物。但由于元素溴具有危险性和强刺激性，因此存在一定的处理风险。它会在裸露的皮肤上产生水泡，在粘膜上尤为严重，使人产生剧痛。当人体吸入溴蒸气时，无论吸入的浓度高低都会严重损害呼吸系统^[5]，因此人们需要特别的预防措施来使用和处理溴。有时这种试剂是不具有选择性的，所以在某些情况下，必须添加额外的催化剂来促使溴的溴化。正因如此，人们已经开发出种类繁多的溴化试剂以使溴化更有效且更具选择性。

1.2 溴分子的溴化反应

元素溴是一种通用的溴化剂，可用于溴化不同类型的底物。有机化合物常通过加成或取代反应被溴化。溴既可以通过亲电加成与烯烃的双键结合，还能够以芳香族化合物为底物进行亲电取代。

1.2.1 溴分子对烯烃化合物的溴化

元素溴可直接用于各种底物的溴化，并且可以广泛用于测定有机物的不饱和度。这与溴和不饱和化合物的反应有关，而其中溴离子或溴碳共羰化是反应的关键中间体。

Movsumzade等人研究了不饱和化合物的共轭卤化。用Cl₂和Br₂在Ac₂O存在的条件下分别卤化环己烯、3-氯-1-丙烯、3-溴-1-丙烯和苯乙烯，分别得到1-乙酰氧基-2-氯环己烷和1-乙酰氧基-2-溴环己烷，2-乙酰氧基-1,3 -二氯丙烷-和2-乙酰氧基-1-溴-3-氯丙烷，1-乙酰氧基-1-苯基-2-氯丙烷和1-乙酰氧基-1-苯基-2-溴乙烷，其产率为76％^[6]。4-乙烯基环己烯中的环双键与Br₂的反应比乙烯基更快，反应得到的初始产物是3，4-二溴-1-乙烯基环己烷 ^[7]。在室温下将固体α，β-不饱和酸、酰胺和酮暴露于溴中，得到定量的反式加成物^[8]。用Br₂和庚烷或环己烷将肉桂醛苯乙酮溴化，可以得到四溴化物以及少量的二溴化物和六溴化物^[9]。Bottino^[10]等人用过量的溴在乙酸中溴化1,1,-二苯基-2-（2-噻吩基）乙烯。Naae^[11]研究了氟代烯烃的亲电溴化反应，同时也研究了冰醋酸中溴离子对氟代烯烃的离子加成反应。对于所有烯烃，1,2-二溴加合物是主要产物，可以形成少量的1-乙酰氧基2-溴加合物(Scheme 1)。

Scheme 1

1.2.2 溴分子对芳香环的溴化

1927年，Varma团队在浓H₂SO₄、发烟H₂SO₄、HNO₃等存在的条件下，研究了溴与苯的溴化反应^[12]。该团队中的Jakes发现，1,3-二溴-2-四氢萘酚与溴反应生成了3,6-萘酚和 3,7-二溴-2-萘酚。值得一提的是，该反应在反应过程中损失了第1位的溴^[13]。Wheeler和Ergle研究了溴对1,5-二羟基萘的溴化作用^[14]：在乙酸存在的条件下，将1,5-二羟基萘和2摩尔当量的溴在80℃条件下反应，得到2,6-二溴衍生物，该反应收率为76％(Scheme 2)。

请支付后下载全文，论文总字数：18888字