CN113461481B - 一种1,1-二溴-2,2-二(氯甲基)环丙烷的制备方法 - Google Patents

一种1,1-二溴-2,2-二(氯甲基)环丙烷的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种1,1‑二溴‑2,2‑二(氯甲基)环丙烷的制备方法。具体包括：向含有3‑氯‑2‑氯甲基丙烯的反应起始体系中，同时加入生成二溴卡宾的反应物，以实时生成二溴卡宾；同时，基于二溴卡宾与3‑氯‑2‑氯甲基丙烯的加成反应，实时生成目标产物。本发明提出的该方法，一方面可以确保实时生成的二溴卡宾与3‑氯‑2‑氯甲基丙烯及时发生加成反应，达到缩短反应时间、提高产率的目的；另一方面可以使反应物的量维持在较低水平，以减少副产物的生成，提高纯度。此外，该方法还可以避免反应体系中出现块状沉淀，不仅使反应更充分，进一步缩短反应时间、提高产率和纯度，还降低了后处理难度和成本，提高了工业化生产的适用性。

Description

一种1,1-二溴-2,2-二(氯甲基)环丙烷的制备方法
技术领域
本发明有机物合成领域，其主要涉及一种1,1-二溴-2,2-二(氯甲基)环丙烷的制备方法。
背景技术
1,1-二溴-2,2-二(氯甲基)环丙烷是合成二环[1.1.1]螺桨烷的原料。二环[1.1.1]螺桨烷(BCP)被认为是苯基与叔丁基的生物电子等排体，对药物的设计与改性有十分重要的价值。如1996年丹麦诺和诺德公司将BCP应用于 MGluR1拮抗剂中，显著的提高了药物的被动渗透性、水溶性、代谢稳定性。
然而，在现有的1,1-二溴-2,2-二(氯甲基)环丙烷的制备方法中，主要存在催化剂价格较高，反应体系不宜处理，产物纯度低等问题。
因此，本领域亟需一种新的制备1,1-二溴-2,2-二(氯甲基)环丙烷的方法，以解决现有技术中存在的上述问题。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种1,1-二溴-2,2-二(氯甲基)环丙烷的制备方法。并且，该制备方法不仅可以实现提高产物纯度、降低成本和后处理难度，以解决现有技术中存在的问题，还具有缩短反应时间、提高产率等优点。本发明提供的制备方法的具体内容如下：
本发明提供了一种1,1-二溴-2,2-二(氯甲基)环丙烷的制备方法，所述方法包括：
向含有3-氯-2-氯甲基丙烯的反应起始体系中，同时加入生成二溴卡宾的反应物，实时生成二溴卡宾；同时，基于所述二溴卡宾与所述3-氯-2-氯甲基丙烯的加成反应，实时生成1,1-二溴-2,2-二(氯甲基)环丙烷。
优选地，所述实时生成二溴卡宾的执行步骤，包括：
基于双滴法，向所述反应起始体系中同时加入溴仿和氢氧化钠，以实时生成二溴卡宾。
优选地，基于双滴法，通过控制溴仿和氢氧化钠各自的实时加入量，同时向所述反应起始体系中加入溴仿和氢氧化钠，以实时生成二溴卡宾；
其中，所述溴仿与所述氢氧化钠的摩尔比为1:4～1:5。
优选地，所述反应起始体系中包括频哪醇、三乙基苄基氯化铵和所述3- 氯-2-氯甲基丙烯；
所述3-氯-2-氯甲基丙烯与所述频哪醇的摩尔比为20:1～30:1；
所述3-氯-2-氯甲基丙烯与所述三乙基苄基氯化铵的摩尔比为 20:1～150:1；
所述3-氯-2-氯甲基丙烯与所述二溴卡宾的摩尔比为1:1～1:3。
优选地，所述制备方法在搅拌环境中进行，并且所述制备方法的反应温度控制在30～50℃。
优选地，在所述实时生成二溴卡宾之后，得到反应中期体系；所述方法还包括：
在搅拌条件下，所述反应中期体系在30～50℃温度下反应2～6天结束反应，并得到反应后体系。
优选地，所述方法还包括：对所述反应后体系依次进行过滤、纯化，得到1,1-二溴-2,2-二(氯甲基)环丙烷。
优选地，所述过滤的操作步骤包括：通过去离子水对所述反应后体系进行稀释，然后基于铺有防堵材料的漏斗，对稀释后的所述反应后体系进行过滤，得到滤渣；通过正戊烷/丙酮溶液对所述滤渣和所述防堵材料进行洗涤，过滤后得到滤液；
所述纯化的操作步骤包括：对所述滤液进行浓缩，然后采用硅胶柱对浓缩液进行纯化。
优选地，在所述过滤的操作步骤中，所述去离子水与所述反应后体系的体积比为2:1～5:1，所述防堵材料为硅藻土，所述正戊烷/丙酮溶液中正戊烷与丙酮的体积比为5:1～1:1；
