一種合成α－溴代苯乙酮的方法
2023-10-11 04:28:04 1
專利名稱：一種合成α－溴代苯乙酮的方法
技術領域：
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，屬精細化工產品的製備技術領域。
背景技術：
α-溴代α苯乙酮類化合物是重要的有機合成中間體之一。其中苯乙酮的羰基α位的溴代反應也同樣引起了許多有機工作者的關注。至今已經報導並實際應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行溴代的方法使用的是易揮發、且具有強烈刺激性的液溴，操作起來不安全，在工業生產中會汙染環境和腐蝕設備。
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，Finn 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-溴代丁二醯亞胺(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，在不同的溶劑中進行反應，這些合成方法一般都需要在加熱的條件下進行。還有一種方法是用二溴海因(DBDMH)在CCl4中與苯乙酮反應，製備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、毒性較大而且製備麻煩，用這種方法(自由基反應的機理)只能得到59％的收率，而且產品純度不高，幾乎無實際利用的價植。
發明內容
本發明的目的是公開一種合成α-溴代苯乙酮的新方法。用這種方法製備α-溴代苯乙酮操作安全方便、成本低廉、無汙染。
為了達到上述目的，本發明選擇了一種既具有較高選擇性、又具有價格低廉，操作方便，符合環保的1，3-二溴-5，5-二甲基海因(DBDMH)作為溴化劑，在酸性的條件下，中間經歷烯醇互變的過程，進行溴代反應合成α-溴代苯乙酮。DBDMH溴化劑是一種新型和價廉的消毒殺菌劑和漂白劑，被廣泛地應用於工業和生活用水的消毒和殺菌，已大量工業化生產。近年來有報導它們可以在酸催化下對苯環發生親電取代(『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.，Fujisaki S.，Bull Chem Soc Jpn.，1994，67，1918.)。在本發明中，我們發現在溫和的溫度(20℃左右)，和酸的催化下，使用1，3-二溴-5，5-二甲基海因(DBDMH)，簡稱二溴海因作為溴化劑，對系列對位和間位取代的苯乙酮類化合物進行α-位溴代反應，約5小時即可獲得高產率的α溴代產物。產品純度較高，不需純化即可直接使用。反應得到的副產物海因容易回收，經滷代處理後可以反覆循環使用。
本發明使用的反應物為對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。使用時將DBDMH溶解在溶劑中製成溶液，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等非質子溶劑，優選甲醇，或乙醇。反應使用酸作為催化劑。酸是HCl，H2SO4，HNO3，H3PO4無機酸，或者甲酸，乙酸，三氟乙酸，三氯乙酸，草酸，甲磺酸，三氟甲磺酸，對甲苯磺酸等有機酸，最好是有機酸。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。反應在溫和的溫度(10～100℃)中進行。最好是在20～60℃中進行。
具體工藝如下首先計量苯乙酮∶酸∶DBDMH為1∶0.1～1.0∶0.5～1.0倍摩爾量；然後將苯乙酮和酸加入容器內，邊攪拌邊升溫至20～60℃，並滴加DBDMH溶液，反應4-8小時後原料消失，停止反應。減壓(抽濾)除去濾液，殘留物濾渣加入冰水中，洗滌濾渣至中性並過濾得濾餅，烘乾濾餅得產物α溴代苯乙酮，產品得率為65％-95％，經檢測，其熔點均能接近文獻值，可直接使用(滿足優質產品要求)。最後在濾液中加入碳酸鈉中和至中性，減壓抽濾除去水，用丙酮洗滌殘渣，過濾，除溶劑，回收反應產生的副產物海因，並通溴反應得到本發明的原料DBDMH DBDMH(1，3-二溴-5，5-二甲基海因)可循環使用。
本方法的反應機理如下所示在酸性的條件下，中間經歷烯醇互變的過程，進行的溴代反應，和現有技術的自由基反應的機理是完全不同的。
本發明的優點如下1.由於本發明採用了選擇性高、價格低廉的1，3-二溴-5，5-二甲基海因(DBDMH)作為滷代劑，在酸性條件下進行取代苯乙酮α-位溴代反應，因此反應條件溫和、可得到高的產率65％-95％、可直接使用的高純度α-溴代苯乙酮。
