CN101429082A - 快速合成α-单氯代酮类化合物的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种快速合成α-单氯代酮类化合物的方法。先量取二氯海因的用量为羰基化合物的摩尔量的0.5~1.0倍;硅胶为100~400目的市售商品,其用量为羰基化合物质量的0.01~1.0倍,然后将硅胶、羰基化合物和二氯海因,以甲醇或乙醇作为溶剂,在10~100℃的温度下反应1-2小时;再过滤,旋蒸除去溶剂,加入甲丁醚,有机层用饱和食盐水洗,用MgSO4干燥。过滤,旋蒸得α-单氯代酮类化合物。本发明使用了廉价的二氯海因和硅胶催化剂,反应速度快、选择性高、收率高,无酸性污染产生,符合环境保护要求,具有较好的工业化前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种快速合成α位单氯代酮类化合物的方法。具体是各种羰基化合物使用1,3—二氯—5,5-二甲基海因进行各自的一氯代产物的合成工艺,属精细化工产品的制备技术领域。
背景技术
各种羰基化合物的α-位一氯代产物是重要的有机合成中间体,被广泛地应用于医药、农药等功能化学品的合成。现有的氯代方法主要使用氯气(RarjohnN.,Rogier E.,“The vapor-phase chlorination of aliphatic ketones”,J.Org.Chem.1946,11,781)、含氯无机盐、NCS。氯气和一些含氯无机盐存在着毒性较大、使用不方便,而NCS和一些含氯无机盐价格昂贵,工业应用难以推广。1,3-二氯-5,5-二甲基海因(简称二氯海因或DCDMH)是一种新型的消毒剂,近年来已被大规模工业化生产并被大量地使用于工业、生活、水产养殖等水处理,最近,它也被用于氯代试剂。氯代反应的选择性问题在合成反应中是一个挑战,大多数情况下得到的产物是一氯代物和二氯代物的混合物。已经有一些方法在各类选择性上取得了进展,如邹新琢和徐字金等曾报道了以二氯海因为氯代试剂,甲醇为溶剂,在温和条件下以78%~94%的高产率合成α-氯代苯乙酮的新方法(Z.Xu,D.Zhang and X.Zou,Synth.Commun.,2006,36,255-258;CN1699322)。另外,邹新琢和管细霞等报道了以二氯海因为氯代试剂,以酸为为催化剂制备各种β-酮酯和1,3-丙二酸酯类单氯代化合物的方法(CN101121661)。二氯海因作为氯代试剂,有廉价易得、无酸性废液、使用方便等优点,但上述方法都存在以下不足:在反应体系中的使用强酸如对甲苯磺酸作为催化剂,产生了大量的酸性废液需要处理。因此生产实际需要进一步开发出既能利用廉价的二氯海因,反应速度快、选择性高,又无酸性废液需要处理的满足绿色化学要求的方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种既能使用廉价的二氯海因,又无酸性废液排放的高选择性快速合成各种羰基化合物的α-位一氯代产物的方法。
经过研究,我们发现:各种羰基化合物可以用硅胶代替强酸性物质催化剂、使用廉价的二氯海因作为氯化剂,进行α-位氯代反应,获得高纯度的α-单氯代产物。
本发明作为反应物使用的羰基化合物具体指下述化合物:
其中R1可以为苯基或含有CH3、C2H5、-COOH、-COOCH3、-COOC2H5、-CN、-NO2、-Cl、-Br、-I等取代基中的1~3个非邻位取代苯基中的一个。R2为H、-COOCH3、-COOC2H5、-COOC3H7、-COCH3、苯基或取代苯基中的一个。
在该反应体系中,使用的硅胶为各种市售的商品,100~400目;其用量为羰基化合物质量的0.01~1.0倍,最好是羰基化合物质量的0.05~0.1倍。
二氯海因的用量为羰基化合物摩尔量的0.5~1.0倍,最好是羰基化合物摩尔量的0.6~0.8倍。
反应在甲醇,乙醇等醇溶剂中进行,最好是在甲醇中进行。
反应在10~100℃温度下进行。最好是在反应体系回流的条件下进行。
表1为各种羰基化合物按以上条件用二氯海因进行α-位单氯代反应的结果。
表1.各种羰基化合物用二氯海因的α-位单氯代反应的结果
No. | 反应物 | 产物收率(%) | 产物熔点(文献值) |
1 | R1=苯基,R2=H | 97% | 50-53℃(51-52℃) |
2 | R1=4-甲基苯基,R2=H | 92% | 51-54℃(54.5-55℃) |
3 | R1=4-氯-苯基,R2=H | 98% | 98-101℃(101-101.5℃) |
4 | R1=4-溴-苯基,R2=H | 93% | 114-116℃(116-117℃) |
5 | R1=4-硝基-苯基,R2=H | 84% | 88-91℃(90-91℃) |
6 | R1=3-硝基-苯基,R2=H | 77% | 100-102℃(100.5-102℃) |
7 | R1=4-碘-苯基,R2=H | 90% | 123-125℃(126-127℃) |
8 | R1=3-氯-苯基,R2=H | 85% | 39-40℃(40-41℃) |
9 | R1=3-溴-苯基,R2=H | 88% | 44-45℃(47-48℃) |
10 | R1=3-甲基苯基,R2=H | 75% | 72-74℃(74℃) |
11 | R1=3-羧基苯基,R2=H | 70% | 159-163℃(161-164℃) |
