（应用化学专业论文）芳基偕二氯代化合物的新合成方法的研究.pdf

大连理工大学硕士学位论文 摘要 芳基偕二氯代物作为有机合成中问体，广泛应用于医药、农药及其他精细化学品的 合成。开发芳基偕二氯代物的更加有效、直接的合成方法已成为人们的研究目标。由醛 制备芳基偕二氯代物，通常存在氯代试剂有毒、产率不高或反应条件苛刻等问题。本论 文为解决上述问题，确立了芳基偕二氯代物的新合成方法：在p p h 3 的存在下，以n c s 为氯代试剂，将芳香醛非常简便地转化为偕二氯代化合物，反应产率最高达到9 9 。该 方法避免使用有毒的氯气作为氯代试剂，而且操作简单、反应条件温和，可在0o c 下顺 利进行。 1 以1 蔡甲醛的氯代为模型反应，系统研究了影响反应的各因素、优化了反应条 件。在0 。c 下，l 一萘甲醛与2 2 当量的n c s 及2 1 当量的p p h 3 在c h 2 c 1 2 溶剂中顺利反 应，反应1 2 小时即可完成，产率为9 2 。在上述反应条件下，研究了其他萘醛类化合 物的氯代反应，产率为6 6 _ 9 9 。 2 研究发现苯基醛类的氯代反应，需要严格的氮气保护下进行，产率为2 0 - 9 9 。 3 通过核磁共振( 1 hn m r 、”cn m r ) 、傅立叶变换红外光谱( f t - i r ) 、高分辨质谱 ( m l m s ) 等仪器对产物的结构进行了表征。 关键词：n c s ；氯代；p p h ，：芳香醛 合成芳基偕二氯代化合物的新方法的研究 s t u d y o nt h ed e v e l o p m e n to fn e wm e t h o df o rp r e p a r a t i o no f d i c h l o r o a r y l m e t h a n e s a b s t r a c t a r y d i c h l o r o l m e t h a n e sc a nb ew i d e l yu s e di nt h ep h a r m a c e u t i c a l ，a g r i c u l t u r a li n d u s t r i e s a n df i n ec h e m i c a l s t h e r e f o r t h ed e v e l o p m e n to fm o r ee f f i c i e n t s y n t h e t i cm e t h o df o r p r e p a r a t i o n o fa r y l d i c h l o r o m e t h a n e sh a sa t t r a c t e dc o n s i d e r a b l ea t t e n t i o n t h e a r y l d i c h l o r o m e t h a n e sc a nb es y n t h e s i z e df r o ma l d e h y d e sv i ac h l o r i n a t i o nr e a c t i o n ，f o rw h i c h t h et o x i cc h l o r i n a t i n gr e a g e n t sw e r eu s u a l l ye m p l o y e d ，a n dt h ed e s i r e dp r o d u c t sw e r e o b t a i n e di nl o wy i e l d s i nt h i st h e s i s w ee s t a b l i s hac o n v e n i e n tm e t h o df o rt h ep r e p e a r a t i o no f a r y l d i c h l o r o a r y l m e t h a n e sb yu t i l i z a t i n gn q 2 h l o r o s u c c i n i m i d e ( n c s ) a sac h l o r i n a t i o nr e a g e n t i nt h ep r e s e n c eo fp p h 3a t0 。c n l ey i e l do ft h ec o r r e s p o n d i n ga r y l d i c h l o r i n a t i o nw a su pt o 9 9 1 n l er e a c t i o nc o n d i t i o n sw e r eo p t i m i z e dt h r o u g ht 1 1 ec h l o r i n a t i o no f1 - n a p h t h a l d e h ) ，d e ： t ot h em i x t u r eo fn c s ( 2 2 e q ) a n d1 - n a p h t h a l d e h y d e ( 0 5m m 0 1 ) i n10 m lo fc h 2 c 1 2 ，p p h 3 佗1 e q ) w a sa d d e d a t0 。