CN108752206A - 一种7-氯-2-氧代庚酸乙酯的合成方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种7‑氯‑2‑氧代庚酸乙酯的合成方法，Mg、1‑溴‑5‑氯戊烷、四氢呋喃、盐酸、NaHC03、氯化聚苯乙烯树脂、咪唑、乙腈、草酸二乙酯为主要原料，本发明的合成工艺采用草酸二乙酯和1‑溴‑5‑氯戊烷在固载离子催化剂PSIM‑MgBr的作用下经过加成和水解反应得7‑氯‑2‑氧代庚酸乙酯，相较于传统的合成方法，原料通过催化剂活化反应直接制备7‑氯‑2‑氧代庚酸乙酯，使得收率大幅度提高，减少工艺流程和生产成本。

Description

一种7-氯-2-氧代庚酸乙酯的合成方法
技术领域
本发明涉及一种7-氯-2-氧代庚酸乙酯的合成方法,属于化工合成领域。
背景技术
7-氯-2-氧代庚酸乙酯是重要的化工医药中间体，目前合成7-氯-2-氧代庚酸乙酯的方法所存在的主要缺陷是合成条件较为苛刻、生产成本高，本发明研究7-氯-2-氧代庚酸乙酯的合成工艺，探索提高中间体收率的合成方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种7-氯-2-氧代庚酸乙酯的合成方法，该方法在优化条件下能催化草酸二乙酯和1-溴-5-氯戊烷的反应,具有较高的产物收率。
一种7-氯-2-氧代庚酸乙酯的合成方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
步骤1、干燥的N2保护下，在装有冷凝管、温度计、搅拌器和50ml恒压滴液漏斗的四口烧
瓶中加入7.3g草酸二乙酯、9.3g1-溴-5-氯戊烷和30m1四氢呋喃的混合液；
步骤2、在-25℃条件下，快速加入1.0g PSIM-MgBr，滴加反应过程中保持反应温度控制在-10℃左右，滴加完毕后，继续反应1h；
步骤3、用15ml浓度4M的盐酸水解，加酸水解过程中保证反应温度为0℃以下。分出有机层，水层用二氯甲烷萃取，并用饱合氯化钠溶液洗涤，加入NaHS03饱合溶液振荡；
步骤4、震荡完毕，有机层和水层用饱和NaHC03溶液中和，有机层旋转蒸出四氢呋喃，合并有机层并用饱和NaHC03中和，NaHS03洗涤，再用NaCl洗涤直至中性，蒸除溶剂、减压精馏得到7-氯-2-氧代庚酸乙酯。
所述的PSIM-MgBr固载离子催化剂制备方法如下：
步骤1、将氯化聚苯乙烯树脂在80℃下真空干燥12 h，取l0g干燥后的氯化聚苯乙烯树脂、3.6g咪唑与70ml乙腈在80℃下反应8h；
步骤2、反应完成之后进行过滤，使用乙酸乙酯、水、甲醇进行冲洗，再在80℃下进行真空干燥，得到的固体颗粒命名为PSIM；
步骤3、干燥的N2保护下，在装有温度计、冷凝管、搅拌器和50ml恒压滴液漏斗的100m1
四口烧瓶中加入10gPSIM、1.44gMg和15m1四氢呋喃；
步骤4、磁力搅拌下加2粒碘作为引发剂，待引发反应；
步骤5、慢慢滴加9.3g1-溴-5-氯戊烷和25m1四氢呋喃的混合溶液，反应过程中用冰水浴控制温度不超过30℃，待镁反应完后，得到固载离子催化剂PSIM-MgBr。
有益效果：本发明提供了一种7-氯-2-氧代庚酸乙酯的合成方法，草酸二乙酯和1-溴-5-氯戊烷在固载离子催化剂PSIM-MgBr的作用下经过加成和水解反应得7-氯-2-氧代庚酸乙酯，在催化剂的制备过程中卤代烷首先与镁屑反应生成格氏试剂，由于金属的电负性一般比碳原子小；因此，碳卤键一般是极性共价键，且是高度极化的，金属原子带有部分正电荷，而与之相连的碳原子带有部分负电荷，碳卤键比较容易断裂，而显示出活泼性。在反应过程中，格氏试剂中的烃基带着一对键合电子从镁移到羰基碳原子上，其亲核原子是碳原子，是较强的亲核试剂，得到的加成产物，经水解即可得到目标产物；在较低温度下用酸水解时，氢发生迁移的活性会大大减弱，导致烯醇式产物减少，因此在较低温度反应时，有利于酮式产物的生成。
具体实施方式
实施例1
一种7-氯-2-氧代庚酸乙酯的合成方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
