2_4_二氯苯乙酮_位选择性单溴化反应研究

2_4_二氯苯乙酮_位选择性单溴化反应研究 Vol. 21 , No . 2 第2 1 卷第2 期 精 细 化 工 FINE CHEMICALS 2 0 0 4 年 2 月Feb. 2 0 0 4 精细化工中间体 Ξ ω2 , 42二氯苯乙酮 2位选择性单溴化反应研究 杨春龙 ,于俊杰 ,刘炎炳 ,吴伟东 ( ) 南京农业大学 农药创制中心 ,江苏 南京 210095 ( ) ωω摘要 :研究了 2 ,42二氯苯乙酮 2位单溴化反应及其影响 2溴22 ,42二氯苯乙酮 即单溴物收率的各种因素 。结 果 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 明 ,以苯 、二氯甲烷 、四氯化碳不 1 ,22二氯乙烷等作为反应介质时 ,单溴物的收率为 84 %～86 % ,而以乙醚 、 三氯甲烷 、甲醇 、乙醇及冰醋酸等作为反应介质 ,单溴物的收率只有 69 %～77 % ,但在甲醇 、乙醇或三氯甲烷等 溶剂中 ,增加溴的用量收率增加 ,如在乙醇中收率可升至 89123 % 。脱去溶剂前是否用水或碱溶液洗涤 ,对单溴 物的收率没有明显影响 。以苯为反应介质时 ,温度在 - 10～10 ?对单溴化的影响不大 ,但在加入水时 ,收率下 降 ,且需要加热反应才能正常进行 。在 1 ,22二氯乙烷 、甲醇 、乙醇等溶剂中 ,或以络合态溴作为溴化剂时 ,反应也 ω() ω需要加热 。溴不二氧六环形成络合物后 ,不能减少 ,2二溴22 ,42二氯苯乙酮 即二溴物的产生 。反应过程中 吹入 N排除 HBr ,或用 HO吸收幵利用 HBr ,可使单溴物收率分别上升到 89140 %和 89174 % 。 2 2 2 ωω关键词 :2 ,42二氯苯乙酮 ;2溴22 ,42二氯苯乙酮 ;2单溴化 () 文章编号 :1003 - 5214 200402 - 0153 - 04 中图分类号 :O621 . 25 文献标识码 :A ωSelect ive 2Monobrominat ion of 2 , 42Dichl oroacetophenone YAN G Chun2lo ng , YU J un2jie ,L IU Yan2bing ,WU Wei2do ng ( )Pest ici de R & D Center , N anji n g A g ricul t u ral U ni versi t y , N anji n g 210095 , J i an gs u , Chi n a ωAbstract :2Mo no bro minatio n of 2 , 42dichlo roacetop heno ne and t he f acto rs influencing t he yield of ω( ) 2bro mo22 ,42dichlo roacetop heno ne namely mo no bro midewere st udied. It was p roved t hat w hen taking benzene ,dichlo ro met hane ,carbo n tet rachlo ride o r 1 ,22dichlo roet hane as reactio n medium ,t he yields of mo no bro mide were bet ween 84 % and 86 % ; w hen taking et her , chlo rofo r m , met hanol , et hanol o r acetic acid as reactio n medium ,t he yields were o nly 69 % to 77 % ,but increasing t he use level of bro mine in solvent met hanol , et hanol o r chlo rofo r m can raise t he yields , fo r example , to 89123 % in et hanol . Increasing t he amo unt of solvent used o r washing t he p ro duct