左氟沙星中间体2，3，4-三氟硝基苯的合成研究

论文摘要

2,3,4-三氟硝基苯是合成氟喹诺酮类抗菌药物左氟沙星的重要中间体,目前国内企业主要采用以2,6-二氯苯胺为原料的合成路线,由于该工艺涉及氟硼酸重氮盐分解,易产生爆炸,且传统混酸硝化反应产生大量的废酸,对环境污染严重。通过改进以2,3-二氯硝基苯为原料合成2,3,4-三氟硝基苯的合成工艺,找出具有反应条件温和,工艺容易控制和对环境友好的工艺条件,是本文的研究目的。本论文主要做了三个方面的研究:（1）氯化反应中使用精馏分离耦合技术,考察了反应温度、氯气通量、引发剂等因素对反应速度及产率的影响;对反应过程中所表现出的现象从反应机理方面对其进行了探讨与解释。（2）研究了一种以三氟甲磺酸镱（即Yb（OTf）3）为催化剂反加法硝化合成方法替代传统混酸硝化方法。（3）氟化反应中采用无溶剂相转移催化法,以工业氟化钾替代喷雾干燥的氟化钾,应用正交实验法确定了2,3,4-三氯硝基苯的氟化反应最佳配比。以上各步反应均以气相色谱跟踪反应终点并进行定量分析,以质谱检测反应产物分子量,用红外光谱对目标产物结构进行分析确定。研究结果表明:（1）在实验所得的工艺条件下,氯化收率为92.3%,硝化收率为89.2%,相转移催化收率为73.2%,反应总收率达到60.3%,产品纯度为95.6%,高于文献所报道的总收率46.8%,大大提高了反应总收率,降低了生产成本。（2）采用以Yb（OTf）3为催化剂反加法催化硝化反应,较传统混酸硝化工艺,减轻了污染,简化了后处理。（3）使用无溶剂相转移催化氟化工艺,不仅减轻了环境污染,降低了KF的用量,氟化反应收率达到73.2%,比溶剂法工艺提高6.7个百分点,而且由于不使用溶剂,也大大降低了成本。本论文所研究的2,3,4-三氟硝基苯合成工艺,不仅具有反应条件温和,对环境友好,而且产品质量好;通过实验确定的工艺条件对工业化生产有较大的应用价值,可提高以2,3-二氯硝基苯为原料合成工艺的市场竞争力。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 引言
• 1.1 国内外氟化学研究进展
• 1.2 左氟沙星的合成研究概况
• 1.3 2,3,4-三氟硝基苯合成路线综述
• 1.4 课题研究目的
• 1.5 课题研究意义
• 1.6 研究内容与方法
• 1.6.1 研究内容
• 1.6.2 2,3,4-三氟硝基苯的合成方法
• 1.7 论文的新颖点
• 第2章 实验原料与主要仪器
• 2.1 实验主要原料
• 2.2 实验主要仪器
• 2.3 主要分析方法
• 第3章 1,2,3-三氯苯的合成
• 3.1 氯化反应装置
• 3.2 2,3-二氯硝基苯的液相氯化实验
• 3.2.1 液相氯化简易工艺流程
• 3.2.2 液相氯化实验方法
• 3.3 产品分析检测
• 3.3.1 气相色谱分析
• 3.3.2 质谱分析
• 3.3.3 红外光谱分析
• 3.3.4 产品收率计算
• 3.4 结果与讨论
• 3.4.1 2,3-二氯硝基苯的液相氯化机理
• 3.4.2 反应温度对反应速率和转化率的影响
• 3.4.3 氯气通量对反应速率和转化率的影响
• 3.5 本章小结
• 第4章 1,2,3-三氯-4-硝基苯的合成
• 4.1 硝化反应
• 4.1.1 硝化反应装置图
• 4.1.2 硝化反应工艺流程
• 4.1.3 硝化反应工艺的选择
• 4.2 1,2,3-三氯-4-硝基苯的合成
• 4.3 产品分析检测
• 4.3.1 气相色谱分析
• 4.3.2 质谱分析
• 4.3.3 红外光谱分析
• 4.3.4 产品收率计算
• 4.4 结果与讨论
• 4.4.1 催化硝化反应机理
• 4.4.2 硝酸配比对硝化收率的影响
• 4.4.3 催化剂对产率的影响
• 4.4.4 反应温度对硝化速率和产物组成的影响
• 4.4.5 反应时间的影响
• 4.5 本章小结
• 第5章 2,3,4-三氟硝基苯的合成
• 5.1 氟化反应
• 5.1.1 反应装置图
• 5.1.2 氟化反应工艺流程
• 5.1.3 芳香族化合物的氟化方法
• 5.1.4 氟化剂的选择制备
• 5.2 溶剂法合成2,3,4-三氟硝基苯
• 5.2.1 合成实验方法
• 5.2.2 氟化反应机理
• 5.2.3 结果与讨论
• 5.3 相转移催化法合成2,3,4-三氟硝基苯
• 5.3.1 相转移催化剂的选择
• 5.3.2 相转移催化实验
• 5.3.3 相转移催化机理
• 5.3.4 结果与讨论
• 5.4 产品分析检测
• 5.4.1 气相色谱分析
• 5.4.2 质谱分析
• 5.4.3 红外光谱分析
• 5.4.4 产品收率计算
• 5.5 本章小结
• 第6章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历
• 在学期间发表得学术论文与研究成果