4-（4-甲基苯氧基）芐胺的合成研究

陳韶蕊，李愛軍，陳明明

（1.河北科技大學(xué)理學(xué)院，河北石家莊 050018；2.河北科技大學(xué)化學(xué)與制藥工程學(xué)院，河北石家莊 050018）

4-（4-甲基苯氧基）芐胺的合成研究

陳韶蕊1，李愛軍2，陳明明2

（1.河北科技大學(xué)理學(xué)院，河北石家莊 050018；2.河北科技大學(xué)化學(xué)與制藥工程學(xué)院，河北石家莊 050018）

以廉價的對氯苯甲腈和對甲苯酚為原料，經(jīng)過醚化、還原反應(yīng)合成了目標(biāo)化合物4-（4-甲基苯氧基）芐胺，目標(biāo)化合物的結(jié)構(gòu)經(jīng)IR和NMR確證。考察了不同還原體系、物料比及反應(yīng)時間對產(chǎn)品收率的影響。確定了最佳反應(yīng)條件：以四氫呋喃為溶劑，在回流狀態(tài)下，n（NaBH4）∶n（BF3－Et2O）∶n（4-（4-甲基苯氧基）苯甲腈）＝1.2∶1.0∶1.0時，反應(yīng)時間為18 h，總收率達(dá)69.3%。該法具有原料易得、操作簡單、反應(yīng)條件溫和、不需要特殊設(shè)備、產(chǎn)率高等優(yōu)點。

對氯苯甲腈；4-（4-甲基苯氧基）芐胺；還原

日本三菱化學(xué)報道5-吡唑酰胺類化合物具有殺蟲、殺螨活性，如吡螨胺（MK-239）和 OMI-88（N-［（4-甲基苯氧基）芐基］-1-甲基-3-乙基-4-氯-5-吡唑甲酰胺）。其中 OMI-88對半翅目（如稻飛虱，灰稻虱，大青葉蟬，桃蚜等）、鱗翅目（如二化螟等）、鞘翅目（如綠豆象等）和蜘蛛螨等害蟲有效［1］。而4-（4-甲基苯氧基）芐胺是農(nóng)藥OMI-88的重要中間體，也是重要的化工中間體。近年來，關(guān)于4-（4-甲基苯氧基）芐胺的報道主要有以下4種方法［2－7］：1）以對氯苯甲腈為原料，與對甲酚成醚，再催化氫化得到產(chǎn)品，總收率在50%左右；2）以對鹵代苯甲醛為原料，與對甲酚成醚，氨化氫化得到產(chǎn)品；3）以氯苯為原料，與對甲酚成醚，再甲酰化，氨化還原，得到產(chǎn)品，總收率43%；4）以鄰苯二甲酰亞胺為原料，與對氯芐氯反應(yīng)，再與對甲酚成醚，肼解后得到產(chǎn)品，總收率為23%左右。其中2），3），4）的合成方法中，反應(yīng)操作要求高且后處理繁瑣，不易于工業(yè)化生產(chǎn)。方法1）需在高溫、高壓下進(jìn)行催化氫化，對設(shè)備要求高且操作繁瑣。

為了克服上述缺點，筆者報道了一種4-（4-甲基苯氧基）芐胺的合成方法，以對氯苯甲腈為原料，在堿性條件下與對甲苯酚“一鍋法”反應(yīng)得到4-（4-甲基苯氧基）苯甲腈（圖1中的Ⅰ），以硼氫化鈉和三氟化硼－乙醚還原體系將腈基還原得到目標(biāo)化合物（圖1中的Ⅱ）。此方法操作簡單、成本低、反應(yīng)條件溫和、收率高，其合成路線見圖1。

圖1 4-（4-甲基苯氧基）芐胺合成路線Fig.1 Synthetic route of 4-（4-methylphenoxy）benzylamine

1 實驗部分

1.1 試劑和儀器

對氯苯甲腈（工業(yè)級），對甲苯酚（工業(yè)級），4-氯-3-乙基-1-甲基吡唑-5-羧酸酰氯（自制），其他試劑均為分析純。

X4型數(shù)字顯微熔點測定儀，溫度計未校正；BIO-RAD＿FTS-135型傅里葉紅外光譜儀；AV500型核磁共振儀（美國Bruker公司提供）。

1.2 合成

1.2.1 4-（4-甲基苯氧基）苯甲腈（Ⅰ）的合成［8］

將13.75 g（0.10 mol）對氯苯甲腈、11.88 g（0.11 mol）對甲苯酚、6.16 g（0.11 mol）氫氧化鉀、DMSO 100 m L混合，加熱升溫至130℃反應(yīng)5 h，倒入200 m L冰水中，攪拌0.5 h。將濾餅水洗1次 （30 m L），石油醚洗1次（30 m L），干燥得粗品Ⅰ，用乙醇和水重結(jié)晶得白色固體18.07 g，收率為86.46%，熔點為68～70℃ （與文獻(xiàn)［6］一致）。IR（KBr），σmax／cm－1：1 078（—C—O），2 097（—CN）。