在所述纯化的操作步骤中，所述纯化采用的洗脱剂为正戊烷。
优选地，所述制备方法的具体操作步骤包括：
步骤1，将3-氯-2-氯甲基丙烯、频哪醇和三乙基苄基氯化铵加入三口烧瓶中，并将高效机械搅拌器、第一恒压滴液漏斗和第二恒压滴液漏斗组装到所述三口烧瓶上，开启搅拌，将所述三口烧瓶中的混合物搅拌均匀，得到所述反应起始体系；
步骤2，将室温的50％的NaOH溶液加入所述第一恒压滴液漏斗中，将溴仿加入到所述第二恒压滴液漏斗；
步骤3，在搅拌环境中，将所述第一恒压滴液漏斗中的所述NaOH溶液和所述第二恒压滴液漏斗中的所述溴仿，同时缓慢加入到所述反应起始体系中；
其中，在所述步骤3中，通过控制所述缓慢加入的速度，将所述步骤3 中的实时温度控制在30～50℃。
本发明提供了一种1,1-二溴-2,2-二(氯甲基)环丙烷的制备方法。具体包括：向含有3-氯-2-氯甲基丙烯的反应起始体系中，同时加入生成二溴卡宾的反应物，以实时生成二溴卡宾；同时，基于二溴卡宾与3-氯-2-氯甲基丙烯的加成反应，实时生成目标产物。本发明提出的该方法，一方面可以确保实时生成的二溴卡宾与3-氯-2-氯甲基丙烯及时发生加成反应，达到缩短反应时间、提高产率的目的；另一方面可以使反应物的量维持在较低水平，以减少副产物的生成，提高纯度。此外，该方法还可以避免反应体系中出现块状沉淀，不仅使反应更充分，进一步缩短反应时间、提高产率和纯度，还降低了后处理难度和成本，提高了工业化生产的适用性。
附图说明
图1示出了本发明实施例中的1,1-二溴-2,2-二(氯甲基)环丙烷的制备方法的一种方法流程图；
图2示出了本发明实施例1制备的1,1-二溴-2,2-二(氯甲基)环丙烷的核磁共振氢谱图；
图3示出了本发明实施例1制备的1,1-二溴-2,2-二(氯甲基)环丙烷的核磁共振碳谱图；
图4示出了本发明实施例1制备的1,1-二溴-2,2-二(氯甲基)环丙烷的傅里叶红外光谱图；
图5示出了本发明实施例1制备的1,1-二溴-2,2-二(氯甲基)环丙烷的单晶X-射线衍射的结构图；
图6示出了本发明实施例4制备的1,1-二溴-2,2-二(氯甲基)环丙烷的核磁共振氢谱图；
图7示出了本发明实施例4制备的1,1-二溴-2,2-二(氯甲基)环丙烷的核磁共振碳谱图。
具体实施方式
提供下述实施例是为了更好地进一步理解本发明，并不局限于所述最佳实施方式，不对本发明的内容和保护范围构成限制，任何人在本发明的启示下或是将本发明与其他现有技术的特征进行组合而得出的任何与本发明相同或相近似的产品，均落在本发明的保护范围之内。
实施例中未注明具体实验步骤或条件者，按照本领域内的现有技术所描述的常规实验步骤的操作或条件即可进行。所用试剂以及其他仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规试剂产品或仪器。
为了解决1,1-二溴-2,2-二(氯甲基)环丙烷的现有制备方法中，主要存在的催化剂价格较高、反应体系不宜处理、产物纯度低等问题，本发明的发明人提出的技术构思主要为：通过同时滴加氢氧化钠溶液与溴仿的方式，使溴仿与氢氧化钠同时进入反应起始体系进行反应，并且随着两者的实时进入，会在反应起始体系中实时生成二溴卡宾。基于该构思，能使溴仿与氢氧化钠的量在反应初期一直维持在较低水平，避免过大浓度的反应物(即溴仿与氢氧化钠)使反应初始体系生成过多的三溴甲基碳负离子以及存在较多OH-发生亲核取代副反应；同时，这种同时滴加氢氧化钠溶液与溴仿的方式(即双滴法)能够改善反应过程中，沉淀(该沉淀包括生成的产物和各种原料) 的颗粒度与粘度，防止反应过程中沉淀发生粘连生成大块沉淀，从而无法使各反应物充分接触。基于该技术构思，本发明的具体实施内容如下：
本发明实施例提供了一种1,1-二溴-2,2-二(氯甲基)环丙烷的制备方法，该方法包括：在含有3-氯-2-氯甲基丙烯的反应起始体系中，实时生成二溴卡宾；同时，基于二溴卡宾与3-氯-2-氯甲基丙烯的加成反应，实时生成1,1- 二溴-2,2-二(氯甲基)环丙烷。
其中，实时生成二溴卡宾是指：将生成二溴卡宾的各反应物，分别按照一定的加入速度，同时将其加入到含有3-氯-2-氯甲基丙烯的反应初始体系中，以使在加入的过程中，实时且不间断地生成二溴卡宾。
