黄雨石,李 敢,陈汐尔,田 华,桂莉莉 ,刘 超
(1.徐州工业职业技术学院 机电工程学院,江苏 徐州 221140;2.徐州工业职业技术学院化学工程学院,江苏 徐州 221140;3.江苏省化工新材料工程技术研究开发中心,江苏 徐州 221140)
2,4-二氯-α-氯甲基苯甲醇,英文名2,4-dichloroα-chloromethylbenzyl alcohol,白 色 晶 体,分 子 式C8H7Cl3O,分 子 量225.5,熔 点47~50 ℃,闪 点>110℃,CAS 号13692-14-3,是咪康唑、益康唑、抑康唑、硝酸异康唑、硝酸舍他康唑等的重要中间体。
2,4-二氯-α-氯甲基苯甲醇是一种重要的a,β-不饱和醇,通常可以通过a,β-不饱和酮催化加氢制得。由于C=C 键比C=O 键更容易被催化加氢还原,因此反应中催化剂对C=O 键催化加氢过程中的选择性有重要影响。目前制备2,4-二氯-α-氯甲基苯甲醇的方法主要是化学合成法。化学合成法主要有以下几种。
唐仕昆等[1]以2,2’,4’-三氯苯乙酮为原料,KBH4为催化剂,甲醇为溶剂,制备得到2,4-二氯-α-氯甲基苯甲醇。具体操作:在三颈烧瓶中加入KBH4和甲醇,搅拌。于室温下滴加2,2’,4’-三氯苯乙酮的甲醇溶液,滴毕在40~50 ℃反应5h,稀盐酸酸化至中性,蒸出甲醇,加水析出油状物,用乙醚提取1次。合并乙醚提取液,用无水Na2SO4干燥,蒸去乙醚,减压蒸尽溶剂即得产品,收率80%。
叶保辉等[2]以2,2’,4’-三氯苯乙酮为原料,KBH4为催化剂,DMF 为溶剂,制备得到2,4-二氯-α-氯甲基苯甲醇。具体操作:于三颈瓶中加入KBH4和DMF,搅拌,室温下滴加2,2’,4’-三氯苯乙酮和DMF,加毕于75℃搅拌4h,用HCl 中和,加水,分出有机层。水层用乙醚提取,合并有机层,用无水Na2SO4干燥,蒸去乙醚,减压蒸尽溶剂得产品,产率为90 %。
蒋彩珍等[3]以甲醇和2,2’,4’-三氯苯乙酮为原料,硼氢化钾为催化剂,制备得到2,4-二氯-α-氯甲基苯甲醇。具体操作:依次加入甲醇和2,2’,4’-三氯苯乙酮,室温下慢慢加入硼氢化钾,1h 内加完。室温反应30 min,放置过夜。减压蒸除甲醇后加苯,常压蒸馏至糊状,得产品。
李再峰等[4]以2,2’,4’-三氯苯乙酮为原料,硼氢化钠为催化剂,甲醇为溶剂制备得到2,4-二氯-α-氯甲基苯甲醇。具体操作:2,2’,4’-三氯苯乙酮溶于甲醇中,冷却至0~5℃,边搅拌边分批加入硼氢化钠,加完后反应0.5h。再升温至50℃反应1h,再加热回流1h,降至室温,加水分解过量的硼氢化钠。蒸去甲醇,用稀酸酸化,分离有机层。水层用乙醚萃取,合并有机相,加入无水Na2SO4干燥,蒸去乙醚,得粗产品。用95 %乙醇重结晶,得白色固体,产率88.0 %。
王明慧等[5]研究了硼氢化钠还原2,2’,4’-三氯苯乙酮制备2,4-二氯-α-氯甲基苯甲醇的2 种方法,考察了温度对反应的影响,对目标产物和副产物的生成机理进行了探讨。发现加入氯化钙等金属氯化物能有效提高反应的专一性,并探讨了其作用机理。在非质子溶剂如THF 中有阳离子树脂存在的情况下,还原反应平稳,具有高选择性和高产率。