步骤1、干燥的N2保护下，在装有冷凝管、温度计、搅拌器和50ml恒压滴液漏斗的四口烧
瓶中加入7.3g草酸二乙酯、9.3g1-溴-5-氯戊烷和30m1四氢呋喃的混合液；
步骤2、在-25℃条件下，快速加入1.0g PSIM-MgBr，滴加反应过程中保持反应温度控制在-10℃左右，滴加完毕后，继续反应1h；
步骤3、用15ml浓度4M的盐酸水解，加酸水解过程中保证反应温度为0℃以下。分出有机层，水层用二氯甲烷萃取，并用饱合氯化钠溶液洗涤，加入NaHS03饱合溶液振荡；
步骤4、震荡完毕，有机层和水层用饱和NaHC03溶液中和，有机层旋转蒸出四氢呋喃，合并有机层并用饱和NaHC03中和，NaHS03洗涤，再用NaCl洗涤直至中性，蒸除溶剂、减压精馏得到7-氯-2-氧代庚酸乙酯。
所述的PSIM-MgBr固载离子催化剂制备方法如下：
步骤1、将氯化聚苯乙烯树脂在80℃下真空干燥12 h，取l0g干燥后的氯化聚苯乙烯树脂、3.6g咪唑与70ml乙腈在80℃下反应8h；
步骤2、反应完成之后进行过滤，使用乙酸乙酯、水、甲醇进行冲洗，再在80℃下进行真空干燥，得到的固体颗粒命名为PSIM；
步骤3、干燥的N2保护下，在装有温度计、冷凝管、搅拌器和50ml恒压滴液漏斗的100m1
四口烧瓶中加入10gPSIM、1.44gMg和15m1四氢呋喃；
步骤4、磁力搅拌下加2粒碘作为引发剂，待引发反应；
步骤5、慢慢滴加9.3g1-溴-5-氯戊烷和25m1四氢呋喃的混合溶液，反应过程中用冰水浴控制温度不超过30℃，待镁反应完后，得到固载离子催化剂PSIM-MgBr。
实施例2
步骤1、干燥的N2保护下，在装有冷凝管、温度计、搅拌器和50ml恒压滴液漏斗的四口烧
瓶中加入5.3g草酸二乙酯、9.3g1-溴-5-氯戊烷和30m1四氢呋喃的混合液；其余步骤同实施例1。
实施例3
步骤1、干燥的N2保护下，在装有冷凝管、温度计、搅拌器和50ml恒压滴液漏斗的四口烧
瓶中加入3.3g草酸二乙酯、9.3g1-溴-5-氯戊烷和30m1四氢呋喃的混合液；其余步骤同实施例1。
实施例4
步骤1、干燥的N2保护下，在装有冷凝管、温度计、搅拌器和50ml恒压滴液漏斗的四口烧
瓶中加入10.3g草酸二乙酯、9.3g1-溴-5-氯戊烷和30m1四氢呋喃的混合液；其余步骤同实施例1。
实施例5
步骤1、干燥的N2保护下，在装有冷凝管、温度计、搅拌器和50ml恒压滴液漏斗的四口烧
瓶中加入13.3g草酸二乙酯、9.3g1-溴-5-氯戊烷和30m1四氢呋喃的混合液；其余步骤同实施例1。
实施例6
步骤1、干燥的N2保护下，在装有冷凝管、温度计、搅拌器和50ml恒压滴液漏斗的四口烧
瓶中加入17.3g草酸二乙酯、9.3g1-溴-5-氯戊烷和30m1四氢呋喃的混合液；其余步骤同实施例1。
实施例7
步骤1、干燥的N2保护下，在装有冷凝管、温度计、搅拌器和50ml恒压滴液漏斗的四口烧
瓶中加入7.3g草酸二乙酯、14.3g1-溴-5-氯戊烷和30m1四氢呋喃的混合液；其余步骤同实施例1。
实施例8
步骤1、干燥的N2保护下，在装有冷凝管、温度计、搅拌器和50ml恒压滴液漏斗的四口烧
瓶中加入7.3g草酸二乙酯、19.3g1-溴-5-氯戊烷和30m1四氢呋喃的混合液；其余步骤同实施例1。
实施例9
步骤1、干燥的N2保护下，在装有冷凝管、温度计、搅拌器和50ml恒压滴液漏斗的四口烧
瓶中加入7.3g草酸二乙酯、24.3g1-溴-5-氯戊烷和30m1四氢呋喃的混合液；其余步骤同实施例1。
实施例10
步骤1、干燥的N2保护下，在装有冷凝管、温度计、搅拌器和50ml恒压滴液漏斗的四口烧
瓶中加入7.3g草酸二乙酯、29.3g1-溴-5-氯戊烷和30m1四氢呋喃的混合液；其余步骤同实施例1。
对照例1
与实施例1不同点在于：中间体的合成步骤2中，加入等量的PSIM作为催化剂，其余步骤与实施例1完全相同。
对照例2
与实施例1不同点在于：中间体的合成步骤2中，不再加入催化剂PSIM-MgBr，其余步骤与实施例1完全相同。
对照例3
与实施例1不同点在于：催化剂的合成步骤1中，氯化聚苯乙烯树脂、咪唑质量比为1：1，其余步骤与实施例1完全相同。
对照例4