本发明实施例提出的该制备方法，一方面可以确保实时生成的二溴卡宾与3-氯-2-氯甲基丙烯及时发生加成反应，达到缩短反应时间、提高产率的目的；另一方面可以使反应物的量维持在较低水平，以减少副产物的生成，提高纯度。此外，该方法还可以避免反应体系中出现块状沉淀，不仅使反应更充分，进一步缩短反应时间、提高产率和纯度，还降低了后处理难度和成本，提高了工业化生产的适用性。
本实施例中，优选地，实时生成二溴卡宾的执行步骤，可以包括：基于双滴法，向反应起始体系中同时加入溴仿和氢氧化钠，以实时生成二溴卡宾。
在本实施例中，采用双滴法投料，一是为了更好地控制溴仿和氢氧化钠的实时加入量，使溴仿的量和氢氧化钠的量在反应初期一直维持在较低水平，以达到控制加入过程中副反应的发生；二是为了实现将溴仿和氢氧化钠同时向反应初始体系中加入，并且是以较少量的同时加入，这样既可以防止溴仿和氢氧化钠两者中某一反应物的量相对于另一反应物的量而言过多，又可以使溴仿和氢氧化钠随着少量地加入反应初始体系中而不断地实时反应以实时生成二溴卡宾，从而降低了溴仿和/或氢氧化钠在反应初始体系中的堆积，进而改善了反应体系中沉淀的颗粒度与粘度，防止这些沉淀发生粘连生成大块沉淀，无法使反应体系充分接触。
本实施例中，优选地，基于双滴法，通过控制溴仿和氢氧化钠各自的实时加入量，同时向反应起始体系中加入溴仿和氢氧化钠，以实时生成二溴卡宾。其中，溴仿与氢氧化钠的摩尔比为1:4～1:5。
在本实施例中，双滴法是指：由两个分别盛氢氧化钠溶液和溴仿的装置，向反应初始体系中同时加入氢氧化钠溶液和溴仿。因而，为了提高产物的产率和纯度，可以基于装置对氢氧化钠溶液和溴仿各自的实时加入量进行控制，以使加入到反应初始体系中的氢氧化钠溶液和溴仿可以及时、完全且两者在反应初始体系中的含量不形成较大差值地反应。
在本实施例中，盛氢氧化钠溶液的装置和盛溴仿的装置，可以相同，也可以不同。在具体操作过程中，可以选用两个恒压滴液漏斗，而为了表意清晰，可以将这两个恒压滴液漏斗分别命名为第一恒压滴液漏斗和第二恒压滴液漏斗。
需要指出的是，在工业生产过程中，可以根据实际情况选择装置，只需选择的装置可以实现氢氧化钠溶液和溴仿的同时加入，并且可以对氢氧化钠溶液或溴仿的加入量的实时控制即可。在本实施例中，不做限定。
本实施例中，为了使二溴卡宾高效生成且生成的二溴卡宾可以及时地参与反应生成目标产物(1,1-二溴-2,2-二(氯甲基)环丙烷)，反应起始体系中包括频哪醇、较低成本的相转移催化剂(三乙基苄基氯化铵)和3-氯-2-氯甲基丙烯。而为了在确保产率和纯度的同时，降低成本，节约资源，优选地，3- 氯-2-氯甲基丙烯与频哪醇的摩尔比为20:1～30:1；3-氯-2-氯甲基丙烯与三乙基苄基氯化铵的摩尔比为20:1～150:1；3-氯-2-氯甲基丙烯与二溴卡宾的摩尔比为1:1～1:3。
本实施例中，优选地，制备方法在搅拌环境中进行，并且制备方法的反应温度控制在30～50℃。
在本实施例中，为了使反应更有效地进行，可以直接让整个反应均处在搅拌环境中；并且，为了减少副反应的发生，确保产物的纯度和产量，在上述双滴法的基础上，还可以再结合高效机械搅拌和控制反应温度，以达到目的。
具体实施时，由于溴仿和氢氧化钠反应生成二溴卡宾的过程是放热过程，因而，还可以从放热的强烈程度来获知同时加入的溴仿和氢氧化钠是否过多。因此，在本实施例中，将反应温度控制在30～50℃的方法为：控制溴仿和氢氧化钠各自的实时加入量。
图1示出了本发明实施例中的1,1-二溴-2,2-二(氯甲基)环丙烷的制备方法的一种方法流程图。如图1所示，本实施例中，该制备方法的具体操作步骤包括：
步骤1(S1)，将3-氯-2-氯甲基丙烯、频哪醇和三乙基苄基氯化铵加入三口烧瓶中，并将高效机械搅拌器、第一恒压滴液漏斗和第二恒压滴液漏斗组装到所述三口烧瓶上，开启搅拌，将三口烧瓶中的混合物搅拌均匀，得到所述反应起始体系；
步骤2(S2)，将室温的50％的NaOH溶液加入第一恒压滴液漏斗中，将溴仿加入到第二恒压滴液漏斗；
步骤3(S3)，在搅拌环境中，将第一恒压滴液漏斗中的NaOH溶液和第二恒压滴液漏斗中的溴仿，同时缓慢加入到反应起始体系中。其中，在步骤3中，通过控制缓慢加入的速度，将步骤3中的实时温度控制在30～50℃，而优选温度为40℃。