1.2.2 4-（4-甲基苯氧基）芐胺（Ⅱ）的合成［9］

將27 mL （0.10 mol）BF3－Et2O和30 mL THF的溶液室溫下緩慢滴入20.90 g（0.10 mol）Ⅰ，4.56 g（0.12 mol）NaBH4和150 mL THF的懸濁液中，加熱回流18 h。將反應(yīng)液冷至室溫，冰浴下，緩慢加入30 mL水。蒸除THF，加入50 m L CH2Cl2攪拌1 h，分離出有機相，用無水硫酸鎂干燥，抽濾，旋蒸。殘余液中加入100 mL H2O，50 m L NaOH （質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%），50 mL H2O2（體積分?jǐn)?shù)為30%），室溫下攪拌2 h，用CH2Cl2萃取（80 m L×3），旋蒸得淡黃色黏稠液17.05 g，收率為80.07%。IR（KBr），σmax／cm－1：1 078（C—O），3 386（N—H）；1H NMR（CDCl3，500 MHz）。δ：2.325（s，3H，—Ar—CH3），3.873（s，2H，—CH2NH2），6.832～7.348（m，8H，—Ar—H）。

為了進(jìn)一步驗證化合物Ⅱ的結(jié)構(gòu)，將其與4－氯-3-乙基-1-甲基吡唑-5-羧酸酰氯反應(yīng)合成唑蟲酰胺，經(jīng)熔點測定及1H NMR鑒定，與文獻(xiàn)［6］一致，進(jìn)一步驗證了其結(jié)構(gòu)的正確。

2 結(jié)果與討論

2.1 4-（4-甲基苯氧基）苯甲腈（Ⅰ）的合成

文獻(xiàn)［6］中合成4-（4-甲基苯氧基）苯甲腈，采用先將對甲苯酚制備成對甲酚鉀鹽，再在催化劑溴化亞銅的作用下，與對氯苯甲腈反應(yīng)來制備4-（4-甲基苯氧基）苯甲腈，但此方法筆者重復(fù)了多次收率只有30%～40%。本文采用“一鍋法”合成4-（4-甲基苯氧基）苯甲腈，與文獻(xiàn)［2］方法相比操作簡單且不需要催化劑，收率可達(dá)86.46%。

2.2 不同的還原體系對Ⅱ合成的影響

將腈基還原為氨基的方法主要是采用催化氫化和利用Li Al H4作還原劑2種合成方法，但LiAl H4價格昂貴且需無水操作，不易工業(yè)化；催化氫化法需高壓設(shè)備且操作繁瑣。筆者考慮利用硼氫化鈉或硼氫化鉀與路易氏酸來進(jìn)行腈基的還原，分別嘗試了幾種還原體系來合成目標(biāo)化合物Ⅱ，結(jié)果見表1。

表1 不同的還原體系對Ⅱ合成的影響Tab.1 Effect of different reduct sysyems on the synthesis of compoundⅡ

以上反應(yīng)均在物料比為n（還原劑）∶n（BF3－Et2O）∶n（Ⅰ）且以四氫呋喃為溶劑回流狀態(tài)下進(jìn)行。當(dāng)以NaBH4－BF3－Et2O進(jìn)行還原時，反應(yīng)進(jìn)行18 h，收率可達(dá)80%以上；以 KBH4－BF3－Et2O體系還原時，反應(yīng)32 h收率僅為34.52%；以 NaBH4－I2還原時收率也只有46.56%；當(dāng)以 NaBH4－ZnCl2還原時收率只有32.24%。綜合比較，最后確定采用NaBH4－BF3－Et2O體系，還原操作簡單，收率高。

2.3 物料比對Ⅱ收率的影響

在以四氫呋喃為溶劑的條件下回流，固定反應(yīng)時間為18 h，考察了不同的物料比n（NaBH4）∶n（BF3－Et2O）︰n（Ⅰ）對Ⅱ的收率的影響，其結(jié)果見表2。

