本发明专利技术提供了一种以芳磺酰氯作为氯代试剂的由醇转变为氯代烃的方法。该方法包括以下步骤：醇与芳磺酰氯在N,N‑二烷基取代酰胺中加热反应30 min，反应产物冷至室温后，加入二氯甲烷和水，萃取分液，有机层用饱和食盐水洗涤、无水硫酸钠干燥、蒸除溶剂，进一步分离纯化得到氯代烃。本发明专利技术具有氯代试剂价廉易得、工艺过程简单、反应时间短、在芳磺酰氯用量接近化学计量的情况下也能获得高的反应收率、反应副产物芳磺酸易从反应混合物中去除等特点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种以芳磺酰氯作为氯代试剂的由醇制备氯代烃的方法，具体属于有机合成
技术介绍
氯代烃是一类普遍存在的有机物。发现的2000余种天然含氯有机物中，有相当部分具有潜在的生理活性；众多合成的氯代烃被用于工业、农业和制药业；此外，氯代烃还是重要的有机合成中间体。（Org. Lett., 2012, 14:3676-3679）将醇转变为相应的氯代烃是制备氯代烃的常用方法。实现这种转变的主要方法有：1. 使用单一的氯代试剂，直接将醇转变为氯代烃。常用的试剂有HCl、SOCl2、PCl3和PCl5等。该方法的主要不足是：这些试剂的大多数对水敏感，其保存和使用要求较高；转化反应条件较苛刻（往往需要较长时间的加热回流）；伴随副反应的发生（例如，HCl引起的重排反应）；有毒以及有腐蚀性气体的生成（例如，SOCl2法生成SO2气体和HCl气体）等。（Synthesis, 2008, (24):3919-3924）2. 使用“Lewis酸-氯代试剂”组合，将醇活化后再发生氯代反应。使用Lucas试剂（无水氯化锌+浓盐酸）将醇转变为氯代烃属于此类例子。3. 使用“碱类化合物-氯代试剂”组合，将醇活化后再发生氯代反应。例如，使用“三乙胺-三光气”（Org. Lett., 2012, 14(14):3676-3679）、“PPh3-CCl4/或Cl3CCCl3/或Cl3CCOCCl3/或三光气/或N,N,N′,N′-四氯-1,3-苯磺酰胺”(Bull. Korean Chem. Soc., 2013, 34(3):820-822)、“苯并三氮唑- SOCl2”（Synlett, 1999, (11):1763-1765）等组合将醇转变为氯代烃。其不足主要有：所用的碱类化合物或氯代试剂比较特殊（例如，苯并三氮唑，N,N,N′,N′-四氯-1,3-苯磺酰胺等），某些反应伴生一些难以处理的副产物（例如，PPh3-CCl4组合与醇反应后生成副产物三苯基氧磷）等。4. 使用“偶极非质子化合物-氯代试剂”组合，将醇活化后再发生氯代反应。例如，使用 “二甲亚砜（DMSO）-三聚氰氯”（Synthesis, 2008, (24):3919-3924）、“三苯基氧磷-草酰氯” （Chem. Commun., 2010, 46 (24):3025-3027; J. Org. Chem., 2011, 76:6749-6767）、“环丙烯酮/或环庚三烯酮-草酰氯”（J. Am. Chem. Soc., 2009, 131:13930-13931; Angew. Chem., Int. Ed., 2011, 50:1222-1226；Org. Lett., 2014, 16:1720-1723）等组合将醇转变为氯代烃。在这类组合中，报道最多的实例是“N,N-二烷基取代酰胺-氯代试剂”的组合，例如，利用“二甲基甲酰胺（DMF）-邻苯二甲酰氯/或三聚氰氯/或三甲基乙酰氯/或三氯氧磷”(Int. J. Org. Chem., 2013, 3:1-7; Org. Lett., 2002, 4:553-555; Synth. Commun., 2007，37:4367-4370)、“二甲基乙酰胺（DMAc）-亚硫酰氯”(有机化学, 2016, 36(1):137-142)、“DMF-亚硫酰氯”（现代农药，2013,12（5）：15-17）、“四甲基脲/或1,3-二甲基-2-咪唑烷酮-邻苯二甲酰氯”（Tetrahedron Lett., 2010, 51:744-746）等组合将醇转变为氯代烃。这类组合的特点是反应条件较温和、反应产率较高、大多数情况下化学选择性得到提高，但部分氯代试剂和促进剂比较特殊、部分反应的反应时间较长、部分反应的副产物使产物分离纯化变得比较复杂。
技术实现思路