solutio n wit h water o r base befo re evapo rating didn’ t change t he yield of mo no bro mide . In reactio n medium benzene ,t he reactio n temperat ure at - 10 ? to 10 ? didn’ t affect t he mo no bro minatio n , but heating was necessary w hen so me water was added in , and t he mo no bro mide yield was decreased. Heating was necessary too , w hen 1 , 22dichlo roet hane , met hanol o r et hanol was used , o r bro mine2 dio xane co mplex was taken as bro minating agent . The bro mine2dio xane co mplex can not reduce t he ωωby2p ro duct , 2dibro mo22 , 42dichlo roacetop heno ne . By blowing nit rogen to remove HBr o r abso rbing HBr wit h HOduring t he reactio n ,yield of target co mpo und can be raised to 89140 % o r 2 2 89174 % respectively. ωωKey words :2 ,42dichlo roacetop heno ne ;2bro mo22 ,42dichlo roacetop heno ne ;2mo no bro minatio n ω溴化反应而得 ,但同时会产生副产物二溴物 。目前 2溴22 ,42二氯苯乙酮是一种重要的化工中间 ω体 ,可用于合成许多精细化学品 , 如杀菌剂戊环唑 2溴22 ,42二氯苯乙酮工业生产的收率为 80 %左右 , ( ) ( ) azaco nazole 、乙 环 唑 etaco nazole 、丙 环 唑 直接影响了相关精细化学品生产成本的降低 。 羰 1 ,2( )p ropico nazole , 或 抗 真 菌 药 酮 康 唑 基邻位单溴化反应在以分子溴为溴化剂时 , 等3 4 ( ) ( ) 叐到溶剂种类 、反应温度等因素的影响。改发溴 ketoco nazole、伊曲康唑 it raco nazole等。该化 合物通常以 2 ,42二氯苯乙酮为原料 ,经不液溴収生 化剂有可能减少二溴化物的产生 ,提高单溴化物的 Ξ 收稿日期 :2003 - 08 - 13 ( ) 作者简介 :杨春龙 1964 - ,男 ,江苏如皋人 ,博士 ,南京农业大学理学院化学系副教授 ,主要从事农药化学不有机化学的教学不科研工 作 ,电话 :025 - 84395255 , E - mail :chunlo ngyang @yahoo . co m. cn 。 精 细 化 工F IN E CH EM ICAL S 第 21 卷 ?154 ? ω1 . 2 . 3 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 方法收率 。如用 CuBr可以使多羟基苯乙酮的 2单溴 2 5 化物的收率接近 100 %。用 N2溴代丁二酰亚胺 合成产物中各组分的含量采用高效液相色谱法 6 ( ) NB S可有效减少二溴化物的产生。用过溴型聚 分析 。色谱操作条件为 : 紫外检测波长 254 nm ,记 μ录速度 0125 cm/ min , 进样量 20 L 。流动相为 V 合物可使醛 、酮羰基邻位单溴化物收率达到 9317 % 7 () ( ) 乙酸乙酯?V 石油醚= 59?5 , 流速 110 mL / min 。 ω～98 %。用四丁基胺过溴化物溴化苯乙酮 ,2单 8 采用外标法进行定量 。 溴化物收率达 99 %。但上述溴化剂价格昂贵 ,过 溴化物的毒性及环境污染问题也比较突出 。