c a f t e rt l l e m i x t u r ew a ss t i r r e df o r1 2 h ， 1 - n a p h t h y l d i c h l o r o m e t h a n ew a so b t a i n e di n9 2 y i e l d u n d e rt h es a m er e a c t i o nc o n d i t i o n s d e s c r i b e da b o v e ，t h ec h l o r i n a t i o no f0 t h e rn a p h t h a l d e h y d e sw e r ep e r f o n n e d ，a n dt h e c o r r e s p o n d i n gn a p h t h l d i c h l o r o m e t h a n ew e r eo b t a i n e di n6 6 9 9 2i tw a sf o u n dt h a tt h en i t r o g e na t m o s d h e r ei sn e c e s s a r yf o rt h ec h l o r i n a t i o no f b e n z a l d e h y d ea n di t sd e r i v a t i v e s a n dt h er e a c t i o ny i e l d sw e r e2 0 t o9 9 3t h es t r u c t u r e so f t h ec o r r e s p o n d i n ga r y l d i c h l o r o a r y l m e t h a n e sw e r ec h a r a c t e r i z e db y h n m ”cn m f t i rh r m se t c k e yw o r d s ：a l d e h y d e s ；c h l o r i n a t i o n ；n c s ；p p h 3 独创性说明 作者郑重声明：本硕士学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工 作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外， 论文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得大连理 工大学或者其他单位的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志 对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：兰茎鐾薹日期：兰竖：堑：型 大连理工大学硕士研究生学位论文 大连理工大学学位论文版权使用授权书 本学位论文作者及指导教师完全了解“大连理工大学硕士、博士学位论文版权使用 规定”，同意大连理工大学保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子 版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大连理工大学可以将本学位论文的全部或部分内 容编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论 文。 作者签名： 导师签名 至差鏖 鱼蜩 卫生年月卫日 大连理工大学硕士学位论文 1文献综述 1 1概述 卤代反应，广泛应用于医药中间体、农药中间体等合成领域。卤代反应在有机合成 中的地位和重要性是毋庸置疑的f 1 】。传统的氯代试剂如s o c l 2 ，p c i 5 ，必须在高沸点的 溶剂中进行【2 】，而且还需要分离副产品。这些传统的卤化剂，不仅保存和使用不方便， 也不符合现代有机合成的发展趋势，由此也引发了人们对氯代合成方法的研究兴趣【3 】， 寻求无毒、高效的卤化剂己成为研究热点。 1 2 偕二氯代物的应用 芳基偕二氯代物作为有机合成中间体，广泛应用于医药、农药及其他精细化学品的 合成【4 】。2 , 2 一二氯代醛在有机合成中是双功能的底物，其可以应用于尼龙合成中5 1 和制 备乙炔基化合物【锄】。 在有机合成中把c = o 选择性的转化为c = c 具有重要意义的，w i t t i n g 反应是比较 经典的烯烃生成反应，但是由于其较低的选择性以及多步反应( 一般为3 步反应) 受限制， 而偕二氯代物则可以一步法制备烯烃【9 1 ，大大减少了反应步骤，在锌粉和t m s c i 的t h f 溶液中，烯烃的生成按( 式1 1 ) 进行： 必：+ 。 z n 厂r m s c t h f 1 3 由羰基化合物制备偕二氯代物 r 1r 3 = ( 1 1 ) r 2 、r 4 1 3 1 p c i5 氯代试剂 p c i 5 是合成偕二氯代物的氯代试剂阻1 ”。