專利名稱：一種合成α－溴代苯乙酮的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種合成α-溴代苯乙酮的方法，涉及一種取代苯乙酮的α-溴代方法，屬精細(xì)化工產(chǎn)品的制備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
α-溴代α苯乙酮類化合物是重要的有機(jī)合成中間體之一。其中苯乙酮的羰基α位的溴代反應(yīng)也同樣引起了許多有機(jī)工作者的關(guān)注。至今已經(jīng)報(bào)道并實(shí)際應(yīng)用的許多合成方法中最常用的方法是用溴水在不同溶劑中進(jìn)行溴代例如(‘Oxidation of non-phenolic β-O-aryl-lignin model dimers catalysed bylignin peroxidase.Comparison with the oxidation induced by potassium12-tungstocobalt(III)ate’Baciocchi，Enrico；Bietti，Massimo；Gerini，Maria Francesca；Lanzalunga，Osvaldo；Mancinelli，Simona；JCSPGI；J.Chem.Soc.Perkin Trans.2；EN；9；2001；1506-1511)和(‘Elaborationof 1-benzoyltetrahydroisoquinoline derivatives employing aPictet-Spengler cyclization with α-chloro-α-phenylthioketones.Synthesis of O-methylvelucryptine Journal；Silveira，Claudio C.；Bernardi，Carmem R.；Braga，Antonio L.；Kaufman，Teodoro S.；Tetrahedron Lett.；EN；42；51；2001；8947-8950)。但這種用溴水在不同溶劑中進(jìn)行溴代的方法使用的是易揮發(fā)、且具有強(qiáng)烈刺激性的液溴，操作起來(lái)不安全，在工業(yè)生產(chǎn)中會(huì)污染環(huán)境和腐蝕設(shè)備。
其它合成方法還有，以溴化銅(CuBr2)(‘Discovery and Structure-ActivityRelationship of the First Non-Peptide Competitive Human Glucagon ReceptorAntagonists’Madsen，Peter；Knudsen，Lotte B.；Wiberg，F(xiàn)inn C.；Carr.Richard D.；J.Med.Chem.；EN；41；26；1998；5150-5157)，或者以溴化鈉(NaBr)(‘Halogention of aomatic methyl ketones using oxone and sodium halide’Kim，Eun-Hoo；Koo，Bon-Suk；Song，Choong-Eui；Lee，Kee-Jung；Synth.Commun.；31；23；2001；3627-3632)，或者以N-溴代丁二酰亞胺(NBS)(‘Neuere methoden der praparativen organ ischen chemie.2.(Recentlydeveloped methods for preparatory organic chemistry.2.)’Horner；Winkelmann；Angew.Chem.；71；1959；349，356.)分別作為溴代試劑，在不同的溶劑中進(jìn)行反應(yīng)，這些合成方法一般都需要在加熱的條件下進(jìn)行。還有一種方法是用二溴海因(DBDMH)在CCl4中與苯乙酮反應(yīng)，制備α-溴代苯乙酮(‘Halogenation of Ketones with dibromodimethylhadantion’Orazi；Meseri；An.Asoc.Quim.Argent.；38；1950；300，306)，但CCl4有刺激性氣味、毒性較大而且制備麻煩，用這種方法(自由基反應(yīng)的機(jī)理)只能得到59％的收率，而且產(chǎn)品純度不高，幾乎無(wú)實(shí)際利用的價(jià)植。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是公開(kāi)一種合成α-溴代苯乙酮的新方法。用這種方法制備α-溴代苯乙酮操作安全方便、成本低廉、無(wú)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1，3-二溴-5，5-二甲基海因(DBDMH)作為溴化劑，在酸性的條件下，中間經(jīng)歷烯醇互變的過(guò)程，進(jìn)行溴代反應(yīng)合成α-溴代苯乙酮。DBDMH溴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(lái)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.Acid catalyzed 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(20℃左右)，和酸的催化下，使用1，3-二溴-5，5-二甲基海因(DBDMH)，簡(jiǎn)稱二溴海因作為溴化劑，對(duì)系列對(duì)位和間位取代的苯乙酮類化合物進(jìn)行α-位溴代反應(yīng)，約5小時(shí)即可獲得高產(chǎn)率的α溴代產(chǎn)物。產(chǎn)品純度較高，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。
DBDMH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DBDMH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(wú)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∶DBDMH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20～60℃，并滴加DBDMH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(guò)濾得濾餅，烘干濾餅得產(chǎn)物α溴代苯乙酮，產(chǎn)品得率為65％-95％，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(guò)濾，除溶劑，回收反應(yīng)產(chǎn)生的副產(chǎn)物海因，并通溴反應(yīng)得到本發(fā)明的原料DBDMH DBDMH(1，3-二溴-5，5-二甲基海因)可循環(huán)使用。
