CN107641067A

CN107641067A - 一种邻二酮的α位溴化方法

Info

Publication number: CN107641067A
Application number: CN201710821139.6A
Authority: CN
Inventors: 吴伟伟; 黄发勋; 雷玉平; 汪黎明; 李建雄
Original assignee: HUBEI HUNTIDE BIOTECH Co Ltd
Current assignee: HUBEI HUNTIDE BIOTECH Co Ltd
Priority date: 2017-09-13
Filing date: 2017-09-13
Publication date: 2018-01-30
Anticipated expiration: 2037-09-13
Also published as: CN107641067B

Abstract

本发明公开了一种邻二酮的α位溴化方法，属于卤代反应技术领域。该方法包括：在卤代溶剂中加入邻二酮和溴酸盐，在10‑40℃条件下滴加溴化氢溶液，所述邻二酮、溴酸盐和溴化氢的摩尔比为1:0.7‑1.2:2.0‑5.0，滴加完成后，缓慢升温至30‑50℃后进行搅拌反应，搅拌反应1‑10h后，于30‑50℃静置反应2‑12h，反应完成后加入或者不加入萃取剂，取有机相分离得到相应的溴化产物。该方法以具有氧化性的溴酸盐和溴化氢作为溴化试剂进行溴化，选择性高，反应平稳、安全，副产物的生成明显减少，收率有一定的提升，物料的运输储存安全。在料液后处理时，通过直接分液就可分离产物，简单蒸馏即可得到高纯度产品。

Description

一种邻二酮的α位溴化方法

技术领域

本发明涉及卤代反应技术领域，具体为一种邻二酮的α位溴化方法，尤其涉及一种以溴酸盐和溴化氢为溴化试剂针对邻二酮特殊结构的溴化方法。

背景技术

酮的α位溴化的反应，通常都用溴素或NBS（N-溴代琥珀酰亚胺）作为溴化试剂。以下文献中均有报道：

1.杨春龙，于俊杰，刘炎炳等[精细化工2004，2(2)153-156]报道了用溴作溴化剂在各种有机溶剂中进行溴代制备α- 溴代酮类化合物的方法。

2.张竞，陈声宗，吴灿等[化学世界，2003，2，91-93] 报道了用溴作溴化剂在乙酸中用三氯化铝和溴化锌为催化剂进行溴代制备α- 溴代酮类化合物的方法。

3.Jong，C.L，Hyun，J.P[Synthet ic Communications，2007，37(1)，87-90] 报道了用NBS作溴化剂、在有机溶剂中进行溴代制备α- 溴代酮类化合物的方法。

但是，溴素由于其特殊的性质决定其在生产、运输以及储存上有很多的弊端；另外使用溴素由于溴蒸气的强腐蚀性对设备和环保的压力也很大。NBS的溴化效果虽然很好（条件较温和），反应也很安全，但由于其价格较贵，在成本上不好控制，而且NBS的副产物为有机物，带来环境破坏。

发明内容

本发明的目的是针对酮的α氢用溴素或NBS溴化的不足，提供一种以溴酸钠和溴化氢为溴化试剂的方法，该方法针对邻二酮特殊的结构，采用特殊的溴化方法。该方法更加环保，反应条件更加温和，收率更好。为达到上述目的，本发明的技术方案是：

本发明实施例提供了一种邻二酮的α位溴化方法，该方法包括：在卤代溶剂中加入邻二酮和溴酸盐，滴加溴化氢溶液（常规浓度即可，通常为30-50wt%左右）进行溴代反应，反应完成后取有机相分离得到相应的α位的溴化产物；其中，邻二酮、溴酸盐和溴化氢的摩尔比为1:0.7-1.2:2.0-5.0（由于后续易于分离则溴源过量）。