1 9 5 1 年首次由环己酮制备l ，1 一二氯环己 烷，向盛有p c t 5 在三口瓶中的缓慢滴加环己酮，温度保持在6 5o c 回流，之后将混合液 倾倒至沸水中，将萃取所得到的有机层浓缩后得4 6 的l 一氯环己烯和2 1 的1 ，l 一二 氯环烷。 r e f l u x ( 1 2 ) 丫o c 。0 鱼盛董垩堕三堑垡些笪塑塑堑查婆堕堕茎 1 3 2s o c i2 d m f 氯代试剂 1 9 7 8 年，n e w m a n ，m s 等人报道1 1 2 】使厍j s o c l 2 他m f 体系把醛转化为芳基偕二氯代 物，在s o c l 2 溶液中加入二苯甲酮和催化量的d m f ，加热回流1 6h ，减压蒸馏即可得到 1 ，1 一二苯基二氯甲烷。 可能机理如下 d m f s o c l 。 c 6 h s c h o + ( c h 3 ) 2 n = c h q s o c i + c i 一一 ( 9 一c 咧( 0 h 3 ) 2 c 6 h 5 + c h c f s o c 。+ _ 旦l c h c i h s c h c i j 6 h 5 j h ；1 2 c 一 ( 1 ，3 ) ( 14 ) 之后，p a l o m o 小组【】对此体系进一步的研究，发现用1 ，l ，3 ，3 一四甲基二硅氧烷和三 甲基氯硅烷作为还原剂，在s o c l 2 的作用下，芳香醛可以很好的转化为相应的氯代烃 但在该反应条件下，酮类化合物不能进行还原氯代反应，在反应中，除氯代烃外，其它 二个产物都是气体( s 0 2 ，h c l ) ，由于它们不断离开体系，反应向着生成产物的方向进行， 而且无其它副产物生成，产物的分离提纯比较方便，酸性产物在工业生产中可采用碱液 进行吸收。如果用氯气、三氯代磷与生成的二氧化硫进行反应，又可得到亚硫酰氯，可 以实现循环利用。因此，这种方法具有良好的应用发展前景。 13 3w c l6 氯代试剂 w c l 。被认为是最有效的氯代试剂，在氯代环己醇时，乙醚作溶剂反应6 天得到 9 8 的产率，在此之后人们拓展其应用范围，尝试把这种方法应用到醛的氯代， f i r o u z a b a d i 】进行了大胆的尝试，并获得成功，当把深蓝色的w c l 6 加入体系后，溶液 呈桔色，反应进行，由此引发了一系列的尝试和实验。 在c h 2 c 12 溶液中回流2 3h ，w c l 6 作为氯代试剂把苯甲醛转化为相应的偕二氯代 物，可得高达9 5 的产率，但对于2 - 萘醛的氯代则会产生副产物，产率为6 0 ，其对环 氧化合物的氯代也可以很好地进行，该反应时间短，5 3 0m i n r 口可反应结束，但此体系 不适合于酮和饱和醛的氯代。 幽 大连理工人学硕士学位论文 1 3 4 c c l 4 d m f 氯代试剂 u o n e l 等人曾使用原位生成v i l s m e i e r 试剂把一级醇很好的转化为相应的烷基氯代 物，1 9 9 9 年l e o n e l 1 6 】进行了进一步的改进，原位形成v i l s m e i e r 试剂，实现对醛的还 原氯代，在c c l 4 ，d m f 的作用下，加入c u ( 5 0m m 0 1 ) 、n i ( 5 0r e t 0 0 1 ) 把脂肪醛，酮转 化为偕二氯代物，产率为7 5 - 9 5 。 c x 。三以。+ 拆竺生h 3 c _ + 气xx 一 + c 。旦 【“3 c h j ( c h 3 圳出喊叫一恪h 3 c - 气o 岳a rx 一卜a r c h x 2 + ( c h 3 ) 2 n c h o 1 3 5 b c 3 氯代试剂 早在1 9 5 7 - f f r a z e r 等j k 1 7 1 已经对醛和b c l 3 之间的关系进行研究，2 0 0 0 年o e o r g e 等则 使b c l s h e x a n e 作为为氯代试剂体系可使苯甲醛及其衍生物高产率地转化为偕二氯 代物，产率为8 2 9 8 ；实验发现带有吸电子基的苯甲醛类化合物需要在较长时问才可 以进行完全。 nc l h b c l 3 h e x a n e c i ( 1 6 ) 虽然机理没有进行详细的研究，但是当把1 、b c l 3 、环己烷在室温条件混合可必形 成白色固体，白色固体( c 6 d 6 ) 的1 h n m r 和1 3 c n m r 表明醛基峰已经消失，而且1 h7 0 2 p p m 和”cn m r9 2 5p p m 和中间体a 烷基硼的谱图表征一致，加热条件下氯原子进 一步转移( 中间体b ) 生成目标产物2 。推测机理如下进行( 见1 7 ) ： 矿h 旦| 2 a h e x a n e b 2 垒壁董董堡三蔓垡些全塑堕堑查鲨堕堑窒 1 3 6c u c i2 氯代试剂 通常所用的合成偕二氯代物是从醛或者酮出发的，但是由于在高温下容易生成乙烯 基氯副产物，为避免这个问题，科学家们做了进一步的研究。 k o h l s c h u t t e r “圳首次发现可用c u c 】2 做氯代试齐叽其他氯代体系也相继见报道。使用 c u c l 2 * b u o l i 为氯代试剂体系【” 可使芳香醛酮( 包括脂肪醛酮) 转化为偕二氯代物，产 率为4 8 - 8 2 。 