CN103073421A - 一种合成δ-氯代丁基酯的高效简便方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种δ-氯代丁基酯的制备方法。本发明的关键点是以四氢呋喃为原料，在氯化锌催化下与酰氯反应，快速、温和、高产量、高纯度地得到δ-氯代丁基酯。在不分离的情况下直接减压蒸馏纯化。避免了现有方法的低产率、反应时间长、原料大过量或是需要较贵的催化剂、或是反应条件苛刻等不利因素。本发明的特点是不使用或使用少量溶剂，催化剂用量少、价格低廉，反应条件温和产率高。同时整个过程简单、安全、低成本，适合工业大生产。
Description
技术领域：
本发明属于精细化工领域，涉及δ-氯代丁基酯的制备方法。
技术背景：
δ-氯代丁基酯广泛用于合成含有4碳原子链的天然产物、医药等，是合成很多化合物的一个重要中间体。人们早就注意到在路易斯酸如ZnCl2、BCl3、卤化铋、有机镧配合物和碘等作用下四氢呋喃可以裂解开环。但已报道的方法有许多不足，如产率低、成本高或是试剂难以获得，一些方法需要长的反应时间、苛刻的反应条件、需要使用溶剂及在回流的条件下反应、使用环境有害的催化剂及十分繁琐的方法。因此寻找制备δ-氯代丁基酯的新方法具有十分重要的现实意义。Jone Cloke等(JACS 1939，2667-2669)报道四氢呋喃和不同酰氯在氯化锌催化下开环生成一系列δ-氯代丁基酯的方法，但该方法产率低，反应回流时间长，需用过量的酰氯。Pasha M.A.等(Ultrasonics sonochemistry，2006，175-179)用锌粉做催化剂在超声波作用下高产率得到了δ-氯代丁基酯，但使用锌粉和超声波不利于工业生产。PashaM.A.等(synthetic communication，2007，927-932)用碘做催化剂四氢呋喃与酰氯在室温高产率生成了δ-氯代丁基酯，但该反应所用碘较贵，四氢呋喃大大过量，不仅浪费了昂贵的四氢呋喃，同时还要用硫代硫酸钠除去碘，后处理繁琐，不适合工业生产。Yadav J.S.、SureshV.等分别用InBr(Journal of molecular Catalysis A：chemical，2007，266-269)、Bi(NO3)3(Canadian Journal of chemistry，2007，1037-1040)、La(NO3)3(synthetic communication2008，92-99)等做催化剂，酰氯成功地将四氢呋喃开环生成δ-氯代丁基酯，但这些催化剂相对较贵。Field等(JACS 1995，77，1206-7)报道了制备4-氯丁基对甲苯磺酸酯的方法，但该方法产率低(34％)，温度高，反应时间长，开始时反应太过剧烈，存在危险性。
发明内容：
为了克服上述工艺的不足，本发明的目的在于提供一种δ-氯代丁基酯的制备方法，与现有的方法相比，本发明的设备要求简单、操作方便、反应过程绿色环保，原材料价廉，易控，具有良好的工业化前景。
为达到上述目的，本发明的技术方案为：
一种δ-氯代丁基酯的制备方法，包括以下步骤：
1)以四氢呋喃为原料，在氯化锌催化下与酰氯反应快速温和、高产量地得到δ-氯代丁基酯。
2)反应完后直接减压蒸馏得高纯度的δ-氯代丁基酯
优选地：
所述步骤1)中四氢呋喃与酰氯的摩尔比为1～1.1∶1；对于脂肪酸酰氯反应温度为0℃～30℃；对于芳香酸反应温度一般在25℃～50℃；对于对甲苯磺酰氯，温度在60℃～80℃；氯化锌的用量与四氢呋喃的摩尔比为10％～0.1％。这里酰氯可以任何酰氯包括脂肪酸、芳香酸及磺酸的酰氯。反应时间短，对于脂肪酸酰氯，反应时间小于1小时，对芳香酸酰氯反应时间在1-2小时，对于黄酰氯其反应时间在3-5小时。
本发明所涉及的路线如下：
具体实施方式
