专利名称：一种合成α－溴代苯乙酮的方法
技术领域：
一种合成α-溴代苯乙酮的方法，涉及一种取代苯乙酮的α-溴代方法，属精细化工产品的制备技术领域。
背景技术：
α-溴代α苯乙酮类化合物是重要的有机合成中间体之一。其中苯乙酮的羰基α位的溴代反应也同样引起了许多有机工作者的关注。至今已经报道并实际应用的许多合成方法中最常用的方法是用溴水在不同溶剂中进行溴代例如(‘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)。但这种用溴水在不同溶剂中进行溴代的方法使用的是易挥发、且具有强烈刺激性的液溴，操作起来不安全，在工业生产中会污染环境和腐蚀设备。
其它合成方法还有，以溴化铜(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)，或者以溴化钠(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-溴代丁二酰亚胺(NBS)(‘Neuere methoden der praparativen organ ischen chemie.2.(Recentlydeveloped methods for preparatory organic chemistry.2.)’Horner；Winkelmann；Angew.Chem.；71；1959；349，356.)分别作为溴代试剂，在不同的溶剂中进行反应，这些合成方法一般都需要在加热的条件下进行。还有一种方法是用二溴海因(DBDMH)在CCl4中与苯乙酮反应，制备α-溴代苯乙酮(‘Halogenation of Ketones with dibromodimethylhadantion’Orazi；Meseri；An.Asoc.Quim.Argent.；38；1950；300，306)，但CCl4有刺激性气味、毒性较大而且制备麻烦，用这种方法(自由基反应的机理)只能得到59％的收率，而且产品纯度不高，几乎无实际利用的价植。
发明内容
本发明的目的是公开一种合成α-溴代苯乙酮的新方法。用这种方法制备α-溴代苯乙酮操作安全方便、成本低廉、无污染。
为了达到上述目的，本发明选择了一种既具有较高选择性、又具有价格低廉，操作方便，符合环保的1，3-二溴-5，5-二甲基海因(DBDMH)作为溴化剂，在酸性的条件下，中间经历烯醇互变的过程，进行溴代反应合成α-溴代苯乙酮。DBDMH溴化剂是一种新型和价廉的消毒杀菌剂和漂白剂，被广泛地应用于工业和生活用水的消毒和杀菌，已大量工业化生产。近年来有报道它们可以在酸催化下对苯环发生亲电取代(‘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.)。在本发明中，我们发现在温和的温度(20℃左右)，和酸的催化下，使用1，3-二溴-5，5-二甲基海因(DBDMH)，简称二溴海因作为溴化剂，对系列对位和间位取代的苯乙酮类化合物进行α-位溴代反应，约5小时即可获得高产率的α溴代产物。产品纯度较高，不需纯化即可直接使用。反应得到的副产物海因容易回收，经卤代处理后可以反复循环使用。
本发明使用的反应物为对位和间位取代的苯乙酮。
其中R1、R2、R3为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个排列组合。
DBDMH的用量为苯乙酮摩尔量的0.5～1.0倍，最好是苯乙酮摩尔量的0.6～0.8倍。使用时将DBDMH溶解在溶剂中制成溶液，溶剂是甲醇，或乙醇，或丙醇，或四氢呋喃，或苯，或甲苯等常用溶剂或DMF，或DMSO等非质子溶剂，优选甲醇，或乙醇。反应使用酸作为催化剂。酸是HCl，H2SO4，HNO3，H3PO4无机酸，或者甲酸，乙酸，三氟乙酸，三氯乙酸，草酸，甲磺酸，三氟甲磺酸，对甲苯磺酸等有机酸，最好是有机酸。其用量为苯乙酮摩尔量的0.1～1.0倍，最好是苯乙酮摩尔量的0.4～0.6倍。反应在温和的温度(10～100℃)中进行。最好是在20～60℃中进行。
具体工艺如下首先计量苯乙酮∶酸∶DBDMH为1∶0.1～1.0∶0.5～1.0倍摩尔量；然后将苯乙酮和酸加入容器内，边搅拌边升温至20～60℃，并滴加DBDMH溶液，反应4-8小时后原料消失，停止反应。减压(抽滤)除去滤液，残留物滤渣加入冰水中，洗涤滤渣至中性并过滤得滤饼，烘干滤饼得产物α溴代苯乙酮，产品得率为65％-95％，经检测，其熔点均能接近文献值，可直接使用(满足优质产品要求)。最后在滤液中加入碳酸钠中和至中性，减压抽滤除去水，用丙酮洗涤残渣，过滤，除溶剂，回收反应产生的副产物海因，并通溴反应得到本发明的原料DBDMH DBDMH(1，3-二溴-5，5-二甲基海因)可循环使用。
本方法的反应机理如下所示在酸性的条件下，中间经历烯醇互变的过程，进行的溴代反应，和现有技术的自由基反应的机理是完全不同的。