o r 1 l r h 2 n n h 2 。h 2 0 1 m o l e c u i a rs i e v e s4 a m e o h n n h 2 l f r 1 - - r 2 c u c l 2 - l i o b u t 丁h f r ，匙 s ， 2 0 0 4 年f u r r o w 等使用t b s h s s c ( o t f ) 3 c u c l 2 e t 3 n 为氯代试剂体系1 ，也可使芳香 醛酮转化为偕二氯代物，产率为7 6 8 6 。 h t b s 、n n ，h h t b s s c ( o t f ) 3 c u c l 2 e t 3 n m e o h 10 2 3 。c 1 3 7 ( p h o ) 3 p c 1 2 氯代试剂 p h c ( 1 9 ) 而最近报道的( p h o ) 3 p c 1 2 氯代试剂体系1 1 可在温和的条件下将芳香醛( 包括脂肪 醛) 转化为偕二氯代物，产率为7 5 9 3 。 o r 3 儿h 可能机理如下f 见式1 11 ) ( p h o ) 3 p ，x 2 x = c ib r x r a r x r 3 人x ( 1l o ) p h o , 罾, o p h r 袋。1 j 。；7 = 一 h x c kl 、 n ( p h o ) a p o 。您刚 d o 儿 国 大连理工大学硕士学位论文 但是用卤素作卤化剂，不仅对设备有较强的腐蚀作用，而且当使用氯气进行氯代时则需 要较高的温度且易于产生较多的副产物。 1 3 8 甲基二氯氧硅烷氯代试剂 在甲基二氯氢硅烷存在下，f e c l 3 催化羰基化合物醛或者酮脂肪或者芳香族的还原 氯代反应，合成了氯代烷烃瞄】。较适宜的反应条件为：甲基二氯氢硅烷，f e c l 3 ，7 , _ - 2 醇二甲醚( d m e ) ，回流反应3 1 2h 。在该反应条件下，3 均可直接转化为4 ，产率 6 5 p 9 5 。 o r 1 l 尺2 + m e h s i c l 2 3 d m er e f l u x c l r r - r 2 ( 1 1 2 ) 4 1 4 常用氯代试剂 卤代反应的种类很多，所利用的卤代试剂多种多样，本论文介绍几种常用的氯代试 剂。 1 4 1s o c i2 氯代试剂 氯代亚砜是有效的氯代试剂之一，其优点是反应不可逆，中间产物加热分解为气体， 不断离开体系，使反应向着生成产物的方向进行【纠。对芳香醛的氯代得到苯甲酰氯，机 理按( 式1 1 3 ) 进行： a 晤一h +s o c l 2 a 异一h s 0 2 c i a r 足c c i + s 0 2 +h c i ( 1 1 3 ) oo u 对于醇的氯代，也可以很好的进行，在2 ，白二甲基毗啶存在下，c h 2 c 1 2 做溶剂，4 _ 羟基基环戊烯与氯代亚砜反应，以5 0 的产率，生成4 - 氯环戊烯，双键不受影响口们。 2 6 一二甲基毗i 定 ( 1 ，1 4 ) s o c l 2 曾是较常用的氯代试剂，但反应的选择性差，在反应过程中不仅生成氯代产 物而且还伴随着环醚三聚体，线性聚醚的产生，即使是在s 0 2 的甲醇溶液中也不能很好 的控制单取代的进行。 9 a 9 洲 合成芳基偕二氯代化合物的新方法的研究 1 4 2p c i5 氯代试剂 p c i 5 也是的常用的氯代试剂。1 9 6 8 年，f r y 掣2 5 1 使用p c i ；把酮转化为乙烯基氯代 物。反应需要在回流条件下进行，温度过高则会产生双氯代物，选择性差，后处理繁琐。 ( 1 1 5 ) 1 4 3c i2 h o i 氯代试剂 早在1 9 6 2 年d i c k 等人2 叼使用h c l c 1 2 体系对醛的a 位氯代进行研究，把醛缓慢 滴加到盐酸溶液中，在液面以下通入氯气，通过控制无水盐酸的浓度来产生2 一氯丙醛或 2 ，i 二氯丙醛，产率大于8 5 。 h l 坶c i c i c f + 入 ( 1 + 1 6 ) 研究发现不仅酸的浓度而且酸的类型决定反应的产物，低浓度氧化反应则占主导地 位，把丙醛氧化为丙酸，高浓度则产生a l d 0 1 缩合： h 。 h 从h 3 h +h v c h 3 当盐酸的浓度的在4 5 n - 6 5 n 之间时，2 一氯丙醛的产率大于9 0 ，其他条件不变的 情况下用硫酸替代盐酸，2 一氯丙醛的产率为2 0 。但在此体系中，氯气有剧毒反应条 件苛刻且不易操作，而且盐酸的浓度不能很好的控制，限制了反应体系的应用范围。 1 。4 4p p h 3 c c l 4 氯代试剂 由于许多经典方法常伴随消除、重排等副反应，因此不断有反应条件温和、产率较 高、选择性良好的新氯代试剂被研究开发，四氯代碳与三苯基膦溶剂体系就是其中一种 2 0 _ 2 “，采用该体系进行的氯代反应温和，而且具有立体选择性。可能机理如下： p p h 3 + c o t , fc i 二h p h l c c l 3 + 一l c 卜一p h p h 3 峙n 。 