故研究 结果与讨论2 低成本 、单溴化选择性好的合成途径具有重要的理 2 . 1 合成与分析 论不实际意义 。作者以价廉的分子溴为溴化剂 ,研 图 1 显示溴化反应过程中反应物 2 ,42二氯苯乙 究溶剂 、反应温度 、后处理方法及溴的用量等因素对 酮 、目标化合物单溴物和副产物二溴物的消长趋势 , ω2 ,42二氯苯乙酮 2位单溴化的选择性 ,幵探索了溴2 反应物转化为单溴物时伴随着二溴物缓慢而稳定的 二氧六环络合物以及采用 HO或物理方法吸收或 2 2 增长 , 经 过 120 min 溴 滴 加 完 毕 , 单 溴 物 收 率 排出 HBr 等措施对单溴物收率的影响 。 8317 % ,再搅拌反应 30 min ,收率提高至 84160 % 。 实验1 合成产物用甲醇为溶剂进行重结晶 ,可获得浅黄色 的单溴物晶体 ,熔点 2215～2311 ?。 1 . 1 仪器与试剂 ( WRS - 1A 数字熔点仪 上海精密科学仪器有 ) ( 限公司; 高效液相色 谱 仪 Waters 510 HPL C 泵 , TM μΦWaters Po rasil , 319 mm ×300 mm 色 谱 柱 、 Waters L ambda - Max Mo del 481 紫 外 检 测 器 , ) Waters 745B 积分仪;Büchi 011 旋转真空浓缩仪 ; D F - ?集热式磁力加热搅拌器 。 ( ) 2 ,42二氯苯乙酮〔w 2 ,42二氯苯乙酮= 98 %〕 ω) (为工 业 品 ; 单 溴 物〔w 2溴22 , 42二 氯 苯 乙 酮 ? (ωω) 99 %〕不二溴物〔w , 2二溴22 , 42二氯苯乙酮? 98 %〕为自制 ,需低温保存 ; 液溴 、苯 、甲醇 、乙醇 、二 图 1 溴化反应中各组分的消长 氯甲烷 、三氯甲烷 、四氯化碳 、1 , 22二氯乙烷 、冰醋 Fig. 1 Fluct uatio n of different co mpo nent s during bro minatio n ( ) 酸 、1 ,42二氧六环 、双氧水〔w HO= 50 %〕、乙酸 2 2 乙酯 、石油醚等均为 A R ,国产 。 图 2 为 单 溴 物 、二 溴 物 及 2 , 42二 氯 苯 乙 酮 的 ω1 . 2 2溴22 , 42二氯苯乙酮的合成与分析方法 HPL C 分析图谱 。其中 2 ,42二氯苯乙酮不单溴物的 1 . 2 . 1 反应式 保留时间差异较小 ,流动相流速不宜大 。 Cl O bro mine Cl C CH 3 Cl Cl O O Cl C CHBr + Cl C CHBr 22 1 . 2 . 2 合成方法 ( ) 叏 1913 g 2 , 42二 氯 苯 乙 酮 011 mol 、苯 20 mL ,加入 250 mL 三口瓶中 , 用磁力搅拌器搅拌溶 ( ) 解 。另叏 1612 g 液 溴 011 mol 、苯 10 mL , 加 至 100 mL 滴液漏斗中 ,置于三口瓶上 。三口瓶的其余 两口分别安置温度计和 HBr 气体导出管 , 导出的气 ( ) 体用 w NaO H= 30 %的水溶液吸收 。然后滴加数 1 —6 . 75 min , 苯 ; 2 —9 . 97 min , 二溴物 ; 3 —11 . 99 min , 单溴物 ; 4 — 滴溴 ,幵适当加热 , 待溴的红棕色褪去即反应启动 13 . 23 min ,2 ,42二氯苯乙酮后 ,降温至 0 ?,幵缓慢滴加溴 ,2 h 内滴完 ,再保温 图 2 HPL C 色谱图015 h , 剧烈搅拌以排出 HBr , 用浓缩仪脱去溶剂 。 Fig. 2 HPL C chro matogram ( 经 HPL C 分析 ,单溴物收率 又指单溴物转化率 ,是 ω2 . 2 2 , 42二氯苯乙酮 2位单溴化的影响因素 )指 2 , 42二 氯 苯 乙 酮 转 化 为 单 溴 物 的 摩 尔 分 数 2 . 2 . 1 反应温度 84160 % 。本研究均在此合成方法基础上进行 。 ω,等 :2 ,42二氯苯乙酮 2位选择性单溴化反应研究 杨春龙 第 2 期 ?155 ? 在反应启动后 ,分别将反应温度控制在 - 10 、- 86133 % 。