图1-5 以对甲苯磺酰氯反应制得2,6--二氯甲苯
在医药领域,我们关注了常见药剂消炎药,了解到2-酰基-6-甲氧基萘是制备消炎镇痛药萘普生的重要中间体[16];对甲氧基苯乙酮(p-MOAP)是合成葛根素和雌激素类药物雷洛昔芬的关键中间体[17,18],它也常常用于合成高级化妆品和皂用香精。工业上习惯于用苯甲醚和羧酸衍生物作为原料在催化剂的作用下经Friedel-Crafts 酰基化反应制得,例如以乙酸酐为酰基化试剂的p-MOAP 合成路线,反应的化学方程式如图1-6所示:
不过经过了多次工艺改进,这个工程中现将部分盐酸和适量水加入反映锅中,温度加热到50℃,边搅拌边投入2,4-二氨基甲苯使其全部溶解,再在锅中将盐酸及氯化亚铜投入,在2.5~3小时之内均匀加入1%亚硝酸钠溶液。温度文持在60℃左右。全部滴加完毕后,继续搅拌半小时,静置使其分层,然后用蒸馏水水把下层粗品洗至中性,紧接着加液碱至碱性,再用蒸馏水洗去大部分之前加的碱之后,抽滤使2,4-二氯甲苯粗品分离出来,这样就得到了成品[19~22]。
反应的化学方程式如图1-6所示:
图1-6 以乙酸酐为酰基化试剂的p-MOAP 合成路线
我们再来看一下3-氯-4-甲苯胺法,一般的将亚硝酸钠进行重氮化反应,然后与氯化铜进行桑德麦尔反应。其反应的化学方程式如图1-7所示。那我们在实验室制备时需要用到的磨口玻璃的三口烧瓶。第一阶段首先在其中放入温度计、电搅拌器和滴液漏斗,在其中加入28.3克的3-氯-4-甲苯胺、90克36%的盐酸溶液,200毫升蒸馏水,反应在室温下就可以进行,然后均匀搅拌半小时。等搅拌完毕,用冰水将反应物料冷却,是温度降到5℃以下。接着将之前配置好的亚硝酸钠水溶液均匀加入三口烧瓶,尽量在半小时之内滴加完毕。等到亚硝酸钠加完之后后,继续反应10分钟,最后用淀粉试纸测试反应终点。
反应的第二阶段同样需要温度计、电搅拌器和滴液漏斗,分别装在1000毫升的磨口玻璃三口烧瓶,在其中加入260克氯化亚铜盐酸水溶液,将事先制备的重氮化反应物匀速地加入三口烧瓶,任然需要在半小时内加完,控制反应温度在5℃以下。加入完毕后,继续反应一小时。使得在40分钟内温度匀速升至80℃。反应完毕后将反应物料降至室温。取下层物料用水洗至中性。减压蒸馏,收集90℃的馏分,纯其度可达98%以上[23~27]。
图1-7 3-氯-4-甲苯胺法经与亚硝酸钠进行重氮化反应
我们又了解到在工业中芳环上的一氯代更加实际。一般将邻氯甲苯和催化剂三氯化磷一起加入反应釜,温度升至100℃,在紫外下通入氯气,保持这种条件反应五小时,然后冷至室温,接着通入压缩空气来排除一些有毒有害气体,最终得到产物邻氯三氯甲基苯,它的产率大约在90%~93%左右。将以上的产物与氟化氢、催化剂一起投入氟化釜内,温度升至100℃,打开减压阀使得压力降至1.6MPa,这样重复几次,直到压力不再上升为止,保持反应继续进行4小时。然后再降温,通入压缩空气以排除有害气体。用氢氧化钠水溶液将物料中和,然后进行水蒸气蒸馏,分离出有机相,最终得产品,它的收率为75%。[28]其反应的化学方程式如图1-8所示:
图1-8 邻氯甲苯的催化氟化
同样的,若要得到间位产物,我们可以将126.5克间氯甲苯和4.27克三氯化磷加入三口烧瓶中,升温至90℃,然后通入干燥的氯气。当停止加热后,通入一个小时的氯气,将温度逐渐升至130℃,保持在此温度下进行反应,直至间氯甲苯被全部转化为间氯三氯。最后将反应物冷却至室温,通入压缩空气将反应液中残留的氯气和氯化氢排除,减压蒸馏,其收率约为92%[29,30]。其反应的化学方程式如图1-9所示:
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