厂：- c o l 3 一一 【r o 弗p h 3 】c r + c h c t 3 一r c i + p h 3 p o ( 1 1 8 ) m半n 一蚁 大连理工大学硕士学位论文 1 4 3 金属化合物作为氯代试剂 ( 1 ) c u c h 作为氯代试剂 卤化铜是一种l e w i s 酸，芳基烷基酮烯醇化并与卤化铜生成烯醇盐，烯醇盐均裂成 自由基，该活性自由基与卤化铜反应得卤代酮【2 9 】。e d w a r d 等【3 0 】用氯代锂作催化剂， 在d m f 溶剂中，用氯代铜氯代苯丙酮，则是得到卜氯代苯丙酮。 o + c u c i z l i c l d m f ( 9 ) ( 2 ) 钼化合物还原氯代 我们介绍另一种金属的氯代体系m o c l 4 ( n c m e ) 2 【3 i 】，适用于p 支链的酮或者醛，此 反应引起人们的兴趣主要来源于此催化剂的简单的合成路线，从m o ( ) 前驱体很容易 得到，另一不同于其他的特性在于所得到的产品的挥发性，当反应结束后真空浓缩即可 得到粗产品，易挥发的副产物和溶剂一起旋转蒸发掉了，剩余的混合物则使用m e c n 或 者m e c n e t 2 0 萃取浓缩即可得到最终产品，反应式如下： m e c n 2 m o c l 4 ( n c m e ) 2 + m e 2 c h c h o 一2 m o c l 3 ( n c m e ) 3 m e c n + m e 2 c c i c h o + h c i( 1 ，2 0 ) ( 3 ) 在i n ( o h ) 3 作用下还原氯代 2 0 0 2 年，b a b a 小组f 3 2 】报道t i n ( o h 33 催化的羰基化合物的还原氯代反应，虽然该 方法可以方便的制备苄基氯，但不能制备脂肪族氯代烷烃。 o l + h s i m e 2 c f d - c i - c 6 h ； 、h o 刚扩 i n ( o h ) 3 c h c l 3r t 2h 剁!洲cichcl3 r t2h e 火 9 9 二甲基氯硅烷做氯代试剂，h 1 ( o h ) 3 催化下酮的氯代得到高产率9 9 。 ( 12 1 ) 卉 h h d k 嘛涨 p 合成芳基偕二氯代化合物的新方法的研究 表1 i= 甲基氯硅烷做氯代试剂下不同催化剂催化对溴苯乙酮的氯代反应 t a b l e2 1 d e o x y g e n a t i v ec h l o r i n a t i o no f p - n i t r o a e e t o p h e n o n eb yh s i m e 2 c iu n d e rv a r i o u sc a t a l y s t s a 1 4 5m e 。s i c f 氯代试剂 m e 3 s i c l 又名氯代三甲基硅烷，是一种简单易得的硅试剂。三甲基氯硅烷一般用来 保护有机化合物中的活泼氢原子，或作为反应活化剂，从而使反应变得简单、快速或是 更容易进行。但最近有报道利用三甲基氯硅烷作为氯代试剂。 ( 1 ) 在t m d s 作用下m e 3 s i c i 的氯代 1 9 8 4 年p a l o m o 等【3 3 1 人报道用1 ，1 ，3 ，3 一四甲基二氢硅烷( t m d s ) 在氯硅烷作用下 把芳香醛还原氯代为苄基氯代物，但是单独使用m e 3 s i c i 贝u 不能得到氯代产物，进行进 一步的改进【蚓。则是向上述体系中加入n a t 或l i b r ，无水乙腈作为溶剂，温度为8 0 。c ， 反应时间为0 5 _ 3h ，但此体系不适用于3 一硝基苯甲醛的氯代。 r c h o n a lo rk i b r c i s i m e 3 m e c n r c h 2 x + r c h 2 一o - c h 2 r( 1 2 2 ) ( 2 ) m e 3 s i c i - m e 2 s o 的氯代 1 9 8 8 年r o b e r t 等人【3 5 】报道在( c 4 h 9 ) 4 n b r 的催化下，用m e 3 s i c i - m e 2 s o 作氯代剂， 可以将芳基烷基酮p 位卤化，反应几乎是定量进行。 m e 2 s i c l - m e 2 s o r 4 n b r5h 8 一 ( 12 3 ) 如 大连理工大学硕士学位论文 1 4 6t i c s 氯代试剂 除了上述的氯代试剂外，也有报道反应条件温和，选择性好，副反应少，产率高的 氯代试剂n _ 氯代丁二酰亚胺( n c s ) e 36 1 ，n c s 作为与醇发生反应： 如n c s 与p p h 3 ( 化合物5 ) ，在微波作用下对醇进行氯代，反应时间3 _ 3 0m i n ，产 率3 6 4 【3 7 1 。 o a 。h d 1 卧3 s o 一n o u a c 。 ( 12 4 ) 在p p h 3 和n c s 作用下，t h f 做溶剂，0 。c 条件下进行醇的氯代【38 1 ，反应1 7h ，产 率为9 2 。 卜产眦过，产品。 ：。， 一，o h ， c i 在p p h 3 和n c s 作用下，以c h 2 c 1 2 为溶剂，o 。c 下反应3h ，对醇的氯代反应，收 率可达8 9 【3 9 】。 