專利名稱：一種α－氯代苯乙酮的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種α-氯代苯乙酮的制備方法，涉及一種取代苯乙酮的α-氯代方法，屬精細(xì)化工產(chǎn)品的制備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
α-氯代苯乙酮是醫(yī)藥、農(nóng)藥等精細(xì)化學(xué)品的重要中間體。它的制備通常是羰基化合物的直接氯代。氯代劑包括氯氣，CuCl2、SOCl2、對(duì)甲苯磺酰氯、NCS、Et4N+C13-等。上述方法中，氯氣是一種常用廉價(jià)的氯化劑，但是它的選擇性不高也不好，且對(duì)設(shè)備的有較強(qiáng)的腐蝕作用，毒性較大，使用不太方便，得到的產(chǎn)物是α-單氯代和二氯代的混合物，而且收率也不高。(‘Thevapor-phase chlorination of aliphatic ketones’Rarjohn N.，Rogier E.，J.Org.Chem.1946，11，781)。而使用CuCl2的情況也類似，選擇性也不好，得到的產(chǎn)物是α-單氯代和二氯代的混合物，甚至主要得到二氯代的產(chǎn)物，如對(duì)甲氧基苯乙酮的氯代反應(yīng)只得到45.9％的α-二氯代產(chǎn)物，而且反應(yīng)需2當(dāng)量的氯化銅，還有腐蝕性的氯化氫產(chǎn)生。(‘氯化銅對(duì)芳基烷基酮的選擇性氯化反應(yīng)’胡艾希，史文革，王先鋒，陳科，應(yīng)用化學(xué)，2004，21(2)，174)。另外，使用SOCl2、對(duì)甲苯磺酰氯容易產(chǎn)生大量酸性廢液；使用NCS、選擇性較好，但價(jià)格較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是公開一種合成α-氯代苯乙酮的新方法。用這種方法制備α-氯代苯乙酮操作安全方便、成本低廉、無污染。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明選擇了一種既具有較高選擇性、又具有價(jià)格低廉，操作方便，符合環(huán)保的1，3-二氯-5，5-二甲基海因(DCDMH)作為氯化劑。該氯化劑是一種新型和價(jià)廉的消毒殺菌劑和漂白劑，被廣泛地應(yīng)用于工業(yè)和生活用水的消毒和殺菌，已大量工業(yè)化生產(chǎn)。近年來有報(bào)道它們可以在酸催化下對(duì)苯環(huán)發(fā)生親電取代(‘Halogenation using N-halogenocompounds.II.Acidcatalyzed bromination of aromatic compounds with 1，3-dibromo-5，5-dimethylhydantoin.’Eguchi H.，Kawaguchi H.，Yoshinaga S.，NishidaA.，Nishiguchi，T.，F(xiàn)ujisaki S.，Bull Chem Soc Jpn.，1994，67，1918.)。在本發(fā)明中，我們發(fā)現(xiàn)在溫和的溫度和酸的催化下，使用1，3-二氯-5，5-二甲基海因(DCDMH)作為氯化劑，對(duì)系列對(duì)位和間位取代的苯乙酮進(jìn)行α-位氯代反應(yīng)，獲得了較好的產(chǎn)率。產(chǎn)品純度較高，一般不需純化即可直接使用。反應(yīng)得到的副產(chǎn)物海因容易回收，經(jīng)鹵代處理后可以反復(fù)循環(huán)使用。
本發(fā)明使用的反應(yīng)物為對(duì)位和間位取代的苯乙酮。
