4-碘联苯的合成

发布日期:2023/7/20 8:38:34

介绍

近年来，液晶材料因其独特的液态流动特性和固态晶体光学特性，一直是显示技术领域研究的前沿和热点。科研人员设计并开发出了各种各样的液晶材料，快速推动了新一代显示器、发光器件等高新技术领域的技术发展。然而，联苯类液晶材料具有光、化学稳定性好，各向异性、粘度与双折射等物理常数可调等优点，因而在液晶材料中备受青睐。其中4-碘联苯是一类重要的液晶中间体，它是苯环上有四个氢原子被碘原子取代的产物，在联苯类液晶材料的合成中起到桥连、封端的重要作用[1]。

4-碘联苯.jpg

图一 4-碘联苯

合成

传统方法的缺点

制备4-碘联苯主要采用联苯直接碘化法，以联苯和碘为原料，以过硫酸铵或过硫酸钾为氧化剂，醋酸为反应溶剂，在浓硫酸和浓硝酸存在下生成目标产物；过硫酸盐是强氧化剂，遇热遇湿易分解，醋酸、浓硫酸、浓硝酸均对设备腐蚀，并且无法回收，产生大量酸性废液；采用Cu-La二氧化硅介孔复合催化剂代替过硫酸盐，但依然无法避免使用大量浓硫酸和浓硝酸。传统联苯直接碘化法反应式为：

4-碘联苯的合成1.png

图二 4-碘联苯的合成1

优化后的合成方法

铃木反应，也称作Suzuki偶联反应，在零价钯催化下，芳基硼酸与卤代芳烃发生交叉偶联，是合成联苯类化合物的重要方法。为了克服现有合成4-碘联苯技术的缺陷，孟纪文等人[2]提供了一种利用Suzuki偶联反应合成4-碘联苯的方法。

技术方案为在水相中，以Pd/C为催化剂，在碱存在下，1，4-二碘苯和苯硼酸为反应原料，一步反应生成4-碘联苯。反应路线如下图。

一步法合成4-碘联苯.jpg

图三一步法合成4-碘联苯

具体的实验步骤为：在500ml反应瓶中加入1，4-二碘苯32.9g（0.1mol），苯硼酸12.2g（0.1mol），碳酸钠21.2g（0.2mol），水（150ml），搅拌均匀后，加入5%的Pd/C催化剂4.2g（0.2mol%），升温至60℃反应6h，将反应液冷却至室温，过滤，滤饼为Pd/C催化剂，用水洗涤后回收重复使用；滤液加入乙酸乙酯萃取，有机层旋蒸除去溶剂，得粗产品，乙醇重结晶得26.6g，收率95%。

该改进方法以水为溶剂，无污染，避免了传统方法产生大量酸性废液；所使用的Pd/C催化剂可回收重复使用，成本降低；产品收率高，反应条件温和，过程简单，操作方便。