本专利技术借助N-甲基吡咯烷酮（NMP）等二烷基取代酰胺的催化作用，以价廉易得、操作方便、反应副产物更环保的芳磺酰氯为氯代试剂，提供一种由醇高效转变为相应氯代烃的方法。其反应原理可描述如下（以NMP为例）：首先，NMP与芳磺酰氯作用（过程①）生成Vilsmeier盐（I）；紧接着，醇与Vilsmeier盐（I）作用（过程②）生成中间体（II），并释放出。由于（II）的生成，C-O键（R-O键）的极性明显增强，导致醇羟基所连的碳原子更易接受的亲核进攻，发生亲核取代反应，得到产物氯代烃，并释放出NMP。可见，NMP对反应具有催化作用。技术方案如下：一种以芳磺酰氯作为氯代试剂的由醇制备氯代烃的方法，其特征在于：在N,N-二烷基取代酰胺中，醇与芳磺酰氯经加热反应转变为相应的氯代烃；具体包括如下步骤：步骤1：室温下，将醇与芳磺酰氯加入到N,N-二烷基取代酰胺中，混合均匀后，在50～100℃下搅拌反应30 min；醇与芳磺酰氯的摩尔比为1.0 : 1.0～1.2；N,N-二烷基取代酰胺包括N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二乙基甲酰胺和N,N-二甲基丙酰胺中的一种；芳磺酰氯包括苯磺酰氯、对甲苯磺酰氯、间硝基苯磺酰氯和对溴苯磺酰氯中的一种；所述的醇为一级醇或二级醇；所述的醇与N,N-二烷基取代酰胺的摩尔比为1.0 : 2.5～3.0。步骤2：步骤1的反应产物冷至室温后，加入二氯甲烷和水，充分搅拌后分液，分出的水层再用二氯甲烷萃取，合并的有机层用饱和食盐水洗涤后经无水硫酸钠干燥，蒸除溶剂得到的粗产物经柱层析、减压蒸馏或重结晶方法纯化，制得到氯代烃。本专利技术的优点：（1）所用的氯代试剂苯磺酰氯价廉、易得、操作方便；（2）工艺简单；（3）反应时间短、在芳磺酰氯用量接近化学计量的情况下也能获得高的反应收率、反应副产物（苯磺酸）环保而且容易从反应混合物中去除。具体实施方式通过以下实施例进一步详细说明本专利技术，但本专利技术的范围并不受这些实施例的任何限制。实施例1由4-氯苄醇制备4-氯苄氯。代表性的实施过程：室温下，反应瓶中依次加入2.5 mL N-甲基吡咯烷酮（NMP）、1.43 g（10 mmol）4-氯苄醇和1.5 mL（11 mmol）苯磺酰氯。混合均匀后，在100℃、搅拌条件下反应30 min。停止反应，待反应混合液冷至室温后，分别加入30 mL 二氯甲烷和30 mL水，充分混合后用分液漏斗分液，水层再用30 mL二氯甲烷萃取，合并的有机层用饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥，蒸除二氯甲烷得到粗产物，进一步柱层析得到白色固体1.51 g, 熔点29.5～30.6℃，反应收率93.8%。基于上述代表性的实施过程，单因素变化反应条件，分别得到如下结果：（1）分别用2.5 mL N,N-二甲基甲酰胺（DMF）、2.5 mL N,N-二甲基乙酰胺（DMAc）、2.5 mL N,N-二乙基甲酰胺（DEF）和2.5 mL N,N-二甲基丙酰胺（DMPr）代替上述代表性实施过程中的2.5 mL NMP，其它反应条件和分离纯化过程不变，反应收率分别为90.5%、80.4%、87.5%和20.5%。（2）分别用11 mmol对甲苯磺酰氯、11 mmol间硝基苯磺酰氯和11 mmol对溴苯磺酰氯代替上述代表性实施过程中的11 mmol苯磺酰氯，其它反应本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种以芳磺酰氯作为氯代试剂的由醇制备氯代烃的方法，其特征在于：在N,N‑二烷基取代酰胺中，醇与芳磺酰氯经加热反应转变为相应的氯代烃；具体包括如下步骤：步骤1：室温下，将醇与芳磺酰氯加入到N,N‑二烷基取代酰胺中，混合均匀后，在50～100℃下搅拌反应30 min；醇与芳磺酰氯的摩尔比为1.0 : 1.0～1.2；N,N‑二烷基取代酰胺包括N‑甲基吡咯烷酮、N,N‑二甲基甲酰胺、N,N‑二甲基乙酰胺、N,N‑二乙基甲酰胺和N,N‑二甲基丙酰胺中的一种；芳磺酰氯包括苯磺酰氯、对甲苯磺酰氯、间硝基苯磺酰氯和对溴苯磺酰氯中的一种；所述的醇为一级醇或二级醇；所述的醇与N,N‑二烷基取代酰胺的摩尔比为1.0 : 2.5～3.0；步骤2：步骤1的反应产物冷至室温后，加入二氯甲烷和水，充分搅拌后分液，分出的水层再用二氯甲烷萃取，合并的有机层用饱和食盐水洗涤后经无水硫酸钠干燥，蒸除溶剂得到的粗产物经柱层析、减压蒸馏或重结晶方法纯化，制得到氯代烃。
【技术特征摘要】
1.一种以芳磺酰氯作为氯代试剂的由醇制备氯代烃的方法，其特征在于：在N,N-二烷基取代酰胺中，醇与芳磺酰氯经加热反应转变为相应的氯代烃；具体包括如下步骤：步骤1：室温下，将醇与芳磺酰氯加入到N,N-二烷基取代酰胺中，混合均匀后，在50～100℃下搅拌反应30 min；醇与芳磺酰氯的摩尔比为1.0 : 1.0～1.2；N,N-二烷基取代酰胺包括N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二乙基甲...
【专利技术属性】
技术研发人员：郑大贵，祝显虹，周安西，罗年华，彭亮，曾显柱，
申请(专利权)人：上饶师范学院，
类型：发明
国别省市：江西;36
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