其中R1、R2、R3為H，CH3-，C2H5-，C3H7-，C4H9-烷基，CH3O-，C2H5O-，OH-，-CHO，-COOH，-COOCH3，-COOC2H5，-COOC3H7，-CN，-NO2，-Cl，-Br，-I，4-Cl-PhO-，NH2，PhO-，Ph-取代基中的1～3個(gè)排列組合。
DCDMH的用量為苯乙酮摩爾量的0.5～1.0倍，最好是苯乙酮摩爾量的0.6～0.8倍。使用時(shí)將DCDMH溶解在溶劑中制成溶液，溶劑是甲醇，或乙醇，或丙醇，或四氫呋喃，或苯，或甲苯等常用溶劑或DMF，或DMSO等非質(zhì)子溶劑，優(yōu)選甲醇，或乙醇。
反應(yīng)使用酸作為催化劑。酸是HCl，H2SO4，HNO3，H3PO4無機(jī)酸，或者甲酸，乙酸，三氟乙酸，三氯乙酸，草酸，甲磺酸，三氟甲磺酸，對(duì)甲苯磺酸等有機(jī)酸。最好是有機(jī)酸。其用量為苯乙酮摩爾量的0.1～1.0倍，最好是苯乙酮摩爾量的0.4～0.6倍。
反應(yīng)在溫和的溫度(10～100℃)中進(jìn)行。最好是在20～60℃中進(jìn)行。
具體工藝如下首先計(jì)量苯乙酮∶酸∶DCDMH為1∶0.1～1.0∶0.5～1.0倍摩爾量；然后將苯乙酮和酸加入容器內(nèi)，邊攪拌邊升溫至10-100℃，并滴加DCDMH溶液，反應(yīng)4-8小時(shí)后原料消失，停止反應(yīng)。減壓(抽濾)除去濾液，殘留物濾渣加入冰水中，洗滌濾渣至中性并過濾得濾餅，烘干濾餅得產(chǎn)物α-氯代苯乙酮，產(chǎn)品得率為65％-94％，經(jīng)檢測(cè)，其熔點(diǎn)均能接近文獻(xiàn)值，可直接使用，滿足優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品要求；最后在濾液中加入碳酸鈉中和至中性，減壓抽濾除去水，用丙酮洗滌殘?jiān)?，過濾，除溶劑，回收反應(yīng)產(chǎn)生的副產(chǎn)物海因，并通氯氣氯化反應(yīng)得到本發(fā)明的原料1，3-二氯-5，5-二甲基海因(DCDMH)，可繼續(xù)在本發(fā)明中反復(fù)循環(huán)使用。
由于本發(fā)明采用了選擇性高、價(jià)格低廉的DCDMH(1，3-二氯-5，5-二甲基海因)作為氯化劑，進(jìn)行取代苯乙酮α-位氯代反應(yīng)，與現(xiàn)有技術(shù)得到的產(chǎn)物是α-單氯代和二氯代的混合物相比，本發(fā)明的最大優(yōu)點(diǎn)，首先是產(chǎn)品純度高，不需要對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行提純工藝，可直接使用。其次是反應(yīng)得到的副產(chǎn)物海因容易回收，經(jīng)氯化處理后可以反復(fù)循環(huán)使用，無廢棄物無污染。最后還有用溫和的溫度和酸的催化，對(duì)設(shè)備的要求很低，而且產(chǎn)品得率高達(dá)65％-94％(雖然有些產(chǎn)率只達(dá)到65-70％，但采用現(xiàn)有技術(shù)是很難制備的，因此其得率也高)。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1在單頸瓶中加入10mmol苯乙酮和5mmol對(duì)甲苯磺酸攪拌，升溫至30-35℃，滴加7.5mmol 1，3-二氯-5，5-二甲基海因(DCDMH)的甲醇溶液(將7.5mmol 1，3-二氯-5，5-二甲基海因溶解在20ml甲醇溶劑中，制成DCDMH溶液，便于滴加操作)。反應(yīng)8小時(shí)，原料消失，停止反應(yīng)，減壓抽濾除去甲醇溶劑，殘留物濾渣中加入50ml冰水，，過濾，并用冰水多次洗滌，濾餅至中性，烘干得本發(fā)明產(chǎn)物α-氯代苯乙酮，收率78％。測(cè)熔點(diǎn)為50-53℃(文獻(xiàn)值52-56℃)。濾液中加入碳酸鈉，中和對(duì)甲苯磺酸，減壓除去水，用丙酮洗滌殘?jiān)?，過濾，除溶劑，回收海因，并通氯氣氯化反應(yīng)得到本發(fā)明的氯化劑1，3-二氯-5，5-二甲基海因(DCDMH)，可繼續(xù)在本發(fā)明中反復(fù)循環(huán)使用。