在p p h 3 和n c s 作用下，c h 3 c n 做溶剂，对环氧化合物进行氯代反应【4 0 1 ，产率可达 9 5 。其推测反应机理见( 式1 2 6 ) 。 6 h ，+ a 八+ p h 3 p o + o p h 3 p o + 以 n h 、 o ( 12 8 ) 足c：，。，。睁。 v 。 !鱼壁蒸苎! 堂三墨垡些鱼塑塑堑查鲨堕婴塞 而对于溴代则可能按如下机理进行： ! 芝。多 - _ ( 1 2 7 ) 1 4 7 兵他氯代试剂 ( 1 ) s e o c l s e o c l 作为氯代试剂也有报道1 4 “，对酮进行氯代则产率不高，1 9 9 5 年l e e 等x t 4 2 ： 报道通过t m s c i 和s e 0 2 原位产生氯代试剂进行反应，通过调控氯代试剂的量会产生单、 双、三取代，虽然是原位反应但是效果和上述分离出来的氯代试剂直接进行氯代反应的 并没有显著变化。 铲詈扩c 一矾c 。矾g i c i d ( 1 2 8 ) 8 7 6 0 ( 2 ) c f 3 s 0 2 c i 以c f 3 s 0 2 c 1 为氯代试剂，在催化剂作用下可以对醛进行氯代反应【4 3 1 。催化剂结构 6 如下所示： d b f o x - p h 6 此体系则是对醛高选择性手性氯代，在c f 3 s 0 2 c i 中n i ( c 1 0 4 ) 2 6 h 2 0 催化作用下可 以顺利的进行氯代，实验表明c f 3 s 0 2 e l 作为氯代试剂e e 值可高达9 7 。 d b f o x p h n 1 0 r 牡r b s。， r 2r 3 p p c 静 卧一 r尺 v 。 大连理工大学硕士学位论文 f 3 ) 四乙基三氯代铵 关于四乙基三氯代铵作为氯代剂的报道不多，但在某些特殊的反应里，却独具特点。 m i o s k o w k i 等人论证t e t 4 n ( c 3 r 作为一种新型的氯代试剂【4 4 】对醛的邻位的氢进行氯 代。在e t 4 n c l - 的c h 2 c 1 2 溶液中鼓氯气即可得至i j e t 4 n ( c 1 3 ) - ，e t 4 n ( c 1 3 ) _ 作为氯代试剂与其 他氯代试剂相比稳定，室温下放置数月活性不降低，且为晶体。当底物为缩醛时，氯代 则发生在与两个氧相邻的碳上面的。 2 e qe t 4 n ( c 1 3 ) 一 c h 2 c 1 27 8 。c ( 1 3 0 ) 2 0 0 3 年b e l l e s i a 【4 ”报道了更为经济化的醛的氯代体系，使用易回收利用的季胺盐作 催化剂n e t 4 c 1 一，实验条件温和，选择性高，转化率可达1 0 0 ，产率9 1 - 9 6 。所用 催化剂的量少( 2m m 0 1 ) ，无水h c i 为唯一的副产品。处理过程简单，用减压蒸馏的方 法即可提纯产物。减压蒸馏所剩余的产品，萃取脱氢后即得回收的催化剂。 ( 4 ) 超价碘化台物 在过去的十几年中超价碘化合物受到越来越多的关注，人们对这个典型化合物的活 性和应用进行了大量的研究。i b r a h i m 等【4 6 首次报道把化合物8 应用于催化不对称氯代， 在手性配体7 的作用下，可以得到对映体选择性( c e 值) 高达7 1 的手性氯代物。 r r m 7 c i - - i - - c i + r = 1 - n p h m e c n r tg o m i 八 oo 仪o e n ( 1 3 1 ) h。斗唪。 v 合成芳基偕二氯代化合物的新方法的研究 1 5 氯代丁二酰亚胺( n c s ) 的应用 n c s 是一种反应条件温和，选择性好，也引起来科学家们对n c s 不对称氯代的兴 趣。h a l l a n d 等【4 7 】把( n c s ) 作为氯源催化不对称氯代，c e 值可高达8 8 ，首次催化氯 代醛高产率的生成具有手性的p 氯代醛。 n c s ! 竺! ! 竺! 坚 搽。 h 2 n ( 1 3 2 ) 催化脂肪醛可得到较好的e e 值， 7 0 - 9 5 。 卤素引入生物活性物质中可以增强化学稳定性，增加分子内部活性 4 8 1 c xf x = 卤 索) 引入手性中心可以作为极其有用的合成中间体。含有c - x 键的光学活性物质越来越 引起人们的兴趣，使用n c s 对坏状酮和无环酬进行手性氯代，e e 值可高达9 3 ，反应 式如下： p h - d b f o x ( r ，r ) - 4 5 - d i b e n z o f u r a n d i y l - 2 ，2 - h i s ( 4 一p h e n y l o x a z o l i n e ) 显踮r 。郦 r 1 7y r 2 。b r 3 + r 4 , n - x 4 a z n ( s b f 6 ) 2 1 0 m m o l ( 1 3 3 ) 1 6 本论文的研究背景及研究思路 m 氯代丁二酰亚胺c s ) 是一种反应条件温和，选择性好，副反应少，产率高的 氯代试剂，在以往的氯代反应中，人们通常利用n c s 进行醇的氯代，得到较高的产率， n c s p p h 3 体系应用于醇的氯代是近年来发现的氯代体系，已经得到了广泛的应用。