进一步地，该方法包括：在卤代溶剂中加入邻二酮和溴酸盐，在10-40℃条件下滴加溴化氢溶液；其中，邻二酮、溴酸盐和溴化氢的摩尔比为1:0.7-1.2:2.0-5.0（优选为1:0.75-0.85:3.0-4.0），滴加完成后，缓慢升温至30-50℃后进行搅拌反应，搅拌反应1-10h后，于30-50℃静置反应（静置反应可使溴化充分进行并不只有静置分层的效果）2-12h，反应完成后加入（分层不明显的情况）或者不加入（一般情况下分层明显，不需要加入萃取剂）萃取剂，取反应产物所在的有机相分离（具体可以为蒸馏）得到相应的溴化产物。具体地，分层或萃取后的有机相脱去溶剂后即得到产物粗品（纯度大于94%），减压蒸馏后得到纯品（纯度大于99%）。

其中，本发明中的邻二酮包括3,4-己二酮、2,3-丁二酮和2,3-戊二酮等含有α位的邻二酮，尤其是二酮键两侧各一个α位的邻二酮。

其中，本发明中的溴酸盐要求为具有氧化性的溴酸盐，如碱金属溴酸盐，具体包括溴酸钠或溴酸钾等。

其中，本发明中的卤代溶剂为常规卤代溶剂，如卤代烃，其具体包括氯仿或二氯甲烷等。

优选地，本发明中的卤代溶剂为氯仿。

其中，本发明中的萃取剂包括氯仿或二氯甲烷等，优选与卤代溶剂相同以便于回收溶剂。

优选地，在本发明中，溴化氢溶液的滴加温度为20-30℃。

优选地，在本发明中，溴化氢溶液的滴加时间为2-3h。

优选地，在本发明中，搅拌反应的温度为40-45℃。

优选地，在本发明中，搅拌反应的时间为4-6h。

优选地，在本发明中，静置反应的温度为40-45℃。

优选地，在本发明中，静置反应的时间为5-7h。

优选地，该方法包括：在氯仿（用量为：与反应原料（邻二酮和溴酸钠）的体积质量比为3-8）中加入邻二酮和溴酸钠，在20-30℃条件下滴加溴化氢溶液，滴加时间为2-3h；其中，邻二酮、溴酸钠和溴化氢的摩尔比为1:0.75-0.85:3.0-4.0，滴加完成后，缓慢升温至40-45℃后进行搅拌反应，搅拌反应4-6h后，于40-45℃静置反应5-7h，反应完成后分层非常明显，取有机相蒸馏脱去溶剂后得到产物粗品（纯度大于94%），减压精馏后得到纯品（纯度大于99%），收率大于90%。与现有技术相比，本发明提供的方法具有如下有益效果：

1，克服了溴素作为反应物在运输和储存上的诸多不便；

2，由于溴蒸气的挥发性和腐蚀性，本发明提供的方法对设备和环境都有益；

3，选择本发明对收率有明显的提高，溴素溴化收率为85%左右，本发明的收率可达到90%以上；

4，在本发明中，溴酸钠和溴化氢溶液进行溴化反应在两相进行，溴化反应在有机相进行，反应完全后，产物（有机物）和未反应的反应物（无机物）可以直接分层，产物均在有机相中，未反应的溴化试剂均位于无机相中，有机相经过简单脱溶蒸馏就可得到产物，粗品纯度可以大于94%，简单蒸馏后得到纯度大于99%的产品；而过量的溴源溶于水中完全可以回收（套用，代替或与溴化氢溶液复配后使用），这样对于成本的控制和环境的保护都非常有利。

5，克服了NBS价格高，副产物较多，对环境污染较大的问题。

具体实施方式

以下通过实施例对本发明作进一步的阐述，但不限于以下所述内容。

实施例1

在500mL的反应容器中，加入3,4-己二酮11.4g、溴酸钠12.08g，氯仿100ml，在25℃缓慢滴加溴化氢溶液81g（40wt%），2h滴加完全，缓慢升温到40℃，并在此温度下搅拌5h，保温静置，GC监测，7h后反应完全，分液，有机相脱溶后减压蒸馏收集95℃/5mm馏份得到产品2,5-二溴-3，4-己二酮（收率92%）。