在具体实施过程中，虽然在溴仿和氢氧化钠实时生成二溴卡宾的过程中，实时生成的二溴卡宾还会直接与反应初始体系中的3-氯-2-氯甲基丙烯直接发生加成反应，以生成目标产物，但是，在实际的制备过程中，当溴仿和氢氧化钠各自的量完全加入反应初始体系后，并不是目标产物就完全生成了。因而，为了使反应更完全，本实施例中，优选地，在实时生成二溴卡宾之后，得到反应中期体系。本实施例提供的制备方法还包括：
在搅拌条件下，反应中期体系在30～50℃温度下反应2～6天结束反应，并得到反应后体系。
具体实施时，当溴仿和氢氧化钠各自的量完全加入反应初始体系后，即可将该体系称之为反应中期体系。然后将反应中期体系的温度维持在 30～50℃温度下，搅拌反应2～6天结束反应，并得到反应后体系。
在本实施步骤中，反应中期体系的温度，优选为40℃；在反应2～3天后，目标产物的产量已达到较佳值，后续若继续反应，产率的增量约为5％，即反应时间大于3天产率略有5％的提升。
在本实施步骤中，溴仿和氢氧化钠加完后会拆除恒压滴液漏斗，更换为带有KOH干燥管的回流冷凝器，以防止空气中的水分和二氧化碳进入反应体系。
在本实施步骤中，反应中期体系的温度，可以由油浴进行控制，因为油浴在保温时能使温度稳定在某一值，如一直稳定在40℃。
本发明实施例中，1,1-二溴-2,2-二(氯甲基)环丙烷的合成路线如下合成路线所示。
Figure BDA0003090300720000081
合成路线
当反应结束后，需要对反应后体系进行后处理。因而，本实施例中，优选地，制备方法还包括：对反应后体系依次进行过滤、纯化，得到1,1-二溴 -2,2-二(氯甲基)环丙烷。
在本实施例中，由于前期是采用了双滴法和采用了高效机械搅拌，因而在反应后体系中，没有块状固体出现，沉淀均是细小颗粒或粉末。因此，本实施例中，后处理的操作可以很简单且方便进行。
在本实施例中，优选地，过滤的操作步骤包括：通过去离子水对反应后体系进行稀释，然后基于铺有一层防堵材料的漏斗，对稀释后的反应后体系进行过滤，得到滤渣；通过正戊烷/丙酮溶液对滤渣和防堵材料进行洗涤，过滤后得到滤液；
纯化的操作步骤包括：对滤液进行浓缩，然后采用硅胶柱对浓缩液进行纯化。
本实施例中，优选地，在过滤的操作步骤中，去离子水与反应后体系的体积比为2:1～5:1，防堵材料为硅藻土，正戊烷/丙酮溶液中正戊烷与丙酮的体积比为5:1～1:1；
在纯化的操作步骤中，纯化采用的洗脱剂为正戊烷。
在本实施例中，后处理的具体实施操作可以是：
反应结束后，将反应后体系冷却至室温；然后向反应后体系中加入去离子水稀释；接着用铺有一层硅藻土的砂芯漏斗对稀释后的反应后体系进行过滤，并用额外的去离子水清洗反应后体系的瓶壁，一并过滤，收集黑色滤渣和硅藻土层(留置，产品主要在滤渣中)，滤液成金黄色；
将黑色滤渣和硅藻土层一并收集到烧瓶中，然后加入正戊烷/丙酮(2：1) 溶液搅拌1小时，接着用砂芯漏斗过滤，并用额外的正戊烷清洗烧瓶的瓶壁与砂芯漏斗，一并过滤，取淡黄色滤液，用MgSO4干燥淡黄色滤液15min；
对干燥后的淡黄色滤液进行旋蒸浓缩，以除去大部分有机溶剂，然后用硅胶柱纯化，洗脱剂为正戊烷，最后对过硅胶柱的滤液进行产品的提取，得到白色结晶状态的目标产物，即1,1-二溴-2,2-二(氯甲基)环丙烷，产率为50％左右。
在此，本发明实施例还展示了一个完整的制备方法的操作步骤。该1,1- 二溴-2,2-二(氯甲基)环丙烷的制备方法，可以如下：
步骤1：将3-氯-2-氯甲基丙烯、频哪醇和三乙基苄基氯化铵加入三口烧瓶中，并将高效机械搅拌器、第一恒压滴液漏斗和第二恒压滴液漏斗组装到所述三口烧瓶上，开启搅拌，将三口烧瓶中的混合物搅拌均匀，得到反应起始体系；
步骤2：将室温的50％的NaOH溶液加入第一恒压滴液漏斗中，将溴仿加入到第二恒压滴液漏斗。
步骤3，在搅拌环境中，将第一恒压滴液漏斗中的NaOH溶液和第二恒压滴液漏斗中的溴仿，同时缓慢加入到反应起始体系中；当NaOH溶液和溴仿都滴加完后，将该体系称之为反应中期体系。
其中，在步骤3中，通过控制缓慢加入的速度，将步骤3中的实时温度控制在30～50℃，而优选温度为40℃。在本步骤的滴加过程中，溶液迅速由无色变为橙色，并进一步加深变为棕黑色。
步骤4：拆除恒压滴液漏斗，更换为带有KOH干燥管的回流冷凝器，油浴加热至30～50℃，而优选温度为40℃，在高效机械搅拌的条件下反应2-3 天(反应时间大于3天产率略有5％的提升)；