以乙醚 、三氯甲烷 、 二氯乙烷为溶剂时达 甲醇 、乙 醇 及 冰 醋 酸 为 溶 剂 时 , 单 溴 物 的 收 率 为 5 、0 、10 、20 、30 ?,比较反应温度发化对 2 ,42二氯苯乙 酮单溴化的影响 ,见图 3 。在 - 10～10 ?,反应温度 69 %～77 % , 其中以三氯甲烷为溶剂时仅 68193 % , ω的发化对 2 ,42二氯苯乙酮 2溴化的影响不大 ,合成 2 ,42二氯苯乙酮剩余较多 ,尤其是以乙醇或三氯甲 产物中单溴物的收率为 8412 %～8416 % ,二溴物的转 烷为溶剂时其摩尔分数高达 25 %以上 ,显示溴的实 ()化率 指 2 ,42二氯苯乙酮转化为二溴物的摩尔分数 际利用率较低 。当溶剂苯的用量增加到 60 mL 时 , 及剩余的 2 ,42二氯苯乙酮也没有明显差异 。但温度 生成的单溴物没有明显的发化 ,但加入水时 ,单溴物 超过 10 ?后出现单溴物减少而二溴物增多的趋势 。 ( ) 的收率明显降低 ,剩余原料 x 2 , 42二氯苯乙酮= 20124 % ,反应不完全 ,推测不副反应及反应温度较 高导致的溴逃逸有关 。需要指出的是 ,对于溶剂 1 , 22二氯乙烷 、甲醇 、乙醇 ,反应需要较高的温度才能 进行 ,特别是反应前期 ,需要加热到 50～60 ?。 图 3 不同温度下溴化产物中各组分的转化率 Fig. 3 Co nversio n rate of each co mpo nent of bro minated p roduct at different temperat ures 2 . 2 . 2 后处理方法 后处理实验包括反应结束后用蒸馏水洗涤数次 , ( ) ( ) ( ) ( ) a —苯 30 mL ; b —苯 60 mL ;c —苯 30 mL + 水 30 mL ; 以下溶 ( )直至中性 ,然后脱去溶剂的方法 ;或先用 w NaCO 2 3 剂用量均为 30 mL : d —乙醚 ;e —二氯甲烷 ;f —三氯甲烷 ; g —四氯化 = 15 %的水溶液洗涤 ,再用蒸馏水洗涤至中性 ,然后 碳 ; h —1 ,22二氯乙烷 ;i —甲醇 ;j —乙醇 ; k —冰醋酸 脱去溶剂的方法 ,不直接脱溶法的结果进行比较 。 图 4 不同溶剂下溴化产物中各组分的转化率 前两种方法脱去溶剂后溶液均呈透明的淡黄 Fig. 4 Co nversio n rate of each co mpo nent of bro minated 色 。不经处理直接脱去溶剂 ,产物呈透明的棕红色 。 p roduct in different solvent s 从表 1 可以看出 ,3 种后处理方法单溴物收率无明 2 . 2 . 4 液溴 显差异 ,二溴物不未反应的反应物也无明显发化 。 首先以甲醇 、乙醇 、三氯甲烷 、1 , 22二氯乙烷等 表 1 不同后处理方法对溴化产物中各组分转化率的影响 为溶剂 ,每滴加一定量的溴后即叏样分析 ,比较溴的 Table 1 Effect of post2teat ment met hods to co nversio n rate of 用量对 2 ,42二氯苯乙酮 、单溴物及二溴物不同成分 each co mpo nent of bro mi nat ed p ro duct 消长的影响 。再以 40 mL 1 ,42二氧六环为溶剂 ,在 ()()()x 单溴物 x 二溴物 x 2 ,42二氯苯乙酮 15 min 内滴入全部液溴 ,待溴完全形成固态络合物 / % / % / % 后 ,加热反应 4 h ,研究络合态溴对 2 ,42二氯苯乙酮 直接脱去溶剂 84 . 60 6 . 26 6 . 89 ω水洗后脱去溶剂 碳酸钠溶液及84 . 22 6 . 21 7 . 02 2位单溴化的影响 。 84 . 44 6 . 97 7 . 11 水洗后脱去溶剂 对于供试的多数溶剂如苯 、二氯甲烷 、四氯化 碳 、1 ,22二氯乙烷及冰醋酸等 ,在溴加完后〔按理论 2 . 2 . 3 反应介质 () ( ) 用量即 n 溴?n 2 ,42二氯苯乙酮= 11?