但 是对于芳香醛的偕二氯代反应，至今还没有人将n c s p p h 3 体系应用于醛的氯代。 本论文选题的目的是为解决传统氯代试剂存在的氯代试剂有毒，反应条件苛刻选择 性差，产率低等问题，利用n c s p p h 3 体系应用于醛的氯代。在0o c 下，醛与2 2 当量 。艾。艾 酗o o 丫x o k 瞥 r 大连理工大学硕士学位论文 的n c s 及2 1 e q 的p p h 3 在c h 2 c 1 2 溶剂中反应，产物可以用普通萃取的方法得到，后处 理简单，不会造成太多的损失。因此，这是一项很有意义的研究工作。作者的任务旨在 研究新的氯代方法，将其应用于芳香醛( 酮) 的氯代，并优化反应条件，得到最佳的反应 效果。 合成芳基偕二氯代化合物的新方法的研究 2 实验部分 2 。1 实验仪器，原料及其纯化 如没有特殊说明，本论文中涉及到金属有机化合物和催化反应的实验均在无氧无水 的环境下，遵照标准的s c h l e n k 技术规范进行。普通氮气在使用前必须经过脱氧、脱水 处理，溶剂使用前均需脱水、脱氧。 2 1 1n 2 的精制 工业氮气通过个装有脱氧剂( 4 0 2 型，大连普瑞特化工科技有限公司) 的柱子 ( 5 7x2 0 0 0 ) ，在1 0 0o c 下脱氧后，再通过一个装有5 a 分子筛的柱子( 十5 7 2 0 0 0 ) 脱 水。氮气系统的压力维持在0 2 - 0 3m p a 。精剑过的氮气中水、氧含量都在1 0 p p m 以下。 脱氧剂可在1 2 0o c 下用氢气还原再生。5 a 分子筛活化条件是在3 5 0 。c 下抽空4 小时， 继续抽空冷却至室温后充入氮气。 2 1 2 分子筛的活化 用于干燥有机溶剂的4 a 或5 a 分子筛，必须先经过活化。将其在马釜炉中4 0 0 。c 灼热4 小时，然后置入干燥器中冷却至室温备用。 2 1 3 原料及其提纯 无水甲醇：天津市科密欧化学试剂开发中心，分析纯。使用前经过5 a 分子筛浸泡2 4 h ， 然后在高纯氮气保护下再用镁条中回流4 小时，等反应溶液全部变成白色的浆状物一 甲醇镁，停止加热，用氮气置换过的s c h l e n k 瓶接收备用。 正己烷：天津市化学试剂三厂，分析纯。先经5 a 分子筛浸泡后，在高纯氮气的保护下， 钠丝作为除水剂，二苯甲酾为指示剂，加热回流至溶液变蓝后，继续通高纯氮气回流2 小时后蒸入s c h l e n k 瓶中备用。 四氢呋喃：广东汕头市西陇化工厂，分析纯。处理方法同正己烷。 无水乙醚：天津市富字精细化工有限公司，分析纯。处理方法同正己烷。 乙腈：天津市化学试剂三厂，分析纯。先经5 a 分子筛浸泡后，在高纯氮气的保护下， 加入少量五氧化二磷作为除水剂，加热回流2 小时以上，然后蒸入s c h l e n k 瓶中备用。 吡啶：北京化学试剂公司，分析纯。先经5 a 分子筛浸泡后，在高纯氮气的保护下，加 热回流4 小时以上，然后蒸入s c h l e n k 瓶中备用。 石油醚：沸程为6 0 - 9 0o c 。天津市富宇精细化工有限公司，分析纯。处理方法同正己烷。 乙酸乙脂：天津化学试剂一厂，分析纯。在高纯氮气的保护下，加入少量五氧化二磷作 为除水剂，加热回流2 小时后蒸入s c h l e n k 瓶中备用。 大连理工大学硕士学位论文 二氯甲烷：天津市富宇精细化工有限公司，分析纯。先经5 a 分子筛浸泡后，在高纯氮 气的保护下，c a h 2 作为除水剂，加热回流4 小时以上，然后蒸入s c h l e n k 瓶中备用。 丙酮：天津市科密欧化学试剂开发中心，分析纯。处理方法同二氯甲烷。 氯仿：天津市富字精细化工有限公司，分析纯。先经5 a 分子筛浸泡后，在高纯氮气的 保护下，加入少量五氧化二磷作为除水剂，加热回流4 小时以上，然后蒸入s c h l e n k 瓶 中备用。 二甲基亚砜：天津市科密欧化学试剂开发中心，分析纯。减压蒸入s c h l e n k 瓶中后，通 过三次“冷冻一抽空一充高纯氮气升至常温”循环除氧后使用。 n c s ( n _ 氯代丁二酰亚胺)国药集团化学试剂有限公司，化学纯。 p p h 3 ( 三苯基膦) 天津市科密欧化学试剂开发中心，分析纯。 n a b h a 上海天莲精细化工有限公司，分析纯。 c a h 2 国药集团化学试剂有限公司，化学纯。 6 甲氧基一2 一萘醛，百灵威试剂有限公司，分析纯，9 9 。 1 萘甲醛依照文献制备。 4 _ 溴一1 一萘甲醛依照文献制备。 4 _ 乙酰基一1 一萘甲醛依照文献制备。 4 - 苯甲酰基一1 萘甲醛依照文献制各。 4 _ 羟基一1 萘甲醛依照文献制备。 如甲基1 萘甲醛依照文献制各。 2 一萘甲醛百灵威试剂有限公司，分析纯，9 9 。 1 一溴_ 2 一萘甲醛依照文献制各。 6 - 甲氧基一2 一萘甲醛百灵威试剂有限公司，分析纯，9 9 。 菲醛百灵威试剂有限公司，分析纯，9 9 。 4 _ 叔丁基一苯甲醛百灵威试剂有限公司，分析纯，9 9 。 4 _ 硝基一苯甲醛百灵威试剂有限公司，分析纯，9 9 。 4 - 溴一苯甲醛默克基团有限公司，分析纯。 邻二苯甲醛a l d r i c h ，分析纯，9 9 。 联苯苯甲醛依照文献制备。 4 - ( 4 - 甲基) 一苯甲醛依照文献制备。 