步骤5：反应结束后，将反应后体系冷却至室温，并向反应后体系中加入去离子水稀释，用铺一层厚硅藻土的砂芯漏斗过滤，并用额外的水清洗瓶壁，一并过滤，收集黑色滤渣和硅藻土层，滤液成金黄色；
步骤6：将黑色滤渣和硅藻土层一并收集到烧瓶中，加入正戊烷/丙酮(2： 1)溶液搅拌，用砂芯漏斗过滤，并用额外的正戊烷清洗瓶壁与砂芯漏斗，一并过滤，取淡黄色滤液，用MgSO4干燥15min；
步骤7：对干燥后的淡黄色滤液进行旋蒸浓缩，以除去大部分有机溶剂，用硅胶柱纯化，洗脱剂为正戊烷，得白色结晶，即得目标化合物，产率为50％左右。
本发明实施例中，1,1-二溴-2,2-二(氯甲基)环丙烷的完整制备路线如下制备路线所示。
Figure BDA0003090300720000101
制备路线
本发明实施例采用一种二溴卡宾的新制备方法，以较低成本的相转移催化剂代替以往贵重的同类催化剂，并采用双滴法加料，改良了体系中沉淀的性质，使其由易结块性沉淀变为易流动性沉淀，使反应物充分接触的同时也降低了搅拌难度。同时改进了后处理过程。该方法不仅降低了成本，而且具有处理方便，产率与纯度高，适合工业化生产等优点。
为使本领域技术人员更好地理解本发明，以下通过多个具体的实施例来说明本发明提供的1,1-二溴-2,2-二(氯甲基)环丙烷的制备方法。
实施例1
步骤1：将3.38g(0.027mol)3-氯-2-氯甲基丙烯、0.125g(1.05mmol) 频哪醇和0.056g(0.246mmol)三乙基苄基氯化铵加入100ml三口烧瓶中，将高效机械搅拌器、两只恒压滴液漏斗(分别为第一恒压滴液漏斗和第二恒压滴液漏斗)组装起来，并开启搅拌，将混合物搅拌为均一溶液，得到反应起始体系；
步骤2：将9.75g(0.243mol)氢氧化钠溶入等质量水中，冷却至15℃，配成50％的NaOH溶液，将其加入第一恒压滴液漏斗中，同时在另一相同的第二恒压滴液漏斗里加入13.25g(0.0524mol)溴仿。
步骤3：在搅拌环境中，同时缓慢滴加第一恒压滴液漏斗中的50％的 NaOH溶液与第二恒压滴液漏斗中的溴仿，1小时左右滴加完毕。溶液迅速由无色变为橙色，并进一步加深变为棕黑色。
在步骤3中，将实时温度控制在30～50℃。
步骤4：拆除恒压滴液漏斗，更换为带有KOH干燥管的回流冷凝器，油浴加热至40℃，在高效机械搅拌的条件下反应2天；
步骤5：反应结束后，将反应后体系冷却至室温，并向反应后体系中加入100ml去离子水稀释，用铺一层厚硅藻土的砂芯漏斗过滤，并用额外的 100ml去离子水清洗三口烧瓶的瓶壁，一并过滤，收集黑色滤渣和硅藻土层；
步骤6：将黑色滤渣和硅藻土层一并收集到烧瓶中，加入100ml正戊烷/ 丙酮(2：1)溶液搅拌1小时，用砂芯漏斗过滤，并用额外的50ml正戊烷清洗瓶壁与砂芯漏斗，一并过滤，取淡黄色滤液，用MgSO4干燥15min；
步骤7：对干燥后的淡黄色滤液进行旋蒸浓缩，以除去大部分有机溶剂，用硅胶柱纯化，洗脱剂为正戊烷，得白色结晶3.43g，产率43.29％，纯度为大于99％。此处，纯度是基于核磁共振氢谱得出。
以本实施例中制备的白色结晶为样本，进行表征。图2示出了本发明实施例1制备的1,1-二溴-2,2-二(氯甲基)环丙烷的核磁共振氢谱图；图3示出了本发明实施例1制备的1,1-二溴-2,2-二(氯甲基)环丙烷的核磁共振碳谱图；图4示出了本发明实施例1制备的1,1-二溴-2,2-二(氯甲基)环丙烷的傅里叶红外光谱图。参考图2，图3，图4。具体的表征数据如下：
白色结晶的核磁共振氢谱图1H-NMR(500MHz,CDCl3)δ(ppm): 4.00-3.94(m,4H),1.83(s,2H).
白色结晶的核磁共振碳谱图13C-NMR(126MHz,CDCl3):δ(ppm):47.68 (s),35.28(s),33.98(s),32.05(s).
红外光谱图FT-IR(ATR,cm-1):3670.3,2969.83(89.94％T),1427.69 (83.64％T),1264.59(85.58％T),1025.25(81.72％T),901.40(85.70％T),723.20 (72.94％T),665.47(78.80％T),546.18(82.87％T).