实施例2

在500mL的反应容器中，加入3,4-己二酮11.4g、溴酸钠10.06g，二氯甲烷100ml，在25℃缓慢滴加溴化氢溶液81g（40wt%），2h滴加完全，缓慢升温到40℃，并在此温度下搅拌4 h，保温静置，GC监测，8h后反应完全，分液，有机相脱溶后减压蒸馏收集95℃/5mm馏份得到产品2,5-二溴-3，4-己二酮（收率89%）。

实施例3

在500mL的反应容器中，加入3,4-己二酮11.4g、溴酸钠12.08g，氯仿100ml，在25℃缓慢滴加溴化氢溶液67.5g（40wt%），2h滴加完全，缓慢升温到40℃，并在此温度下搅拌4 h，保温静置，GC监测，8h后反应完全，分液，有机相脱溶后减压蒸馏收集95℃/5mm馏份得到产品2,5-二溴-3，4-己二酮（收率87%）。

实施例4

在500mL的反应容器中，加入3,4-己二酮11.4g、溴酸钾钠11.7g，氯仿100ml，在25℃缓慢滴加溴化氢溶液67.5g（40wt%），2h滴加完全，缓慢升温到40℃，并在此温度下搅拌6 h，保温静置，GC监测，8h后反应完全，分液，有机相脱溶后减压蒸馏收集95℃/5mm馏份得到产品2,5-二溴-3，4-己二酮（收率85%）。

实施例5

在500mL的反应容器中，加入3,4-己二酮11.4g、溴酸钠12.08g，氯仿100ml，在25℃缓慢滴加溴化氢溶液81g（40wt%），3 h滴加完全，缓慢升温到40℃，并在此温度下搅拌5h，保温静置，GC监测，7h后反应完全，分液，有机相脱溶后减压蒸馏收集95℃/5mm馏份得到产品2,5-二溴-3，4-己二酮（收率93%）。

实施例6

在500mL的反应容器中，加入2,3-丁二酮8.6 g、溴酸钠12.08g，氯仿100ml，在25℃缓慢滴加溴化氢溶液81g（40wt%），2.5 h滴加完全，缓慢升温到35℃，并在此温度下搅拌5h，保温静置，GC监测，7h后反应完全，分液，有机相脱溶后减压蒸馏收集81℃/5mm馏份得到产品1,4-二溴-2,3-丁二酮（收率90%）。

实施例7

在500mL的反应容器中，加入2,3-戊二酮10 g、溴酸钠12.08g，氯仿100ml，在25℃缓慢滴加溴化氢溶液81g（40wt%），2.5 h滴加完全，缓慢升温到35℃，并在此温度下搅拌3h，保温静置，GC监测，6h后反应完全，分液，有机相脱溶后减压蒸馏收集87℃/5mm馏份得到产品1,4-二溴-2,3-戊二酮（收率92%）。

对比例1

在250mL的反应容器中，加入3,4-己二酮11.4 g(0.1mol)、在20-30℃缓慢滴加溴素32g（0.2mol），3-4h滴加完毕，保温搅拌，气相监测到反应完全后（6-8h），室温下用Na₂CO₃（20wt%）调节pH到中性，静置分液，分离出有机层减压蒸馏，收集95℃/5mm馏份得到产品2,5-二溴-3，4-己二酮（收率82%）。

对比例2

在250mL的反应容器中，加入3,4-己二酮11.4 g(0.1mol)、在20-30℃缓慢滴加溴素16g（0.1mol），3 h滴加完毕，气相监测原料没有反应完全，滴加溴素16 g(0.1 mol)，2-3h滴加完全，保温搅拌，气相监测到反应完全后（5-7h），室温下用Na₂CO₃（20wt%）调节pH到中性，静置分液，分离出有机层减压蒸馏，收集95℃/5mm馏份得到产品2,5-二溴-3，4-己二酮（收率84%）。

