3,4-二氟苯异硫氰酸酯的合成与应用

理化性质

3,4-二氟苯异硫氰酸酯的英文名称为3,4-Difluorophenyl isothiocyanate，分子式为C₇H₃F₂NS，分子量为171.17，属于一般化学品，常温常压下表现为粘黄色液体。实验测定，关于3,4-二氟苯异硫氰酸酯的部分物化数据如下：密度为1.26g/cm³，沸点为236.7°C，闪点为97°C。

合成方法

传统合成3,4-二氟苯异硫氰酸酯的工艺路线是卡卢扎反应，为了开发出一条新的环保工艺代替该路线，科研人员通过不断的实验探索，优化得到如下合成方法：

3,4-二氟苯胺与二硫化碳在氢氧化钠水溶液中反应1 h制得新的中间体N,N-二(3,4-二氟苯基)硫脲，后者在醋酐中加热分解得到1分子的3,4-二氟苯异硫氰酸酯和1分子3,4-二氟苯基乙酰胺，副产物可以回收再使用。上述合成方法3,4-二氟苯异硫氰酸酯的收率为40%，无需使用氯甲酸乙酯，避免了原工艺长时间的低温控制[1]。

应用研究

普卢利沙星(Prulifloxacin，NM441 or AF3012)由日本新药公司(Nippon Shinyaku)于80年代末期开始研制的药物，它是噻丁啶-喹啉羧酸衍生物NM394(AF3013)的脂溶性前体药物。NM441口服后易自肠道吸收，并 在体内水解为活性形式NM394而发挥广谱抗菌作用，可用于开展广泛的治疗呼吸道,尿路等感染的临床研究[2]。3,4-二氟苯异硫氰酸酯是合成该药物的重要中间体，具体包括以下步骤：3,4-二氟苯异硫氰酸酯先后与丙二酸二乙酯在无机碱中成盐和硫酸二乙酯反应后加热环合，再经羟基保护，氯代，最后脱保护，闭环得到普卢利沙星中间体6,7-二氟-1-甲基-4-氧代-1H,4H-[1,3]硫氮杂环丁烷并[3,2-a]喹啉-3-羧酸乙酯，总收率20.2%。经该方法制备得到6,7-二氟-1-甲基-4-氧代-1H,4H-[1,3]硫氮杂环丁烷并[3,2-a]喹啉-3-羧酸乙酯纯度高，推动了普卢利沙星的大规模工业生产[3]。

除药物合成领域，苯基异硫氰酸酯化合物（如3,4-二氟苯异硫氰酸酯）可制成向列相液晶材料。这类材料不仅具有高双折射率，还具有低黏度的特性，在液晶光学器件中应用时可实现快速响应[4]。

参考文献

[1]彭锋,邱晓敏,冯颂延,等.合成3,4-二氟苯基异硫氰酸酯的绿色工艺[J].中南药学, 2009, 7(7):2.DOI:CNKI:SUN:ZNYX.0.2009-07-015.

[2]方利明,金艳,魏敏吉.氟喹诺酮类抗菌剂--普卢利沙星[J].中国医药导刊, 2004, 6(3):3.DOI:10.3969/j.issn.1009-0959.2004.03.029.

[3]王鹤东,林妮.普卢利沙星中间体的合成[C]//2008年中国药学会学术年会暨第八届中国药师周论文集.2008.DOI:ConferenceArticle/5aa091e7c095d7222077e7ca.

[4]彭增辉,刘永刚,穆全全.苯基异硫氰酸酯类液晶材料的稳定性[J].液晶与显示, 2024, 39(11).DOI:10.37188/CJLCD.2024-0269.