邵律成等[6]以无水乙醇和2,2’,4’-三氯苯乙酮为原料,NaBH4为催化剂,制备得到2,4-二氯-α-氯甲基苯甲醇。具体操作:60℃搅拌下分次加入NaBH4,回流1.5h,反应结束后蒸干溶剂,用水洗。分出油状物,减压条件下蒸干,得到产品,收率79.29%。
许健等[7]以2,2’,4’-三氯苯乙酮为原料,氢化锂铝为催化剂,乙醚为溶剂,制备得到2,4-二氯-α-氯甲基苯甲醇。具体操作:在三颈烧瓶中加入乙醚和氢化锂铝,搅拌。滴加2,2’,4’-三氯苯乙酮的乙醚溶液,室温反应5h。加入稀盐酸,静置,分出醚层。乙醚提取1 次,提取液与醚层合并,水洗水层,蒸去乙醚即得产品,收率95.5 %。
黄永明等[8]以2,2’,4’-三氯苯乙酮为原料,异丙醇铝为催化剂,异丙醇为溶剂,制备得到2,4-二氯-α-氯甲基苯甲醇。具体操作:异丙醇铝研碎,加热回流反应4~5 h。减压蒸馏,稍冷后加入30%硫酸水解反应物10 min。分出下层的油层,母液用石油醚萃取。将油层与萃取液合并,用冰水冷却,即有结晶析出。过滤得产品,产率80 %。
金万祥等[9]以2,2’,4’-三氯苯乙酮为原料,异丙醇铝为催化剂,异丙醇为溶剂,制备得到2,4-二氯-α-氯甲基苯甲醇。最佳的合成条件为:反应温度60℃,反应时间4h,产率可达99.5 %。
季世春等[10]在有机溶剂中,以异丙醇铝为还原剂,25~75 ℃下,2,2’,4’-三氯苯乙酮经还原剂催化,反应4~10h 后,得到2,4-二氯-α-氯甲基苯甲醇。2,2’,4’-三氯苯乙酮与异丙醇铝的摩尔比为1∶1~4∶1,优选摩尔比为2.28∶1。有机溶剂是异丙醇或甲醇。
李敢等[11]公开了一种清洁制备2,4-二氯-α-氯甲基苯甲醇的方法。以2,2’,4’-三氯苯乙酮为起始原料,异丙醇铝作催化剂,异丙醇既作溶剂也作反应物,经还原反应、减压蒸馏、酸化、水洗、固化,得到产品。
季世春等[12]在高压反应釜中加入2,2’,4’-三氯苯乙酮、乙醇和雷尼镍,开动搅拌,氢气置换3 次。维持氢气压力为0.2MPa,25℃下反应7h。过滤,滤液在40℃下减压浓缩至油状,静置12h,固化得产品,收率为99 %。
以氢化铝锂等氢化金属化合物作催化剂,选择性不高,生产成本较高,无法回收再利用。硼氢化钠或硼氢化钾是十分温和的还原剂,不但能在乙醇等醇溶液中反应,也能在相转移催化剂存在下,在水-有机两相体系中很好地还原醛和酮。以氢源低碳醇为还原剂,金属烷氧基化合物M(OR)X为催化剂,发生MPV 反应,操作温度较温和,反应温度一般控制在60~120℃,压力为常压,对C=O 可选择性加氢。该法的选择性很高,对催化剂的物理性质要求不高,操作安全性高,易于实现工业化。以Co 和Pt 金属等作催化剂,以氢气作还原剂,需要在高温和高压条件下反应,这种制备方法催化剂的制备成本高、操作条件要求苛刻,加压加氢的工艺路线比较危险,存在一定的局限性,工业化难度较大。2,2’,4’-三氯苯乙酮属于不饱和酮,与2,2’,4’-三氯苯乙酮相对的不饱和醇,是硝酸咪康唑、硝酸益康唑、硝酸异康唑等的重要中间体,因此研究不饱和酮选择性还原为相应的不饱和醇的反应,具有学术意义的同时也具有潜在的应用前景。