閆 琴,梁丙辰
(1.河北海力香料股份有限公司,河北 石家莊 050000;2.河北合佳醫(yī)藥科技集團股份有限公司,河北 石家莊 050000)
α-溴代苯乙酮及其衍生物是重要的有機合成中間體,廣泛應用于農藥和醫(yī)藥領域。國內外的科技工作者在其合成方面做了大量的工作,主要集中在溴化劑的選擇上,如液溴、NBS、二溴海因、雙(二甲乙酰胺基) 三溴化氫等。但使用液溴選擇性差、產物分離困難、收率低,其它溴化劑則制造成本高,回收率低。本文改進了合成方法,采用溴化氫為溴源,用雙氧水氧化緩慢產生溴素,大大減少了副反應。
苯乙酮,工業(yè)品,湖北巨勝科技有限公司;氫溴酸:工業(yè)品,47%,濰坊英盛化學品有限公司;雙氧水,工業(yè)品,27%,廊坊市拓迪化工有限公司;石油醚,工業(yè)品,30~60 ℃,上海易恩化學技術有限公司。
在裝有溫度計、冷凝管的四口瓶中加入苯乙酮60 g,石油醚50 mL,氫溴酸258 g。攪拌降溫至5~15 ℃,滴加雙氧水66 g,2~4 h 滴加完成。滴加畢,繼續(xù)保溫攪拌反應20 h。過濾,水洗、石油醚洗,烘干。得產品98 g,收率98.5%,純度99.4%,熔點48~51 ℃。
過濾后母液分出有機相,直接用于下批投料。
分出的水相經精餾得到47%的氫溴酸,直接用于下批投料。
在其它反應條件不變時,考察苯乙酮與氫溴酸的投料比例對收率和純度的影響,結果見表1。
表1 苯乙酮與氫溴酸投料比對收率和純度的影響Table 1 Effect of feed ratio of acetophenone to hydrobromic acid on yield and purity
由表1 可知,當溴化氫的當量<3.0 時,反應收率低,純度差,這是因為此反應需要強酸催化,過量的溴化氫起到了關鍵的催化作用。但當溴化氫的當量進一步提高到4.0 時,產生了過多的二溴代產物,使純度下降。故選擇n(苯乙酮) ∶n(溴化氫) =1.0∶3.0。
在其它反應條件不變時,考察苯乙酮與雙氧水的投料比例對收率和純度的影響,當過氧化氫的物質的量<1.05 時,反應收率低,純度較差,這是因為反應過程中有部分雙氧水被分解,沒有參與反應,導致氧化劑不足。但當過氧化氫的當量進一步提高到1.15 時,產生了過多的二溴代產物,使純度下降。
當過氧化氫的物質的量為1.1 時雖然收率最高,但是純度不及物質的量為1.05 時高。故選擇n(苯乙酮) ∶n(過氧化氫) =1.0∶1.05。
苯乙酮與雙氧水投料比對收率和純度的影響見表2。
表2 苯乙酮與雙氧水投料比對收率和純度的影響Table 2 Effect of feed ratio of acetophenone to hydrogen peroxide on yield and purity
在其它條件不變的情況下,通過改變反應溫度考察了其對收率和純度的影響,結果見表3。
表3 反應溫度對收率和純度的影響Table 3 Effect of Reaction Temperature on yield and purity
由表3 可知,當溫度<5 ℃時,反應收率低,純度較差。當溫度>15 ℃時純度變差,表明有大量的副產物生成。故選擇5~15 ℃最佳。
在其它條件不變的情況下,通過改變反應時間考察了其對收率和純度的影響,結果見表4。
表4 反應時間對收率和純度的影響Table 4 Effect of Reaction Time on yield and purity
由表4 可知,當時間<16 h 時,反應收率低,純度較差。當時間>20 h 時純度和收率無明顯變化。故選擇16~24 h 最佳。
通過以上4 個條件的確認,該工藝在選擇n(苯乙酮) ∶n (溴化氫) =1.0∶3.0,n(苯乙酮) ∶n(過氧化氫) =1.0∶1.05,反應溫度5~15 ℃,反應時間16~24 h 最佳。
以氫溴酸和雙氧水為溴化劑生產α-溴代苯乙酮,在合適的投料配比和工藝條件下獲得了98%以上的收率,且產品純度在99%以上,產品無需精制。
該方法具有原料價廉易得、產品收率高、純度高、反應條件溫和、后處理簡單等優(yōu)點。合成過程中產生的三廢極少,突出體現了綠色化學的理念。