本发明的关键点是以四氢呋喃为原料，在氯化锌催化下与酰氯反应快速、温和、高产量、高纯度地得到δ-氯代丁基酯。在不分离的情况下直接减压蒸馏纯化。避免了现有方法的低产率、反应时间长、原料大过量或是需要较贵的催化剂、或是反应条件苛刻等不利因素。本发明的特点是不使用或使用少量溶剂，催化剂用量少、价格低廉，反应条件温和产率高。同时整个过程简单、安全、低成本，适合工业大生产。下面的实施例可以更具体地理解本发明，但其实举例说明而不是限制本发明的范围。
实施例1：4-氯丁醇乙酯的制备
250毫升三口瓶中加入无水氯化锌1克，乙酰氯78.5克，搅拌下滴加四氢呋喃72克，冰浴冷却以保持温度在30度以下，滴完后保温1小时，水泵减压蒸馏得4-氯丁醇乙酯145克，产率96％，纯度99.5％。
实施例2：4-氯丁醇氯乙酸酯的制备
250毫升三口瓶中加入无水氯化锌1克，氯代乙酰氯113克，搅拌下室温滴加四氢呋喃72克，滴加完过程中保持稳定在40度一下，滴完后保温1小时，减压蒸馏得4-氯丁醇氯乙酸酯166.6克，产率90％，纯度99.2％。
实施例3：4-氯丁醇苯甲酸酯的制备
250毫升三口瓶中加入无水氯化锌1克，苯甲酰氯141克，搅拌下室温滴加四氢呋喃72克，滴加完过程中保持稳定在40度以下，滴完后保温2小时，减压蒸馏得4-氯丁醇苯甲酸酯200克，产率94％，纯度99.35％。
实施例4：4-氯丁醇对氯苯甲酸酯的制备
250毫升三口瓶中加入无水氯化锌1克，对氯苯甲酰氯175克，搅拌下室温滴加四氢呋喃72克，滴加完过程中保持稳定在40度一下，滴完后保温2小时，减压蒸馏得4-氯丁醇对氯苯甲酸酯230克，产率93％，纯度99.6％
实施例5：4-氯丁醇对甲苯磺酸酯的制备
250毫升三口瓶中加入无水氯化锌4克、对甲苯黄酰氯76克、甲苯20ML，搅拌加热至80度，滴加37.5克四氢呋喃，滴完后保温2小时，反应液倒入冰水中，加甲苯使有机相反相到上层，分去水层，有机相分别用碳酸氢钠溶液洗至中性，再用饱和食盐水洗，无水硫酸镁干燥后，减压蒸馏回收甲苯，再油泵减压蒸馏得4-氯丁醇对甲苯磺酸酯77克，产率73％，纯度98％
Claims (9)
1.一种δ-氯代丁基酯的制备方法，以四氢呋喃为原料，在氯化锌催化下与酰氯反应得到δ-氯代丁基酯，反应完后直接减压蒸馏得高纯度的δ-氯代丁基酯。
2.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于：四氢呋喃在催化量的无水氯锌存在的条件下与酰氯作用开环生产δ-氯代丁基酯。
3.根据权利要求2所述的合成方法，其特征在于：四氢呋喃与酰氯的摩尔比为1～1.5∶1～1.2；优选地1～1.05∶1～1.05。
4.根据权利要求2所述的合成方法，其特征在于氯化锌的用量与四氢呋喃的摩尔比为10％～0.1％。这里酰氯可以任何酰氯包括脂肪酸、芳香酸及磺酸的酰氯。
5.根据权利要求2所述的合成方法，其特征在于：对于脂肪酸酰氯反应温度为0℃～30℃；对于芳香酸反应温度一般在25℃～50℃；对于对甲苯磺酰氯，温度在60℃～80℃。
6.根据权利要求2所述的合成方法，其特征在于：对于磺酰氯如对甲苯黄酰氯反应可以在无溶剂，或少量惰性溶剂中反应，如苯、甲苯等。
7.根据权利要求2、6所述的合成方法，其特征在于：所使用的黄酰氯与溶剂量的摩尔-体积比为1(mole)∶0～200(ml)即0-200ml/mole，优选地：20-100ml/mol，更优选地20-50ml/mol。
8.根据权利要求2所述的合成方法，其特征在于对于脂肪酸酰氯，反应时间小于1小时，对芳香酸酰氯反应时间在1-2小时，对于黄酰氯其反应时间在3-5小时。
9.根据权利要求1、2所述的合成方法，其特征在于：反应物的加料顺序为四氢呋喃滴加到酰氯和氯化锌的混合物中。
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