12 | R1=4-乙酰氧基苯基,R2= | 85% | 88-90℃(89-90℃) |
13 | R1=4-羧基苯基,R2=H | 85% | 234-238℃(235-240℃) |
14 | R1=4-氨基苯基,R2=H | 80% | 204-205℃(205-207℃) |
15 | R1=3,4-二氯苯基,R2=H | 89% | 45-47℃(46-47℃) |
16 | R1=3,4-二硝基苯基,R2=H | 60% | 118-120℃(122℃) |
17 | R1=3,4-二甲基苯基,R2=H | 75% | 74-76℃(76-77℃) |
18 | R1=3,4,5-三甲基苯基,R2=H | 70% | 102-104℃(104-107℃) |
19 | R1=4-二甲氨基苯基,R2=H | 78% | 103-104℃(103-105℃) |
20 | R1=CH3-,R2=-COOC2H5 | 88% | / |
21 | R1=苯基,R2=-COOC2H5 | 86% | / |
22 | R1=4-硝基-苯基,R2=-COOC2H5 | 88% | / |
23 | R1=CH3-,R2=-COOCH3 | 95% | / |
24 | R1=苯基,R2=-COO2H3 | 96% | / |
25 | R1=4-硝基-苯基,R2=-COOCH3 | 98% | / |
26 | R1=CH3-,R2=-COCH3 | 95% | / |
27 | R1=苯基,R2=-COCH3 | 96% | / |
上述反应是在甲醇溶液中,回流的条件下完成的;反应中的羰基化合物:二氯海因的摩尔比是1:0.75;硅胶为200~400目的市售商品,其用量为羰基化合物质量的8%。
本发明的优点是:
1.由于本发明用硅胶替代对甲苯磺酸等强酸作为催化剂进行α-位一氯代反应,所以达到了快速、选择性高、收率高的效果。
2.本发明的选择性氯代方法使用了廉价的二氯海因,未使用强酸性物质作为催化剂,无酸性废液排放,更接近绿色化学的要求,因此该方法具有较好的工业化前景。
具体实施方式
以下为本发明的一些具体实施例,但本发明不仅仅局限于以下实施例。
实施例1:苯乙酮的选择性α-位一氯代反应
市售200~400目硅胶0.1g,甲醇10ml,苯乙酮10mmol,二氯海因7.5mmol,将它们放在一起加热回流1小时。然后过滤,旋蒸除去甲醇,加入20ml甲丁醚,有机层用饱和食盐水20ml洗三次,用MgSO4干燥。过滤,旋蒸得产物1.5g为α-一氯代苯乙酮,产率97%。mp:51~52℃(lit:51~52℃).1H NMR(CDCl3,500MHz,CDCl3):δ4.72(s,2H,CH2Cl),7.51(t,J=7.8Hz,2H,ArH),7.63(t,J=7.4Hz,1H,ArH),7.96-7.98(m,2H,ArH).
实施例2:苯甲酰乙酸乙酯的选择性α-位一氯代反应
市售100目硅胶0.5g,甲醇10ml,苯甲酰乙酸乙酯10mmol,二氯海因10mmol,加热回流2小时。过滤,旋蒸除去甲醇,加入20ml甲丁醚,有机层用饱和食盐水20ml洗三次,用MgSO4干燥。过滤,旋蒸得产物为苯甲酰乙酸乙酯的一氯代产物,产率88%。1H NMR(500MHz,CDCl3)δ:1.18(t,J=7Hz,3H,CH3),4.30(q,J=7Hz,2H,CH2),5.56(s,1H,CHCl),7.43(t,J=7Hz,2H,ArH),7.57(t,J=7Hz,1H,ArH),7.91(d,J=7Hz,2H,ArH).
实施例3:乙酰乙酸乙酯的选择性α-位一氯代反应
市售200~400目硅胶0.1g,乙醇10ml,乙酰乙酸乙酯10mmol,二氯海因10mmol,40℃的温度下反应3小时。过滤,旋蒸除去乙醇,加入20ml甲丁醚,有机层用饱和食盐水20ml洗三次,用MgSO4干燥。过滤,旋蒸得产物为乙酰乙酸乙酯的一氯代产物,产率80%。1H NMR(500MHz,CDCl3)δ:1.31(t,J=7Hz,3H,CH3),2.38(s,3H,CH3CO),4.30(q,J=7Hz,2H,COOCH2),4.75(s,1H,CHCl).
对照例1:甲醇10ml,苯乙酮1.2g(10mmol),二氯海因1.48g(7.5mmol)加热回流1小时。过滤,旋蒸除去甲醇,加入20ml甲丁醚,有机层用饱和食盐水20ml洗三次,用MgSO4干燥。过滤,将该物进行气相色谱分析,发现为原料和一氯代产物的混合物,二者比例为2:1。
Claims (4)
1.快速合成α-单氯代酮类化合物的方法,其特征在于:先量取二氯海因的用量为羰基化合物的摩尔量的0.5~1.0倍;硅胶为100~400目的市售商品,其用量为羰基化合物质量的0.01~1.0倍;然后将硅胶、羰基化合物和二氯海因,以甲醇或乙醇作为溶剂,在10~100℃的温度下反应1-2小时;再过滤,旋蒸除去溶剂,加入甲丁醚,有机层用饱和食盐水洗,干燥,过滤,旋蒸得α-单氯代酮类化合物。
3.根据权利要求1所述的快速合成α-单氯代酮类化合物的方法,其特征在于:二氯海因的用量是羰基化合物摩尔量的0.6~0.8倍。
4.根据权利要求1所述的快速合成α-单氯代酮类化合物的方法,其特征在于:硅胶用量为羰基化合物质量的0.05~0.1倍。
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