2.由於本發明的工藝不需要在CCl4中進行，是溴代反應，不是自由基反應，因此與現有技術相比不僅工藝簡單，操作方便，成本降低，而且提高了操作的安全性(無毒、無刺激性)。
3.本發明的工藝產生的副產物海因容易回收，經溴化處理後可以反覆循環使用，無廢棄物無汙染。
4.由於本發明的反應採用溫和的溫度和酸的催化，所以對設備的要求很低。
5.由於本發明的合成方法選用原料廉價易得，並且安全無毒、無刺激性，因此更易於工業化生產和實驗室操作，它的應用前景十分廣闊。
具體實施例方式
實施例1在100mL三頸瓶中加入8.6mmol苯乙酮，和4.3mmol對甲苯磺酸，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，製成DBDMH溶液，便於滴加操作)。反應6小時結束，反應結束後旋蒸除甲醇，然後加入約80mL冰水振蕩，有固體析出，抽濾，室溫真空乾燥，得白色晶體為本發明的產物α-溴代苯乙酮，產率88％，熔點48～50℃(文獻48～51℃)。濾液中加入碳酸鈉中和至中性，減壓除去水，用丙酮洗滌殘渣，過濾，除溶劑，回收海因。
實施例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，製成DBDMH溶液，便於滴加操作)。反應5小時結束，反應結束後旋蒸除甲醇，然後加入約80mL冰水振蕩，有固體析出，抽濾，室溫真空乾燥，得白色晶體，產率74％，熔點92-94℃(文獻90-94℃)。濾液中加入碳酸鈉中和至中性，減壓除去水，用丙酮洗滌殘渣，過濾，除溶劑，回收海因。
其它22個實施例採用的苯乙酮原料和製得的產物結果如表1所示。參加反應的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，溶劑和酸採用的是除實施例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-位溴代反應的結果a
權利要求
1.一種合成α-溴代苯乙酮的方法，其特徵在於首先計量苯乙酮∶酸∶DBDMH為1∶0.1～1.0∶0.5～1.0倍摩爾量；然後將苯乙酮和酸加入容器內，邊攪拌邊升溫至10-100℃，並滴加DCDMH溶液；反應4-8小時，停止反應，減壓抽濾除去濾液，殘留物濾渣加入冰水中，洗滌濾渣至中性並過濾得濾餅，烘乾濾餅得產物α-溴代苯乙酮，產品得率為60％-94％，經檢測，其熔點均能接近文獻值，可直接使用；最後在濾液中加入碳酸鈉中和至中性，減壓抽濾除去水，用丙酮洗滌殘渣，過濾，除溶劑，回收反應產生的副產物海因，並通溴反應得到本發明的原料DBDMH。
2.根據權利要求1所述的一種合成α-溴代苯乙酮的方法，其特徵在於所述的苯乙酮，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。
3.根據權利要求1所述的一種合成α-溴代苯乙酮的方法，其特徵在於所述的酸是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，或對甲苯磺酸，酸的用量最好是苯乙酮的0.4～0.6倍摩爾量。
4.根據權利要求1所述的一種合成α-溴代苯乙酮的方法，其特徵在於所述的DBDMH溶液是將DBDMH溶於甲醇，或乙醇，或丙醇，或四氫呋喃，或苯，或甲苯或DMF，或DMSO溶劑中製成。
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。首先計量苯乙酮∶酸∶DBDMH為1∶0.1～1.0∶0.5～1.0倍摩爾量；然後將苯乙酮和作為催化劑的酸加入容器內邊攪拌邊升溫至10－100℃，並滴加DBDMH溶液；反應4－8小時原料消失，停止反應。減壓抽濾除去濾液，濾渣加入冰水中，洗滌濾渣至中性並過濾得濾餅，烘乾濾餅得產物α－溴代苯乙酮。經檢測，其熔點均能接近文獻值，可直接使用。最後在濾液中加入碳酸鈉中和，除去水，用丙酮洗滌殘渣，過濾，除溶劑，回收副產物海因。本發明的最大優點是產品純度高，無需提純直接使用；副產物海因易回收並經溴化處理後反覆循環使用，無汙染；對設備的要求低，操作安全無毒、無刺激性；產品得率高65％－95％，易於工業化生產。
文檔編號C07C45/63GK1733677SQ20051002924
公開日2006年2月15日 申請日期2005年8月31日 優先權日2005年8月31日
發明者鄒新琢, 高國銳 申請人:華東師範大學