一种化合物的合成方法

专利名称:一种化合物的合成方法
本发明涉及一种合成通式为RCX2CH2CH2R`的化合物的新方法，通式中X为Cl或Br，R、R`为CHO、COOH、COOR1、CONR22或CN，其中R1、R2为低级烷基，但R≠R`。
RCX2CH2CH2R`(X＝Cl、Br，R、R`＝CHO、COOH、COOR1、CONR22、CN，R≠R`，)是一类官能团多、选择性好、合成用途十分大的化合物。首先我们可以通过偶连反应在此分子上连上一个或两个相同或不相同的取代基团，也可以将二卤通过简单的变化转变为羰基；其次就是该类化合物的分子两端都带有两个不相同的活性十分高的官能团，我们既可以利用这两个官能团本身的活性，在分子两端选择性地连上一个或两个相同或不相同的基团，也可以利用官能团邻位氢的活性，在强碱的作用下进行分子间的亲核加成反应，使它们的应用范围进一步扩大。虽然这二十种化合物的合成应用前景十分广泛，但文献关于它们的报道却很少，这主要是因为它们本身的合成比较困难。在早期开展这方面的工作主要是H Timmler和R.Wegler，他们从RCCl2H(R＝COOH、COOR1)和R`CHCH2(R`＝COOH、COOR2、CN)出发，在强碱NaOC2H5的存在下，利用Michael加成反应合成了2，2-二氯-4-腈基丁酸甲、乙酯(H.Timmler，R.Wegler，Angew.Chem.1960，72，1001.)。但是此方法使用的反应试剂NaOC2H5性质很不稳定，所以整个反应过程条件要求苛刻、操作复杂，而且后处理也相当麻烦。并且由于受反应试剂活性和反应条件的影响，使得它的应用范围受到很大的限制。后来从事这方面工作的主要是Ed W.B.de Leer小组。他们以丁腈酸或赖氨酸为起始原料，经过多步的氯化作用，在气质连用仪中他们检测到了在产物中有部分2，2-二氯-4-腈基丁醛、酸生成，但是他们并没有得到分离产物(Ed W.B.de Leer，et al，Environ.Sci.Technol.，1986，20，1218)。在他们的文献报道中，虽然全部的氯化过程都是在水溶剂中进行的，但整个的转化过程步骤十分烦琐，所用的次氯酸钠、亚砷酸钠、浓硫酸、重氮甲烷等都是些毒害性大、非常难于操作的危险药品，并且整个反应过程严格受pH值的限制。所以虽然他们的工作对了解此转化过程的反应机理和对谱图的解析有比较大的帮助，但从合成方法学和合成应用的角度来看，意义却不是很大。
本发明的目的是提供一种简便高效地合成RCX2CH2CH2R`(X＝Cl、Br，R、R`＝CHO、COOH、COOR1、CONR22、CN，R≠R`)的新方法。
本发明是通过含醛基、羧基、酯基、酰胺基或腈基的三卤化物RCX3(X＝Cl或Br，R＝CHO、COOH、COOR1、CONR22或CN)和含醛基、羧基、酯基、酰胺基、腈基的末端烯烃R`CHCH2(R`＝CHO、COOH、COOR1、CONR22或CN)加成和脱卤反应一步完成，简便高效地合成RCX2CH2CH2R`(X＝Cl、Br，R、R`＝CHO、COOH、COOR1、CONR22、CN，R≠R`，)。X＝Cl、Br，R≠R`，R、R`＝CHO、COOH、COOR1、CONR22、CNR1为C1-8的烷基、R2为C1-7的烷基本新方法的具体实施步骤如下以等当量的RCX3和CH2CHR`为原料，加入占末端烯烃质量百分比为5-20％的第VIB、VIIB、VIII族的金属或金属合金催化剂，再加入液态极性质子溶剂R’OH，其中R’为C1-8的链状烷基，加热到80-120℃反应4-10小时，待冷却后，短硅胶柱除去金属残渣，减压除去溶剂，分离收集所得产物。
本发明所使用的催化剂可以是第VIB、VIIB、VIII族金属的一种或几种，尤其可以是Fe、W、Ni。
所使用的液态极性质子溶剂尤以甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、异丁醇为佳。
要想以多卤化物RCX3(X＝Cl、Br，R＝CHO、COOH、COOR1、CONR22、CN)和末端烯烃R`CHCH2(R`＝CHO、COOH、COOR1、CONR22、CN)为起始原料合成RCX2CH2CH2R`(X＝Cl、Br，R≠R`，R、R`＝CHO、COOH、COOR1、CONR22、CN)，常规合成方法必须要经过两步。首先是多卤化物和末端烯烃的加成，然后再通过选择性地脱单卤才能得到目标产物。这样不但操作步骤烦琐，而且在加成中间体的分离过程中必然会造成人力和物力的巨大浪费，并且总产率也较低。而我们的新方法只是通过改变反应的催化剂和溶剂，一步就得到了用别的方法很难得到的产物。
本发明所用的催化剂价廉易得、无毒、稳定性好，反应条件温和。所用的溶剂也相当大众化，而且也对环境友好。整个操作过程十分简单，后处理方便，产物的分离和纯化也简单易行。而且反应速度快，反应转化率和产率高，转化率可达80-90％，产率可达60-75％，应用前景十分广阔。