图5示出了本发明实施例1制备的1,1-二溴-2,2-二(氯甲基)环丙烷的单晶X-射线衍射的结构图。具体结构如图5所示。
实施例2
步骤1：将12.5g(0.1mol)3-氯-2-氯甲基丙烯、0.5g(4.2mmol)频哪醇和0.224g(0.985mmol)三乙基苄基氯化铵加入250ml三口烧瓶中，将高效机械搅拌器、两只恒压滴液漏斗(分别为第一恒压滴液漏斗和第二恒压滴液漏斗)组装起来，并开启搅拌，将混合物搅拌为均一溶液；
步骤2：将39g(0.975mol)氢氧化钠溶入等质量水中，冷却至15℃，配成50％的NaOH溶液，将其加入第一恒压滴液漏斗中，同时在另一相同第二恒压滴液漏斗里加入50.8g(0.2mol)溴仿。
步骤3：在搅拌环境中，同时缓慢滴加第一恒压滴液漏斗中的50％的 NaOH溶液与第二恒压滴液漏斗中的溴仿，2小时左右滴加完毕。溶液迅速由无色变为橙色，并进一步加深变为棕黑色。
步骤4：拆除恒压滴液漏斗，更换为带有KOH干燥管的回流冷凝器，油浴加热至40℃，在高效机械搅拌的条件下反应4天；
步骤5：反应结束后，冷却至室温，向反应体系中加入200ml去离子水稀释，用铺一层厚硅藻土的砂芯漏斗过滤，并用额外的250ml去离子水清洗瓶壁，一并过滤，收集黑色滤渣和硅藻土层，滤液成金黄色；
步骤6：将黑色滤渣和硅藻土层一并收集到烧瓶中，加入200ml正戊烷/丙酮(2：1)溶液搅拌1小时，用砂芯漏斗过滤，并用额外的150ml正戊烷清洗瓶壁与砂芯漏斗，一并过滤，取淡黄色滤液，用MgSO4干燥 15min；
步骤7：旋蒸浓缩除去大部分有机溶剂，用硅胶柱纯化，洗脱剂为正戊烷，得白色结晶14.28g，收率为48.60％，纯度为大于99％。此处，纯度依然是基于核磁共振氢谱得出的。
采用与实施例1中相同的表征方法，对本实施例制备的白色结晶产物进行表征。由具体的表征数据可知，本发明实施步骤制得的1,1-二溴-2,2- 二(氯甲基)环丙烷的核磁共振氢谱图、核磁共振碳谱图、傅里叶红外光谱图和单晶X-射线衍射图，分别与图2，图3，图4，图5相同，本实施例中不再重复给出。
实施例3
步骤1：将3.38g(0.027mol)3-氯-2-氯甲基丙烯、0.125g(1.05mmol) 频哪醇和0.056g(0.246mmol)三乙基苄基氯化铵加入三口烧瓶中，将高效机械搅拌器、两只恒压滴液漏斗(分别为第一恒压滴液漏斗和第二恒压滴液漏斗)组装起来，并开启搅拌，将混合物搅拌为均一溶液；
步骤2：将9.75g(0.243mol)氢氧化钠溶入等质量水中，冷却至15℃，配成50％的NaOH溶液，将其加入第一恒压滴液漏斗中，同时在另一相同的第二恒压滴液漏斗里加入13.25g(0.0524mol)溴仿。
步骤3：在搅拌环境中，同时缓慢滴加第一恒压滴液漏斗中的50％的 NaOH溶液与第二恒压滴液漏斗中的溴仿，1小时左右滴加完毕。溶液迅速由无色变为橙色，并进一步加深变为棕黑色。
步骤4：拆除恒压滴液漏斗，更换为带有KOH干燥管的回流冷凝器，油浴加热至40℃，在高效机械搅拌的条件下反应3天；
步骤5：反应结束后，将反应后体系冷却至室温，并向反应体系中加入100ml去离子水稀释，用铺一层厚硅藻土的砂芯漏斗过滤，并用额外的 100ml去离子水清洗瓶壁，一并过滤，收集黑色滤渣和硅藻土层，滤液成金黄色；
步骤6：将黑色滤渣和硅藻土层一并收集到烧瓶中，加入100ml正戊烷/丙酮(2：1)溶液搅拌1小时，用砂芯漏斗过滤，并用额外的50ml正戊烷清洗瓶壁与砂芯漏斗，一并过滤，取淡黄色滤液，用MgSO4干燥15min；
步骤7：旋蒸浓缩除去大部分有机溶剂，用硅胶柱纯化，洗脱剂为正戊烷，得白色结晶3.73g，产率47.10％，纯度为大于99％。此处，纯度依然是基于核磁共振氢谱测得的。
采用与实施例1中相同的表征方法，对本实施例制备的白色结晶产物进行表征。由具体的表征数据可知，本发明实施步骤制得的1,1-二溴-2,2- 二(氯甲基)环丙烷的核磁共振氢谱图、核磁共振碳谱图、高傅里叶红外光谱图和单晶X-射线衍射图，分别与图2，图3，图4，图5相同，本实施例中不再重复给出。
实施例4
步骤1：取13.52g(0.108mol)3-氯-2-氯甲基丙烯、53g(0.21mol)溴仿、0.5g(4.2mmol)频哪醇和0.224g(0.985mmol)三乙基苄基氯化铵加入 250ml四口烧瓶中，将高效机械搅拌器、温度计、回流冷凝管、KOH干燥管、恒压滴液漏斗组装起来，并开启搅拌，溶液颜色由浅黄色变为无色；