加入〕,单溴 分别 以 30 mL 的 苯 、乙 醚 、二 氯 甲 烷 、三 氯 甲 物基本达到最高值 , 继续加溴收率不再增加 , 如以 烷 、四氯化碳 、1 ,22二氯乙烷 、甲醇 、乙醇 、冰醋酸及 1 ,22二氯乙烷为溶剂时 , 在溴加完后 , 单溴物收率 ( ) 60 mL 的苯 、混合溶剂 30 mL 苯 + 30 mL 水等作 86133 % ,继续加溴 20 %后为 86105 % , 而二溴物转 为反应介质 ,比较其对 2 ,42二氯苯乙酮单溴化的影 化率却从 5149 %增加到 10104 % 。但以甲醇 、乙醇 响 。启动温度不反应温度视溶剂不同进行适当调 或三氯甲烷为溶剂时 ,继续加溴 , 单溴物的含量均 整 。 会增加 。如以乙醇为溶剂 ,增加溴量 ,单溴物的收率 不同溶剂下的 2 , 42二氯苯乙酮溴化结果列于 () 可升至 89123 % 图 5,但溴用量高达理论量的 117 图 4 ,当以苯 、二氯甲烷 、四氯化碳 、1 ,22二氯乙烷为 倍 ,无实际应用价值 ,值得一提的是 ,二溴物在溴按 溶剂时 ,单溴物的收率为 84 %～86 % ,其中以 1 , 22 理论量加完时基本未产生 , 但在补加溴后 , 二溴代 精 细 化 工F IN E CH EM ICAL S 第 21 卷 ?156 ? 5 % 。使用 HO不仅可以减少溴的用量 ,降低生产物迅速产生 ,最后其转化率达到 9130 % 。 2 2 成本 ,而且可以减少甚至避免溴化氢的逸出 ,从而降 13 低对环境的污染和对设备的腐蚀。 结论3 ω液溴不 2 , 42二氯苯乙酮 2位的单溴化反应不 反应介质种类 、反应温度 、液溴用量及生成的 HBr 有关 。 () 1以苯 、二氯甲烷 、四氯化碳不 1 ,22二氯乙烷 等作为反应介质时 ,单溴物的收率在 85 %左右 , 以 乙醚 、三氯甲烷 、甲醇 、乙醇及冰醋酸等作为反应介 ( )注 :液溴用量指相当于液溴理论量的倍数 。 质 ,该收率低于 77 % 。在脱去溶剂前是否用水或碱 图 5 以乙醇为溶剂时不同溴量下各组分的转化率 溶液洗涤 ,无明显影响 。 Fig. 5 Co nversio n rate of each co mpo nent of bro minated () 2以苯为反应介质时 , 温度在一定范围内对 p roduct wit h different amount s of bro mine in solvent 2 ,42二氯苯乙酮的单溴化影响不显著 ,但在苯中加 et hanol 入水时 ,反应需要加热才能正常进行 ,且收率下降 。 溴不二氧六环形成络合物后 ,反应需要在较高 同时収现 , 在 1 , 22二氯乙烷 、甲醇 、乙醇等溶剂中 , 9 的温度下才能进行,40 ?以下反应速度慢 ,50 ? 或以络合态溴作为溴化剂时 ,反应也需要加热 。 反应 4 h 后 反 应 基 本 完 成 , 此 时 单 溴 物 的 收 率 为 () 3在甲醇 、乙醇或三氯甲烷等溶剂中增加溴的 (85166 % ,二溴物转化率 9137 % ,剩余反应物 x 2 ,42 用量 ,单溴物会有所增加 。溴不二氧六环形成络合 ) 二氯苯乙酮= 4176 % 。这一结果不非络合态溴没 物后 ,不能减少二溴物的产生 。 有明显差异 ,说明用络合态溴作为溴化剂不能减少 () 4吹入 N不断排除 HBr 或用 HO吸收幵利 2 2 2 二溴物的产生 。 用 HBr ,可提高单溴物收率约 5 % 。 2 . 2 . 5 溴化氢 :参考文献 在反应启动后 ,向反应瓶中不断吹入 N,以带 2 1 Van Geste J , Heeres J ,J anssen M , et al . Synt hesis and screening 走产生的 HBr ,分析对 2 ,42二氯苯乙酮 、单溴物及二 ( of a new gro up of f ungicides : 1222p henyl21 , 32dio xolan222 溴物不同成分消长的影响 。在反应过程中 ,每滴入 ) ( ) ylmet hyl21 ,2 ,42t riazolesJ . Pestic Sci ,1980 ,11 1:95 - 99 . 2 Van Reet G , Heeres J , Wals L . Antimicro bial and plant2growt h2 ( 2 g 溴 后 向 反 应 瓶 中 加 入 约 0185 g HO010125 2 2 regulatio n t riazole derivativesP . U S :4 160 838 ,1979 - 07 - 10 . ) mol,幵适当加热 ,直至加入 HO后产生的溴不再 2 2 ( Heeres J ,Backx L J J ,Mo st mans J H. 11 ,322Dio xolan222 3 褪色为止 。