本方法的反應(yīng)機(jī)理如下所示在酸性的條件下，中間經(jīng)歷烯醇互變的過(guò)程，進(jìn)行的溴代反應(yīng)，和現(xiàn)有技術(shù)的自由基反應(yīng)的機(jī)理是完全不同的。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)如下1.由于本發(fā)明采用了選擇性高、價(jià)格低廉的1，3-二溴-5，5-二甲基海因(DBDMH)作為鹵代劑，在酸性條件下進(jìn)行取代苯乙酮α-位溴代反應(yīng)，因此反應(yīng)條件溫和、可得到高的產(chǎn)率65％-95％、可直接使用的高純度α-溴代苯乙酮。
2.由于本發(fā)明的工藝不需要在CCl4中進(jìn)行，是溴代反應(yīng)，不是自由基反應(yīng)，因此與現(xiàn)有技術(shù)相比不僅工藝簡(jiǎn)單，操作方便，成本降低，而且提高了操作的安全性(無(wú)毒、無(wú)刺激性)。
3.本發(fā)明的工藝產(chǎn)生的副產(chǎn)物海因容易回收，經(jīng)溴化處理后可以反復(fù)循環(huán)使用，無(wú)廢棄物無(wú)污染。
4.由于本發(fā)明的反應(yīng)采用溫和的溫度和酸的催化，所以對(duì)設(shè)備的要求很低。
5.由于本發(fā)明的合成方法選用原料廉價(jià)易得，并且安全無(wú)毒、無(wú)刺激性，因此更易于工業(yè)化生產(chǎn)和實(shí)驗(yàn)室操作，它的應(yīng)用前景十分廣闊。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1在100mL三頸瓶中加入8.6mmol苯乙酮，和4.3mmol對(duì)甲苯磺酸，15mL甲醇，20℃條件下攪拌。滴加6.4mmol DBDMH的25mL甲醇溶液(將6.4mmol 1，3-二溴-5，5-二甲基海因溶解在25ml甲醇溶劑中，制成DBDMH溶液，便于滴加操作)。反應(yīng)6小時(shí)結(jié)束，反應(yīng)結(jié)束后旋蒸除甲醇，然后加入約80mL冰水振蕩，有固體析出，抽濾，室溫真空干燥，得白色晶體為本發(fā)明的產(chǎn)物α-溴代苯乙酮，產(chǎn)率88％，熔點(diǎn)48～50℃(文獻(xiàn)48～51℃)。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)^(guò)濾，除溶劑，回收海因。
實(shí)施例2在100mL三頸瓶中加入10mmol間硝基苯乙酮，和2滴磷酸，15mL甲苯，60℃條件下攪拌。滴加7.5mmol DBDMH的25mL甲苯溶液(將7.5mmol 1，3-二溴-5，5-二甲基海因溶解在25ml甲醇溶劑中，制成DBDMH溶液，便于滴加操作)。反應(yīng)5小時(shí)結(jié)束，反應(yīng)結(jié)束后旋蒸除甲醇，然后加入約80mL冰水振蕩，有固體析出，抽濾，室溫真空干燥，得白色晶體，產(chǎn)率74％，熔點(diǎn)92-94℃(文獻(xiàn)90-94℃)。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(guò)濾，除溶劑，回收海因。
其它22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.1-22種苯乙酮∶溴代海因∶酸的稱量比是1∶0.75∶0.51倍摩爾量，溶劑和酸采用的是除實(shí)施例1、2外的溶劑和酸，在溫度為60℃的條件下完成的。
表2.各種取代苯乙酮用DBDMHα-位溴代反應(yīng)的結(jié)果a

權(quán)利要求
1.一種合成α-溴代苯乙酮的方法，其特征在于首先計(jì)量苯乙酮∶酸∶DBDMH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(guò)濾得濾餅，烘干濾餅得產(chǎn)物α-溴代苯乙酮，產(chǎn)品得率為60％-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(guò)濾，除溶劑，回收反應(yīng)產(chǎn)生的副產(chǎn)物海因，并通溴反應(yīng)得到本發(fā)明的原料DBDMH。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種合成α-溴代苯乙酮的方法，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所述的一種合成α-溴代苯乙酮的方法，其特征在于所述的酸是HBr，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所述的一種合成α-溴代苯乙酮的方法，其特征在于所述的DBDMH溶液是將DBDMH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
一種合成α－溴代苯乙酮的方法，涉及一種取代苯乙酮的α－溴代方法。首先計(jì)量苯乙酮∶酸∶DBDMH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DBDMH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(guò)濾得濾餅，烘干濾餅得產(chǎn)物α－溴代苯乙酮。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)?，過(guò)濾，除溶劑，回收副產(chǎn)物海因。本發(fā)明的最大優(yōu)點(diǎn)是產(chǎn)品純度高，無(wú)需提純直接使用；副產(chǎn)物海因易回收并經(jīng)溴化處理后反復(fù)循環(huán)使用，無(wú)污染；對(duì)設(shè)備的要求低，操作安全無(wú)毒、無(wú)刺激性；產(chǎn)品得率高65％－95％，易于工業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號(hào)C07C45/63GK1733677SQ20051002924
公開(kāi)日2006年2月15日 申請(qǐng)日期2005年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月31日
發(fā)明者鄒新琢, 高國(guó)銳 申請(qǐng)人:華東師范大學(xué)