步骤2：将39g氢氧化钠溶入39g水中，冷却至15℃，将其加入恒压滴液漏斗中，慢慢使用漏斗滴入该50％氢氧化钠溶液，溶液在5分钟以内无色变为橙色，并进一步加深变为棕黑色，20分钟左右瓶内温度上升至 49～50℃，用水浴冷却至室温，并持续反应1小时；
步骤3：将水浴换为油浴，加热至40℃，在高效机械搅拌的条件下反应5天；
步骤4：反应结束后，冷却至室温，用100ml水稀释，用砂芯漏斗过滤，并用额外的250ml水清洗瓶壁，一并过滤，取黑色固体滤渣，滤液成金黄色；
步骤5：将黑色滤渣转移至250ml烧瓶中，加入200ml正戊烷和丙酮(v： v＝1:1)混合溶液，用机械搅拌高效搅拌30分钟，用砂芯漏斗过滤，棕色滤液用MgSO4干燥；
步骤6：旋蒸浓缩除去大部分有机溶剂，减压蒸馏，收集90～95℃ (3.2mbar)的馏分，在-20℃下用正己烷(1ml/g产物)重结晶三次得白色结晶，即得1,1-二溴-2,2-二(氯甲基)环丙烷14.28g，收率为30.57％。
采用与实施例1中相同的表征方法，对本实施例制备的白色结晶产物进行表征。图6示出了本发明实施例4制备的1,1-二溴-2,2-二(氯甲基)环丙烷的核磁共振氢谱图；图7示出了本发明实施例4制备的1,1-二溴-2,2-二(氯甲基)环丙烷的核磁共振碳谱图。
需要指出的是，在本实施例中，当反应结束后，反应后的体系中，出现了大量块状固体，因而，在步骤4的后处理中，过滤之前需先将大块的固体破碎，然后再进行过滤。并且，由于本实施例中的产品纯度较低，需要进行重结晶进行提纯，然而在提纯后，仍有稍许杂质除不尽。因此，与上述的实施例1-3相比，本实施例采用的非双滴法进行加料，不仅产率和纯度均较低，而且后处理复杂。
实施例5
本实施例的制备方法，与实施例1的制备方法相似，不同之处为反应物摩尔比不同。具体如下：
溴仿与氢氧化钠的摩尔比为1:4；3-氯-2-氯甲基丙烯与频哪醇的摩尔比为20:1；3-氯-2-氯甲基丙烯与三乙基苄基氯化铵的摩尔比为20:1；3- 氯-2-氯甲基丙烯与二溴卡宾的摩尔比为1:2。最后制得的白色结晶的产率为46.21％。
采用与实施例1中相同的表征方法，对本实施例制备的白色结晶产物进行表征。由具体的表征数据可知，本发明实施步骤制得的1,1-二溴 -2,2-二(氯甲基)环丙烷的核磁共振氢谱图、核磁共振碳谱图、高傅里叶红外光谱图和单晶X-射线衍射图，分别与图2，图3，图4，图5相同，本实施例中不再重复给出。
实施例6
本实施例的制备方法，与实施例1的制备方法相似，不同之处为反应物摩尔比不同。具体如下：
溴仿与氢氧化钠的摩尔比为1:5；3-氯-2-氯甲基丙烯与频哪醇的摩尔比为25:1；3-氯-2-氯甲基丙烯与三乙基苄基氯化铵的摩尔比为50:1；3- 氯-2-氯甲基丙烯与二溴卡宾的摩尔比为1:3。最后制得的白色结晶的产率为45.13％。
采用与实施例1中相同的表征方法，对本实施例制备的白色结晶产物进行表征。由具体的表征数据可知，本发明实施步骤制得的1,1-二溴 -2,2-二(氯甲基)环丙烷的核磁共振氢谱图、核磁共振碳谱图、高傅里叶红外光谱图和单晶X-射线衍射图，分别与图2，图3，图4，图5相同，本实施例中不再重复给出。
实施例7
本实施例的制备方法，与实施例1的制备方法相似，不同之处为反应物摩尔比不同。具体如下：
溴仿与氢氧化钠的摩尔比为1:4；3-氯-2-氯甲基丙烯与频哪醇的摩尔比为30:1；3-氯-2-氯甲基丙烯与三乙基苄基氯化铵的摩尔比为70:1；3- 氯-2-氯甲基丙烯与二溴卡宾的摩尔比为1:4。最后制得的白色结晶的产率为44.75％。
采用与实施例1中相同的表征方法，对本实施例制备的白色结晶产物进行表征。由具体的表征数据可知，本发明实施步骤制得的1,1-二溴 -2,2-二(氯甲基)环丙烷的核磁共振氢谱图、核磁共振碳谱图、高傅里叶红外光谱图和单晶X-射线衍射图，分别与图2，图3，图4，图5相同，本实施例中不再重复给出。
实施例8
本实施例的制备方法，与实施例1的制备方法相似，不同之处为反应物摩尔比不同。具体为：3-氯-2-氯甲基丙烯与三乙基苄基氯化铵的摩尔比为110:1。最后制得的白色结晶的产率为42.75％。
采用与实施例1中相同的表征方法，对本实施例制备的白色结晶产物进行表征。由具体的表征数据可知，本发明实施步骤制得的1,1-二溴 -2,2-二(氯甲基)环丙烷的核磁共振氢谱图、核磁共振碳谱图、高傅里叶红外光谱图和单晶X-射线衍射图，分别与图2，图3，图4，图5相同，本实施例中不再重复给出。
实施例9
本实施例的制备方法，与实施例1的制备方法相似，不同之处为反应物摩尔比不同。具体为：3-氯-2-氯甲基丙烯与三乙基苄基氯化铵的摩尔比为150:1。最后制得的白色结晶的产率为41.75％。