表2 不同的物料比對Ⅱ收率的影響Tab.2 Effect of different molar ratio on the yield of compoundⅡ

當(dāng)物料比n（NaBH4）∶n（BF3－Et2O）∶n（Ⅰ）為1.2∶1.0∶1.0時，目標(biāo)化合物的收率可達(dá)80.07%，增加NaBH4或BF3－Et2O的量，化合物Ⅱ的收率沒有明顯改變，相反減少兩者之一的量，收率降低。選定最佳的物料比為n（NaBH4）∶n（BF3－Et2O）∶n（Ⅰ）為1.2∶1.0∶1.0。

2.4 反應(yīng)時間對Ⅱ收率的影響

固定物料比n（NaBH4）∶n（BF3－Et2O）∶n（Ⅰ）為1.2∶1.0∶1.0，在以四氫呋喃為溶劑的條件下回流，考察了不同的反應(yīng)時間對Ⅱ收率的影響，其結(jié)果見表3。

表3 反應(yīng)時間對Ⅱ收率的影響Tab.3 Effect of reaction time on the yield of compoundⅡ

反應(yīng)時間為18 h時，收率較好，延長反應(yīng)時間，收率沒有明顯變化。選定反應(yīng)時間為18 h。

2.5 還原反應(yīng)優(yōu)化條件的驗證

確定n（NaBH4）∶n（BF3－Et2O）∶n（4-（4-甲基苯氧基）苯甲腈）＝1.2∶1.0∶1.0，以四氫呋喃為溶劑的條件下回流反應(yīng)18 h，進(jìn)行了3次平行實驗，目標(biāo)化合物的收率分別為80.09%，79.98%，80.14%，平均收率為80.07%，重現(xiàn)性良好。

3 結(jié) 語

利用廉價易得的對氯苯甲腈為原料，經(jīng)醚化和還原反應(yīng)合成了4-（4-甲基苯氧基）芐胺，其結(jié)構(gòu)經(jīng)IR和NMR確證，并進(jìn)一步利用合成唑蟲酰胺驗證了其結(jié)構(gòu)。4-（4-甲基苯氧基）芐胺合成的最佳反應(yīng)條件如下：n（NaBH4）∶n（BF3－Et2O）∶n（4-（4-甲基苯氧基）苯甲腈）＝1.2∶1.0∶1.0時，以四氫呋喃為溶劑的條件下回流18 h，總收率達(dá)69.3%。此合成方法原料易得、操作簡便，不使用催化氫化的方法，因此不需特殊設(shè)備，生產(chǎn)過程更為安全，適宜于工業(yè)化生產(chǎn)。

［1］OKADA I，OKUI S，YAMAURA M，et al.Pyrazole Amides and Insecticide and Miticide Containing them as Active Ingredient［P］.US：5039693，1991-08-13.

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Synthesis of 4-（4-methylphenoxy）benzylamine

CHEN Shao-rui1，LI Ai-jun2，CHEN Ming-ming2
（1.College of Sciences，Hebei University of Science and Technology，Shijiazhuang Hebei 050018，China；2.College of Chemical and Pharmaceutical Engineering，Hebei University of Science and Technology，Shijiazhuang Hebei 050018，China）

4-（4-methylphenoxy）benzylamine was synthesized by the reaction of etherification and reduction with the starting materials ofp-chlorobenzonitrile andp-cresol.The target compound was identified by IR and NMR.The total yield of the title compound is 69.3%，which is obtained under optimized conditions：n（NaBH4）∶n（BF3－Et2O）∶n（4-（4-methylphenoxy）benzonitrile）＝1.2∶1.0∶1.0，reaction temperature of reflux condition and reaction time of 18 h.The present method has the advantages of availability of starting materials，mild reaction condition，convenient manipulation，non-special equipment and good yield.

p-chlorobenzonitrile；4-（4-methylphenoxy）benzylamine；reduction

O625.6

A

2012-08-05；

2012-09-08；責(zé)任編輯：馮 民

河北省科技支撐計劃項目（10212160）；河北省自然科學(xué)基金資助項目（B2012208036）

陳韶蕊（1971-），女，河北趙縣人，講師，博士，主要從事精細(xì)化工及中間體合成方面的研究。

李愛軍教授。E-mail：liaj＠yeah.net

1008-1542（2012）05-0397-03