Gomberg–Bachmann反应(又称
冈伯格-巴克曼反应、冈伯格-巴赫曼反应、Gomberg芳基
偶联反应等)以乌克兰裔美国化学家
摩西·冈伯格(Moses Gomberg)和美国化学家沃纳·以马利·巴赫曼(Werner Emmanuel Bachmann)的名字命名,是指
重氮盐的酸性溶液用
氢氧化钠或
乙酸钠的水溶液处理时,发生芳基的
偶联反应,生成联芳烃的衍生物的反应。例如,
对溴苯胺与苯偶联,得到对溴联苯。
多氯联苯(PCBs)是由一系列氯化联苯异构体组成的合成工业品,已成为一种公认的环境激素类污染物,由于其在环境中的难降解性和广泛迁移性,已作为斯德哥尔摩公约首批优先控制的12种持久性
有机污染物之一,引起的环境问题已受到极大关注。相关前沿研究要求PCBs的分析测试必须由测定总量提高到测定同类物和异构体。因此,PCBs单体的制备,对研究PCBs在环境中的污染行为具有重要意义。
合成PCBs单体文献方法的局限性在于只能制备对称的PCBs。Hans-Joachim Lehm-hler研究小组采用金属钯催化的不对称合成方法,制备了一系列的PCBs单体,为其毒理研究奠定了良好的基础。但此方法使用的催化剂成本较高,反应时间长,且后处理复杂,产率也不高。
在烧杯中加入3, 4-二氯苯胺8. 101g(50mmol)和水5mL,温热至其熔化;加入浓盐酸10mL,剧烈搅拌均匀后加水20mL,加热并间歇搅拌至其几乎完全溶解;自然冷却至室温后加水10mL,搅拌使之形成均匀的乳状悬浊液(有3,4-二氯苯胺盐酸盐晶体析出);加入数块小冰,烧杯外以冰水浴冷却,于0℃ ~ 5℃加入30%亚硝酸钠溶液,用稀盐酸调pH 2~ 3,当淀粉KI试纸在瞬间变成蓝色时,得到3,4-二氯苯重氮盐溶液。以2,4-二氯苯胺代替3,4-二氯苯胺,用类似方法制备2,4-二氯苯重氮盐溶液。
在用冰水浴冷却的反应瓶中依次加入2a60mL和1a溶液,搅拌下滴加5mol/LNaOH溶液40mL~45mL(0.5h~1.0h)(生成黄色沉淀活化物质,滴加速度不可太快,否则会生成棕黑色沉淀),滴毕,撤去冰浴,于室温反应2h。分液,有机层蒸除溶剂,残余物中通入水蒸汽蒸馏得黄棕色油状液体,用正己烷(3×50mL)萃取,合并萃取液,浓缩后再通入水蒸汽蒸馏,用正己烷(3×40mL)萃取,合并萃取液蒸除溶剂,残余物溶于无水热乙醇(100mL)中,加入锌粉1g~2g和浓盐酸2mL,无气体生成后趁热过滤,滤饼用热无水乙醇洗涤,干燥得白色针状晶体3a。用类似方法合成白色针状晶体3b~ 3e。
利用氯代苯胺作为原料,通过与盐酸的反应,生成苯胺的盐酸盐晶体。晶体析出后,在酸性条件下和亚硝酸钠发生重氮化作用,生成带正电荷的重氮盐,然后在碱性的条件下,重氮盐被中和生成黄色的活性物质,进攻苯环上的电子云,与苯发生亲电加成反应,生成相应的联苯。苯环上的氯原子作为供电子基团,决定了亲电加成的位置,从而决定了生成物的化学结构。
用改性Gomberg-Bachmann法制备
多氯联苯单体,通过快速的重氮化操作,然后在溶剂中发生
亲电加成反应,就可以完成制备。反应时间短,而且通过两次水蒸汽蒸馏工艺处理后,可以得到纯度较高的结晶,不需要进行柱层析分离,简化了后处理操作。而且本反应副产物主要为重氮化时自我偶联的
偶氮化合物,在水蒸汽蒸馏时结成粘稠状物,易于分离。因此,本方法在制备少量的实验室用多氯联苯单体时,不失为一种有效的方法。