采用与实施例1中相同的表征方法，对本实施例制备的白色结晶产物进行表征。由具体的表征数据可知，本发明实施步骤制得的1,1-二溴 -2,2-二(氯甲基)环丙烷的核磁共振氢谱图、核磁共振碳谱图、傅里叶红外光谱图和单晶X-射线衍射图，分别与图2，图3，图4，图5相同，本实施例中不再重复给出。
需要指出的是，本申请的各个实施例中的步骤和方法，不仅限于对应的实施例中，各个实施例的操作细节以及注意事项，互相都是相应的。各物质的取值范围和各参数的取值范围仅是本发明的优选方案，本发明对取值并不做限定，凡是适用于本发明的取值范围均可行。
对于方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和部件并不一定是本发明所必须的。
以上对本发明所提供的一种1,1-二溴-2,2-二(氯甲基)环丙烷的制备方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种1,1-二溴-2,2-二(氯甲基)环丙烷的制备方法，其特征在于，所述方法包括：
向含有3-氯-2-氯甲基丙烯的反应起始体系中，同时加入生成二溴卡宾的反应物，实时生成二溴卡宾；同时，基于所述二溴卡宾与所述3-氯-2-氯甲基丙烯的加成反应，实时生成1,1-二溴-2,2-二(氯甲基)环丙烷；其中，所述实时生成二溴卡宾的执行步骤，包括：
基于双滴法，通过控制溴仿和氢氧化钠各自的实时加入量，向所述反应起始体系中同时加入溴仿和氢氧化钠，以实时生成二溴卡宾；
其中，所述溴仿与所述氢氧化钠的摩尔比为1:4～1:5；所述反应起始体系中包括频哪醇、三乙基苄基氯化铵和所述3-氯-2-氯甲基丙烯；所述3-氯-2-氯甲基丙烯与所述三乙基苄基氯化铵的摩尔比为110:1～150:1；所述1,1-二溴-2,2-二(氯甲基)环丙烷的纯度大于99％。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述3-氯-2-氯甲基丙烯与所述频哪醇的摩尔比为20:1～30:1；
所述3-氯-2-氯甲基丙烯与所述二溴卡宾的摩尔比为1:1～1:3。
3.根据权利要求1-2任意一项所述的方法，其特征在于，所述制备方法在搅拌环境中进行，并且所述制备方法的反应温度控制在30～50℃。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述实时生成二溴卡宾之后，得到反应中期体系；所述方法还包括：
在搅拌条件下，所述反应中期体系在30～50℃温度下反应2～6天结束反应，并得到反应后体系。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：对所述反应后体系依次进行过滤、纯化，得到1,1-二溴-2,2-二(氯甲基)环丙烷。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述过滤的操作步骤包括：通过去离子水对所述反应后体系进行稀释，然后基于铺有防堵材料的漏斗，对稀释后的所述反应后体系进行过滤，得到滤渣；通过正戊烷/丙酮溶液对所述滤渣和所述防堵材料进行洗涤，过滤后得到滤液；
所述纯化的操作步骤包括：对所述滤液进行浓缩，然后采用硅胶柱对浓缩液进行纯化。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在所述过滤的操作步骤中，所述去离子水与所述反应后体系的体积比为2:1～5:1，所述防堵材料为硅藻土，所述正戊烷/丙酮溶液中正戊烷与丙酮的体积比为5:1～1:1；
在所述纯化的操作步骤中，所述纯化采用的洗脱剂为正戊烷。
8.根据权利要求1-2任意一项所述的方法，其特征在于，所述制备方法的具体操作步骤包括：
步骤1，将3-氯-2-氯甲基丙烯、频哪醇和三乙基苄基氯化铵加入三口烧瓶中，并将高效机械搅拌器、第一恒压滴液漏斗和第二恒压滴液漏斗组装到所述三口烧瓶上，开启搅拌，将所述三口烧瓶中的混合物搅拌均匀，得到所述反应起始体系；
步骤2，将室温的50％的NaOH溶液加入所述第一恒压滴液漏斗中，将溴仿加入到所述第二恒压滴液漏斗；
步骤3，在搅拌环境中，将所述第一恒压滴液漏斗中的所述NaOH溶液和所述第二恒压滴液漏斗中的所述溴仿，同时缓慢加入到所述反应起始体系中；
其中，在所述步骤3中，通过控制所述缓慢加入的速度，将所述步骤3中的实时温度控制在30～50℃。
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