苯甲醛经过减压蒸馏得。 4 _ 甲基苯甲醛北京化学试剂公司，分析纯。 对羟基苯甲醛中国医药基团上海化学试剂公司，化学纯。 合成芳基偕二氯代化合物的新方法的研究 全氟苯甲醛百灵威试剂有限公司，分析纯，9 8 。 对溴苯乙酮国药集团化学试剂有限公司，化学纯。 二苯甲酮国药集团化学试剂有限公司，化学纯。 氘代氯仿：c a m b r i d g ei s o t o p el a b o r a t o r i e s ， n c 试剂，d 9 9 8 ，+ 0 0 3 v t m s 。通过 三次“冷冻一抽空一充高纯氮气升至常温”循环除氧后使用。 氘代二甲基亚砜：c a m b r i d g ei s o t o p el a b o r a t o r i e s ，i n e 试剂，d 9 9 9 。处理方法同氘代 氯仿。 柱层析硅胶：青岛麦克硅胶干燥剂有限公司，试剂级。 柱层析用中性三氧化二铝：上海陆都化学试剂厂，层析用。 2 1 4 实验仪器 表2 i 实验仪器仪表一览表 t a b l e2 1 e x p e r i m e n ti n s t r u m e n t s 测试仪器 核磁共振光谱仪 查垄望三奎主婴主堂垡笙塞 v a r i a ni n o v a4 0 0m h z 核磁共振光谱仪：1 hn m r ：4 0 0m h z ；“cn m r ：1 0 0m h z 。 化学位移( 6 ) 单位为p p m ，耦合常数( j ) 单位h z 。峰形表示为：s = 单峰，d = 双峰， t = 三重峰，b r = 宽峰，m = 多重峰。 1 h n m r ：四甲基硅烷( t m s ) 作为测量化学位移的基准( o p p m ) ，c d c l 36 57 2 6 p p m ， d m s o _ ( i 6 = 2 5 0 p p m ，c 6 d 66 = 7 1 5p p m 。”c n m r ：c d c l 36 2 7 7 0 0p p m 。 高分辨质谱 液相色谱四极杆飞行时间串联质潜仪：h p l c q _ t o f m s ( 英国m i c r o m a s s 公司) 。双正 交设计的z s p r a y t m 大气压离子源，四极杆质量过滤器，q - t o f 分析器。电喷雾离子源， 操作正离子方式。 傅立叶变换一红外光谱 t h e m on i c o l e tn e x u s 智能型中远红外气相色谱一傅立叶变换红外光谱联用仪( 美国 n i c o l e t 公司) ，固体样品用k b r 压片法测试，液体样在0 i 0 2 3 0 3 0m i l lk b r 红外 测试池中进行测试。扫描波数范围2 0 0 0 4 0 0c m 。波带表示：宽峰( b r ) ，强峰( s ) ，中 等( m ) ，弱峰( w ) 。 2 2 原料合成 2 2 1 1 一萘甲醛的合成( 1a ) 的合成 1 一萘甲醛的合成参照文献【5 0 ，由1 - 甲基萘与溴反应制得。在配备有搅拌子的5 0m l 两口瓶中加入1 - 甲基荼( 1 0m m 0 1 ) 和溴( 1r e t 0 0 1 ) 。室温下搅拌2 0m i n 后加热至1 2 0 。c ， 再加入5m ld m s o 加热1 之h ，此时产生二甲基硫，应液冷却然后用饱和n a h c 0 3 ( 洗 2 3 0m e ) ，无水乙醚萃取( 3 2 0m e ) ，合并有机层用无水n a 2 s 0 4 干燥，过滤之后硅胶过 柱，纯石油醚为展开剂洗脱得到原料，然后用二氯甲烷作为展开剂洗脱得到产品。淡黄 色液体，产率6 7 。 22 24 - 溴1 一萘甲醛( 1 b ) 的合成。” 盖艺 n a h c 0 3 d m s o ( 2 1 ) 合成芳基偕二氯代化合物的新方法的研究 ( 1 ) 轴溴甲基萘的制备按文献方法制备5 2 1 。 b r 2 c c l 40 。c ( 2 2 ) b r 在配备有恒压滴液漏斗和搅拌子的2 5 0m l - - - 口瓶中加入( c c l 41 5 0m l ) ，1 - 甲基萘 ( 4 0m m o l ，5 ，6 8 曲，恒压滴液漏斗 ) j 1 , c c l 4 3 0m l ，溴( 4 0m m o l ，6 4g ) ，充分摇匀使溴 溶解均匀，加入一小粒的碘，和一小勺的铁粉，冰盐浴冷却，使反应液保持在0 0 c 以下， 反应装置用黑色塑料袋包裹使之避光，缓慢滴加溴水的c c h 溶液，此刻一定要保持冰浴 和缓慢滴加，之后在室温下反应搅拌3 _ 4h ，反应结束后缓慢滴加和溴等量的1 0 n a o h 溶液，加入水萃取( 2 5 0m l ) 进行萃取，饱和n a h c 0 3 洗涤，无水c a c l 2 干燥，浓缩产品 为无色油状液体7 2 4g ( 产率，8 4 ) ，1 hn m r ( 4 0 0m h z ，c d c l 3 ) 68 ，1 5 ( d ，1h ) ，7 5 1 7 0 9 ( m ，5 h ) ，2 4 6 ( s ，3 h ) ，表征数据与文献值相符合。 ( 2 ) 4 _ 溴一1 一溴甲基萘的制备按文献方法制备c