本发明的优点如下1.由于本发明采用了选择性高、价格低廉的1，3-二溴-5，5-二甲基海因(DBDMH)作为卤代剂，在酸性条件下进行取代苯乙酮α-位溴代反应，因此反应条件温和、可得到高的产率65％-95％、可直接使用的高纯度α-溴代苯乙酮。
2.由于本发明的工艺不需要在CCl4中进行，是溴代反应，不是自由基反应，因此与现有技术相比不仅工艺简单，操作方便，成本降低，而且提高了操作的安全性(无毒、无刺激性)。
3.本发明的工艺产生的副产物海因容易回收，经溴化处理后可以反复循环使用，无废弃物无污染。
4.由于本发明的反应采用温和的温度和酸的催化，所以对设备的要求很低。
5.由于本发明的合成方法选用原料廉价易得，并且安全无毒、无刺激性，因此更易于工业化生产和实验室操作，它的应用前景十分广阔。
具体实施例方式
实施例1在100mL三颈瓶中加入8.6mmol苯乙酮，和4.3mmol对甲苯磺酸，15mL甲醇，20℃条件下搅拌。滴加6.4mmol DBDMH的25mL甲醇溶液(将6.4mmol 1，3-二溴-5，5-二甲基海因溶解在25ml甲醇溶剂中，制成DBDMH溶液，便于滴加操作)。反应6小时结束，反应结束后旋蒸除甲醇，然后加入约80mL冰水振荡，有固体析出，抽滤，室温真空干燥，得白色晶体为本发明的产物α-溴代苯乙酮，产率88％，熔点48～50℃(文献48～51℃)。滤液中加入碳酸钠中和至中性，减压除去水，用丙酮洗涤残渣，过滤，除溶剂，回收海因。
实施例2在100mL三颈瓶中加入10mmol间硝基苯乙酮，和2滴磷酸，15mL甲苯，60℃条件下搅拌。滴加7.5mmol DBDMH的25mL甲苯溶液(将7.5mmol 1，3-二溴-5，5-二甲基海因溶解在25ml甲醇溶剂中，制成DBDMH溶液，便于滴加操作)。反应5小时结束，反应结束后旋蒸除甲醇，然后加入约80mL冰水振荡，有固体析出，抽滤，室温真空干燥，得白色晶体，产率74％，熔点92-94℃(文献90-94℃)。滤液中加入碳酸钠中和至中性，减压除去水，用丙酮洗涤残渣，过滤，除溶剂，回收海因。
其它22个实施例采用的苯乙酮原料和制得的产物结果如表1所示。参加反应的No.1-22种苯乙酮∶溴代海因∶酸的称量比是1∶0.75∶0.51倍摩尔量，溶剂和酸采用的是除实施例1、2外的溶剂和酸，在温度为60℃的条件下完成的。
表2.各种取代苯乙酮用DBDMHα-位溴代反应的结果a
权利要求
1.一种合成α-溴代苯乙酮的方法，其特征在于首先计量苯乙酮∶酸∶DBDMH为1∶0.1～1.0∶0.5～1.0倍摩尔量；然后将苯乙酮和酸加入容器内，边搅拌边升温至10-100℃，并滴加DCDMH溶液；反应4-8小时，停止反应，减压抽滤除去滤液，残留物滤渣加入冰水中，洗涤滤渣至中性并过滤得滤饼，烘干滤饼得产物α-溴代苯乙酮，产品得率为60％-94％，经检测，其熔点均能接近文献值，可直接使用；最后在滤液中加入碳酸钠中和至中性，减压抽滤除去水，用丙酮洗涤残渣，过滤，除溶剂，回收反应产生的副产物海因，并通溴反应得到本发明的原料DBDMH。
2.根据权利要求1所述的一种合成α-溴代苯乙酮的方法，其特征在于所述的苯乙酮，其中R1、R2、R3为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个。
3.根据权利要求1所述的一种合成α-溴代苯乙酮的方法，其特征在于所述的酸是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，或对甲苯磺酸，酸的用量最好是苯乙酮的0.4～0.6倍摩尔量。
4.根据权利要求1所述的一种合成α-溴代苯乙酮的方法，其特征在于所述的DBDMH溶液是将DBDMH溶于甲醇，或乙醇，或丙醇，或四氢呋喃，或苯，或甲苯或DMF，或DMSO溶剂中制成。
全文摘要
一种合成α－溴代苯乙酮的方法，涉及一种取代苯乙酮的α－溴代方法。首先计量苯乙酮∶酸∶DBDMH为1∶0.1～1.0∶0.5～1.0倍摩尔量；然后将苯乙酮和作为催化剂的酸加入容器内边搅拌边升温至10－100℃，并滴加DBDMH溶液；反应4－8小时原料消失，停止反应。减压抽滤除去滤液，滤渣加入冰水中，洗涤滤渣至中性并过滤得滤饼，烘干滤饼得产物α－溴代苯乙酮。经检测，其熔点均能接近文献值，可直接使用。最后在滤液中加入碳酸钠中和，除去水，用丙酮洗涤残渣，过滤，除溶剂，回收副产物海因。本发明的最大优点是产品纯度高，无需提纯直接使用；副产物海因易回收并经溴化处理后反复循环使用，无污染；对设备的要求低，操作安全无毒、无刺激性；产品得率高65％－95％，易于工业化生产。
文档编号C07C45/63GK1733677SQ20051002924
公开日2006年2月15日 申请日期2005年8月31日 优先权日2005年8月31日
发明者邹新琢, 高国锐 申请人:华东师范大学