实施例1在一25ml反应器中，加入0.4ml三氯乙腈和0.4ml丙烯酸乙酯以及30mg的Fe-W-Ni催化剂，5ml乙醇，加热到80℃反应6小时左右后停止反应，待冷却后短硅胶柱除去金属残渣，旋转蒸发除去溶剂后，柱层色谱分离得到4，4-二氯-4-腈基丁酸乙酯。经红外、核磁共振、质谱和元素分析，转化率85％，产率70％。
实施例2在一25ml反应器中，加入0.2ml三氯乙酸甲酯和0.14ml丙烯腈以及35mg的Fe-W-Cr催化剂，5ml甲醇，加热到100℃反应6小时左右后停止反应，待冷却后短硅胶柱除去金属残渣，旋转蒸发除去溶剂后，柱层色谱分离得到2，2-二氯-4-腈基丁酸甲酯。经红外、核磁共振、质谱和元素分析，转化率80％，产率68％。
实施例3在一25ml反应器中，加入0.4ml三氯乙醛和0.42ml N，N-二甲基丙烯酰胺以及30mg的Fe-W-Mn催化剂，5ml丙醇，加热到80℃反应8小时左右后停止反应，待冷却后短硅胶柱除去金属残渣，旋转蒸发除去溶剂后，柱层色谱分离得到4，4-二氯-4-醛基N，N-二甲基丁酰胺。经红外、核磁共振、质谱和元素分析，转化率85％，产率65％。
实施例4在一25ml反应器中，加入0.4ml三溴乙酸和0.4ml N，N-二甲基丙烯酰胺以及35mg的Fe粉催化剂，5ml异丁醇，加热到100℃反应9小时左右后停止反应，待冷却后短硅胶柱除去金属残渣，旋转蒸发除去溶剂后，柱层色谱分离得到2，2-二溴-4-N，N-二甲基酰胺丁酸。经红外、核磁共振、质谱和元素分析，转化率85％，产率70％。
实施例5在一25ml反应器中，加入0.4ml三溴乙腈和0.4ml丙烯醛以及40mg的Fe-Mn-Ni催化剂，5ml异丙醇，加热到120℃反应6小时左右后停止反应，待冷却后短硅胶柱除去金属残渣，旋转蒸发除去溶剂后，柱层色谱分离得到4，4-二溴-4-腈基丁醛。经红外、核磁共振、质谱和元素分析，转化率90％，产率75％。
实施例6在一25ml反应器中，加入0.4ml N，N-二甲基三氯乙酰胺和0.21ml丙烯腈以及30mg的Fe-Ti-Ni催化剂，5ml乙醇，加热到80℃反应6小时左右后停止反应，待冷却后短硅胶柱除去金属残渣，旋转蒸发除去溶剂后，柱层色谱分离得到2，2-二氯-4-腈基N，N-二甲基丁酰胺。经红外、核磁共振、质谱和元素分析，转化率90％，产率65％。
实施例7在一25ml反应器中，加入0.4ml三氯乙醛和0.4ml丙烯酸辛酯以及30mg的Fe-W-Ni催化剂，5ml辛醇，加热到80℃反应6小时左右后停止反应，待冷却后短硅胶柱除去金属残渣，旋转蒸发除去溶剂后，柱层色谱分离得到4，4-二氯-4-醛基丁酸辛酯。经红外、核磁共振、质谱和元素分析，转化率80％，产率60％。
实施例8在一25ml反应器中，加入0.4ml N，N-二庚基三氯乙酰胺和0.2ml丙烯醛以及30mg的Fe-W-Ni催化剂，5ml乙醇，加热到80℃反应6小时左右后停止反应，待冷却后短硅胶柱除去金属残渣，旋转蒸发除去溶剂后，柱层色谱分离得到2，2-二氯-4-醛基N，N-二庚基丁酰胺。经红外、核磁共振、质谱和元素分析，转化率90％，产率80％。
权利要求
1.一种通式为RCX2CH2CH2R`的化合物的合成方法，通式中X为Cl或Br，R、R`为CHO、COOH、COOR1、CONR22或CN，其中R1为C1-8的烷基、R2为C1-7的烷基，但R≠R`，其特征在于含醛基、羧基、酯基、酰胺基或腈基的三卤化物RCX3和含醛基、羧基、酯基、酰胺基、腈基的末端烯烃R`CHCH2通过加成和脱卤反应一步合成，其中X为Cl或Br，R、R`为CHO、COOH、COOR1、CONR22或CN，而R1为C1-8的烷基、R2为C1-2的烷基，但R≠R`，具体步骤包括以等当量的RCX3和末端烯烃R`CHCH2为原料，加入占末端烯烃质量百分比为5-20％的第VIB、VIIB、VIII族的金属或金属合金催化剂，再加入液态极性质子溶剂R’OH，其中R’为C1-8的链状烷基，加热到80-120℃反应4-10小时，待冷却后，短硅胶除去金属残渣，减压除去溶剂，分离收集所得产物。
2.根据权利要求
1所述的方法，其特征在于所使用的催化剂为第VIB、VIIB、VIII族金属的一种或几种。
3.根据权利要求
1或2所述的方法，其特征在于所述催化剂为Fe、W、Ni。
4.根据权利要求
1所述的方法，其特征在于所述液态极性质子溶剂为甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇或异丁醇。
专利摘要
本发明涉及一种合成通式为RCX
文档编号C07C45/69GKCN1107664SQ00114277
公开日2003年5月7日 申请日期2000年5月19日
发明者江焕峰, 孙均华, 李金恒, 李国平, 冯爱群, 夏建军, 谈燮峰 申请人:中国科学院广州化学研究所非专利引用 (1),