實(shí)施例2在單頸瓶中加入10mmol間硝基苯乙酮和1mmol的鹽酸，升溫至40℃，滴加7.5mmol 1，3-二氯-5，5-二甲基海因(DCDMH)的乙醇溶液，反應(yīng)5小時(shí)后原料消失，停止反應(yīng)，減壓除去乙醇溶劑，殘留物加到50ml冰水中，過濾，并用冰水多次洗滌濾餅至中性，烘干得產(chǎn)物，收率75％。測(cè)熔點(diǎn)為100-102℃(文獻(xiàn)值100.5-102℃)。濾液中加入碳酸鈉中和至中性，減壓除去水，用丙酮洗滌殘?jiān)?，過濾，除溶劑，回收海因，并通氯氣氯化反應(yīng)得到本發(fā)明的DCDMH(1，3-二氯-5，5-二甲基海因)，可繼續(xù)在本發(fā)明中反復(fù)循環(huán)使用。
實(shí)施例3在單頸瓶中加入10mmol對(duì)氯苯乙酮和10mmol的三氯乙酸，升溫至50℃，滴加7.5mmol 1，3-二氯-5，5-二甲基海因(DCDMH)的苯溶液，反應(yīng)4小時(shí)后原料消失，停止反應(yīng)。減壓除去苯溶劑，殘留物加到50ml冰水中，過濾，并用冰水多次洗滌慮餅至中性，烘干得產(chǎn)物，收率91％。測(cè)熔點(diǎn)為98-101℃(文獻(xiàn)值101-101.5℃)。濾液中加入碳酸鈉中和至中性，減壓除去水，用丙酮洗滌殘?jiān)?，過濾，除溶劑，回收海因，并通氯氣氯化反應(yīng)得到本發(fā)明的DCDMH(1，3-二氯-5，5-二甲基海因)，可繼續(xù)在本發(fā)明中反復(fù)循環(huán)使用。
實(shí)施例4在單頸瓶中加入10mmol苯乙酮和5mmol對(duì)甲苯磺酸攪拌，升溫至10-30℃，滴加7.5mmol DCDMH的甲醇溶液。反應(yīng)8小時(shí)，原料消失，停止反應(yīng)，減壓抽濾除去甲醇溶劑，殘留物濾渣中加入50ml冰水，，過濾，并用冰水多次洗滌，濾餅至中性，烘干得本發(fā)明產(chǎn)物α-氯代苯乙酮，收率69％。測(cè)熔點(diǎn)為50-53℃(文獻(xiàn)值52-56℃)。濾液中加入碳酸鈉，中和對(duì)甲苯磺酸，減壓除去水，用丙酮洗滌殘?jiān)?，過濾，除溶劑，回收海因，并通氯氣氯化反應(yīng)得到本發(fā)明的DCDMH，可繼續(xù)在本發(fā)明中反復(fù)循環(huán)使用。
實(shí)施例5在單頸瓶中加入10mmol苯乙酮和5mmol對(duì)甲苯磺酸，攪拌，升溫至80-100℃，滴加7.5mmol DCDMH的甲苯溶液。反應(yīng)8小時(shí)，原料消失，停止反應(yīng)，減壓抽濾除去甲醇溶劑，殘留物濾渣中加入50ml冰水，，過濾，并用冰水多次洗滌，濾餅至中性，烘干得本發(fā)明產(chǎn)物α-氯代苯乙酮，收率68％。測(cè)熔點(diǎn)為50-53℃(文獻(xiàn)值52-56℃)。濾液中加入碳酸鈉，中和對(duì)甲苯磺酸，減壓除去水，用丙酮洗滌殘?jiān)^濾，除溶劑，回收海因，并通氯氣氯化反應(yīng)得到本發(fā)明的DCDMH，可繼續(xù)在本發(fā)明中反復(fù)循環(huán)使用。
其它32個(gè)實(shí)施例采用的苯乙酮原料和制得的產(chǎn)物結(jié)果如表1所示。參加反應(yīng)的No.1-32種苯乙酮∶氯代海因∶酸催化劑的稱量比是1∶0.75∶0.51倍摩爾量，溶劑和酸催化劑采用的足除實(shí)施例1、2、3采用過的溶劑和酸催化劑，溫度為30-35℃的條件下完成的。