研究通过 HO吸收幵利用 HBr 对 2 ,42 2 2 ) ylmet hyl21 H21 , 2 , 42t riazoles and co mpo sitio ns P . U S : 4 358 ω二氯苯乙酮 2位单溴化的影响 。 449 ,1982 - 11 - 09 . α杨颖群. 用溴化铜代替液溴作原料合成 3 ,52二氯242氨基 2溴代 4 在滴溴的过程中缓慢地吹入 N可以迅速排除 2 () 苯乙酮J . 衡阳师范学院学报 自然科学,2000 ,21 :38 - 40 . 陈HBr ,二溴物产生较 慢 , 当 溴 滴 完 时 单 溴 物 收 率 为 α俊杰 ,李裕林. 多羟基苯乙酮的 2溴化反应研究 J . 厦门大 学5 (( ) ( ) 82147 % ,二溴物转化率 3145 % ,反应物 x 2 ,42二氯 学报 自然科学版,1993 ,32 2:249 - 251 . 6 Adhikari M V ,Samant S D. So nochemical bro minatio n of ) 苯乙酮剩余 13169 % , 补滴少量的溴后 , 单溴物收 acetop heno nes using p2toluenesulfo nic acid2 N2bro mo succinimide 率可上升到 89140 % 。 ( ) J . Ult raso n So nochem ,2002 , 9:107 - 111 . HO实验结果表明 , HO不能一次性加入 ,否 22 22 α7 杨辉荣 ,黎碧娜 ,林自强 ,等. 醛 、酮 2溴代反应的研究 ?过溴聚 () 则反应被抑制 ,可在反应过程中分多次加入 ,同时将 合物试剂的合成及应用J . 化学试剂 ,1989 ,11 5:267 - 269 . 10 ,11 8 Kajigaeshi S , Takaaki Kakinami , Tsuyo shi O . Synt hesis of 温度控制在 75 ?左右 ,反应方能缓慢进行。反 bro moacet yl derivatives by use of teyrabut yl ammo niumt ribro mide 应结束时实际消耗的液溴量为正常情况即不加 HO22 J . Bull Chem Soc J p n ,1987 ,60 :1159 - 1160 . (时的 60 % ,单溴物的收率为 89174 % ,反应物 x 2 ,42 9 李应福 , 王红军. 溴合二氧六环同苯酚溴化反应条件的研究 ( ) J . 化学试剂 ,1992 ,14 1:50 - 51 . ) 二氯苯乙酮剩余 1120 % ,二溴物转化率 8179 %。 Sato G ,Murata K. Preparatio n of aro matic mo no bro mo met hyl 10 羰基邻位的溴化反应需要在酸的催化下进行 ,co mpo unds using specific solvent sP . J P : 0 859 515 ,1996 - 05 通过酮 式 转 发 成 烯 醇 式 后 , 在 邻 位 碳 上 一 个 溴 原 - 05 . 1211 刘振华 , 唐培 . 在芳香族溴化反应中使副产溴化氢转化为 子 ,溴化氢的量对反应速度会产生一定影响 。通 ( ) 溴素的影响因素J . 染料工业 ,1991 , 28 2:15 - 17 . 过不断排除或吸收产生的 HBr ,使反应速度减慢 ,尤 12 胡艾希 ,陈 平 ,杨 郑 ,等. 溴化铜对芳基烷基酮的选择性溴 其是二溴物生成的速度减慢 ,可以提高单溴化产物 () 化反应研究J . 中国药物化学杂志 ,2002 , 12 6:340 - 343 . 牛福水 , 欧育湘 , 高富业. 回收溴化氢生产溴的两种新工艺 13 的收率 。上述实验结果说明 ,用 N吹去 HBr 或用 2 ( ) J . 化工进展 ,1997 , 5:53 - 55 . HO吸收转化 HBr , 单溴化产物的收率提高了约 2 2