从对比例1和2与实施例1-7可知，对比例1和2的收率小于85%，而本专利的收率基本都大于90%，可见本发明提供的方法相对于溴素进行溴化的方法具有更高的收率。

对比例3

在500mL的反应器中，加入3,4-己二酮11.4g（0.1mol），1，4-二氧六环（100 mL）,BPO(催化量)及NBS 71.2g（0.4mol），升温到80℃反应8h，GC监测到反应完全，冷却后倒入冰水（150mL）中，用氯仿萃取（100ML*3），合并有机层，脱溶减压蒸馏收集95℃/5mm馏份得到产品2,5-二溴-3，4-己二酮（收率81%），釜底有大量的褐色不溶物。

对比例4

在500mL的反应器中，加入3,4-己二酮11.4g（0.1mol），1，4-二氧六环（100 mL）,BPO(催化量)及NBS 80.1 g（0.45mol），升温到80℃反应8h，GC监测到反应完全，冷却后倒入冰水（150 mL）中，用氯仿萃取（100ML*3），合并有机层，脱溶减压蒸馏收集95℃/5mm馏份得到产品2,5-二溴-3，4-己二酮（收率85%），釜底有大量的褐色不溶物。

从对比例3和4与实施例1-7可知，对比例3和4的粗品分离后具有较多副产物，不但影响产品的收率（收率小于90%）和纯度，还增加了分离纯化难度，可见本发明提供的方法相对于NBS作为溴化剂进行溴化的方法具有更高的收率和更简单的纯化工艺。

如上所述，以上描述仅在于展示本发明的多个实施例，显而易见，本领域的技术人员在不违背本发明的前提下，可进行部分修改和变更，上文的描述提及的内容仅作为说明性的例证，并非作为对本发明的限制；具有本文所述技术特征的溴酸钠和溴化氢作为溴化试剂溴化酮等相关化合物α位的方法，均落入本专利保护范围。

Claims

1.一种邻二酮的α位溴化方法，其特征在于，所述方法包括：在卤代溶剂中加入邻二酮和溴酸盐，滴加溴化氢溶液进行溴代反应，反应完成后取有机相分离得到相应的α位的溴化产物，所述邻二酮、溴酸盐和溴化氢的摩尔比为1:0.7-1.2:2.0-5.0。

2.根据权利要求1所述的邻二酮的α位溴化方法，其特征在于，所述方法包括：

在卤代溶剂中加入邻二酮和溴酸盐，在10-40℃条件下滴加溴化氢溶液，所述邻二酮、溴酸盐和溴化氢的摩尔比为1:0.7-1.2:2.0-5.0，滴加完成后，缓慢升温至30-50℃后进行搅拌反应，搅拌反应1-10h后，于30-50℃静置反应2-12h，反应完成后加入或者不加入萃取剂，取有机相分离得到相应的溴化产物。

3.根据权利要求1或2所述的邻二酮的α位溴化方法，其特征在于，所述溴酸盐包括溴酸钠或溴酸钾。

4.根据权利要求1或2所述的邻二酮的α位溴化方法，其特征在于，所述卤代溶剂包括氯仿或二氯甲烷。

5.根据权利要求4所述的邻二酮的α位溴化方法，其特征在于，所述卤代溶剂为氯仿。

6.根据权利要求2所述的邻二酮的α位溴化方法，其特征在于，所述萃取剂包括氯仿或二氯甲烷。

7.根据权利要求1或2所述的邻二酮的α位溴化方法，其特征在于，所述溴化氢溶液的滴加温度为20-30℃，滴加时间为2-3h。

8.根据权利要求1或2所述的邻二酮的α位溴化方法，其特征在于，搅拌反应的温度为40-45℃，搅拌反应的时间为4-6h。

9. 根据权利要求1或2所述的邻二酮的α位溴化方法，其特征在于，静置反应的温度为40-45℃ ，静置反应的时间为5-7h。