表1.各種取代苯乙酮用DCDMHα-位氯代反應(yīng)的結(jié)果


權(quán)利要求
1.一種α-氯代苯乙酮的制備方法，其特征在于首先計(jì)量苯乙酮∶酸∶DCDMH為1∶0.1～1.0∶0.5～1.0倍摩爾量；然后將苯乙酮和酸加入容器內(nèi)，邊攪拌邊升溫至10-100℃，并滴加DCDMH溶液；反應(yīng)4-8小時(shí)，停止反應(yīng)，減壓抽濾除去濾液，殘留物濾渣加入冰水中，洗滌濾渣至中性并過濾得濾餅，烘干濾餅得產(chǎn)物α-氯代苯乙酮，產(chǎn)品得率為65％-94％，經(jīng)檢測(cè)，其熔點(diǎn)均能接近文獻(xiàn)值，可直接使用；最后在濾液中加入碳酸鈉中和至中性，減壓抽濾除去水，用丙酮洗滌殘?jiān)?，過濾，除溶劑，回收反應(yīng)產(chǎn)生的副產(chǎn)物海因，并通氯氣氯化反應(yīng)得到本發(fā)明的原料DCDMH。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種α-氯代苯乙酮的制備方法，其特征在于所述的苯乙酮，其中R1、R2、R3為H，或CH3-，或C2H5-，或C3H7-，或C4H9-，或CH3O-，或C2H5O-，或OH-，或-CHO，或-COOH，或-COOCH3，或-COOC2H5，或-COOC3H7，或-CN，或-NO2，或-Cl，或-Br，或-I，或4-Cl-PhO-，或NH2，或PhO-，或Ph-取代基中的1～3個(gè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種α-氯代苯乙酮的制備方法，其特征在于所述的酸是HCl，或H2SO4，或HNO3，或H3PO4，或甲酸，或乙酸，或三氟乙酸，或三氯乙酸，或草酸，或甲磺酸，或三氟甲磺酸，或?qū)妆交撬?，酸的用量最好是苯乙酮?.4～0.6倍摩爾量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種α-氯代苯乙酮的制備方法，其特征在于所述的DCDMH溶液是將DCDMH溶于甲醇，或乙醇，或丙醇，或四氫呋喃，或苯，或甲苯或DMF，或DMSO溶劑中制成。
全文摘要
一種α－氯代苯乙酮的制備方法，涉及一種取代苯乙酮的α－氯代方法。首先計(jì)量苯乙酮∶酸∶DCDMH為1∶0.1～1.0∶0.5～1.0倍摩爾量；然后將苯乙酮和作為催化劑的酸加入容器內(nèi)邊攪拌邊升溫至10－100℃，并滴加DCDMH溶液；反應(yīng)4－8小時(shí)原料消失，停止反應(yīng)。減壓抽濾除去濾液，濾渣加入冰水中，洗滌濾渣至中性并過濾得濾餅，烘干濾餅得產(chǎn)物α－氯代苯乙酮，產(chǎn)品得率為65％－94％。經(jīng)檢測(cè)，其熔點(diǎn)均能接近文獻(xiàn)值，可直接使用。最后在濾液中加入碳酸鈉中和，除去水，用丙酮洗滌殘?jiān)^濾，除溶劑，回收副產(chǎn)物海因。發(fā)明的最大優(yōu)點(diǎn)是產(chǎn)品純度高，無需提純直接使用；副產(chǎn)物海因易回收并經(jīng)氯化處理后反復(fù)循環(huán)使用，無污染；對(duì)設(shè)備的要求低，產(chǎn)品得率高。
文檔編號(hào)C07C49/233GK1699322SQ20051002553
公開日2005年11月23日 申請(qǐng)日期2005年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月29日
發(fā)明者鄒新琢, 徐字金 申請(qǐng)人:華東師范大學(xué)