与实施例1不同点在于：催化剂的合成步骤1中，氯化聚苯乙烯树脂、咪唑质量比为25：9，其余步骤与实施例1完全相同。
对照例5
与实施例1不同点在于：催化剂的合成步骤1中，用等量的苯乙烯树脂取代氯化聚苯乙烯树脂，其余步骤与实施例1完全相同。
对照例6
与实施例1不同点在于：催化剂的合成步骤1中，不再加入氯化聚苯乙烯树脂，其余步骤与实施例1完全相同。
对照例7
与实施例1不同点在于：催化剂的合成步骤3中，PSIM、Mg质量比为7:50，其余步骤与实施例1完全相同。
对照例8
与实施例1不同点在于：催化剂的合成步骤3中，PSIM、Mg质量比为1:1，其余步骤与实施例1完全相同。
对照例9
与实施例1不同点在于：催化剂的合成步骤5中，用等量的氯乙烯取代1-溴-5-氯戊烷，其余步骤与实施例1完全相同。
对照例10
与实施例1不同点在于：催化剂的合成步骤5中，用等量的1，2-二溴乙烷取代1-溴-5-氯戊烷，其余步骤与实施例1完全相同。
实施例和对照例不同条件下的反应结果如表所示
实验结果表明催化剂对草酸二乙酯和1-溴-5-氯戊烷的合成反应具有良好的催化效果，在反应条件一定时，中间体收率越高，催化性能越好，反之越差；酸二乙酯、1-溴-5-氯戊烷质量比为7：9时，其他配料固定，合成效果最好，与实施例1不同点在于，实施例2至实施例10分别改变主要原料酸二乙酯、1-溴-5-氯戊烷的用量和配比，尽管有一定效果，但不如实施例1收率高；对照例1至对照例 2不再用PSIM-MgBr作为催化剂并用PSIM取代，其他步骤完全相同，导致产物收率明显降低，说明离子固载对反应的产物影响很大；对照例3至对照例6不再加入氯化聚苯乙烯树脂并改变与咪唑的配比，效果依然不好，说明氯化聚苯乙烯树脂及其用量很关键；对照例7至对照例8改变了PSIM、Mg质量比，催化反应的效果明显变差，说明PSIM、Mg质量比为50:7对催化剂改善效果较好；对照例9至对照例10用等量的1，2-二溴乙烷和氯乙烯取代1-溴-5-氯戊烷，催化剂的活性降低，反应效果明显变差，产物收率明显降低；因此使用本发明的催化剂对中间体异戊烯酸甲酯的合成反应具有优异的催化效果。

Claims (2)

1.一种7-氯-2-氧代庚酸乙酯的合成方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
步骤1、干燥的N2保护下，在装有冷凝管、温度计、搅拌器和50ml恒压滴液漏斗的四口烧
瓶中加入7.3g草酸二乙酯、9.3g1-溴-5-氯戊烷和30m1四氢呋喃的混合液；
步骤2、在-25℃条件下，快速加入1.0g PSIM-MgBr，滴加反应过程中保持反应温度控制在-10℃左右，滴加完毕后，继续反应1h；
步骤3、用15ml浓度4M的盐酸水解，加酸水解过程中保证反应温度为0℃以下；
分出有机层，水层用二氯甲烷萃取，并用饱合氯化钠溶液洗涤，加入NaHS03饱合溶液振荡；
步骤4、震荡完毕，有机层和水层用饱和NaHC03溶液中和，有机层旋转蒸出四氢呋喃，合并有机层并用饱和NaHC03中和，NaHS03洗涤，再用NaCl洗涤直至中性，蒸除溶剂、减压精馏得到7-氯-2-氧代庚酸乙酯。
2.根据权利要求1所述一种7-氯-2-氧代庚酸乙酯的合成方法，其特征在于
所述的PSIM-MgBr固载离子催化剂制备方法如下：
步骤1、将氯化聚苯乙烯树脂在80℃下真空干燥12 h，取l0g干燥后的氯化聚苯乙烯树脂、3.6g咪唑与70ml乙腈在80℃下反应8h；
步骤2、反应完成之后进行过滤，使用乙酸乙酯、水、甲醇进行冲洗，再在80℃下进行真空干燥，得到的固体颗粒命名为PSIM；
步骤3、干燥的N2保护下，在装有温度计、冷凝管、搅拌器和50ml恒压滴液漏斗的100m1
四口烧瓶中加入10gPSIM、1.44gMg和15m1四氢呋喃；
步骤4、磁力搅拌下加2粒碘作为引发剂，待引发反应；
步骤5、慢慢滴加9.3g1-溴-5-氯戊烷和25m1四氢呋喃的混合溶液，反应过程中用冰水浴控制温度不超过30℃，待镁反应完后，得到固载离子催化剂PSIM-MgBr。
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