金属氯化物对硼氢化钠还原α-氯代苯乙酮的影响.pdf

2 0 0 5 年第2 5 卷第1 2 期1 5 4 8 1 5 5 1有机化学C h l n e s eJ o u m 一0 f()l 苫卸K C h e n l i s t r yv 0 1 2 5 2 0 0 5N o 1 2 1 5 4 8 1 5 5 1研究简报金属氯化物对硼氧化钠还原小氯代苯乙酮的影响王明慧吴坚平杨立荣+陈新志(浙江大学化学与生物工程学系杭州3 1 0 0 2 7)摘要用N a B H 4 还原口一氯代苯乙酮制各相应的序氯代廿苯乙醇时，在较高的反应温度下产生许多副产物，钙、镧、镁、锰、锌等金属氯化物的存在能有效抑制副反应的发生，高产率地得到产物关键词序氯代廿苯乙醇；g-氧代苯己酮；硼氢化钠；还原；金属氯化物E 竹e c tO fM e t a IC h I O r i d e s0 nt h eR e d u c t i O nO fa C h I O r O a c e t O p h e n O n e sw i t hS 0 d j u mB 0 r O h y dr j d eW A N G，M i n g H u iW U J i a n-P i n gY A N G，L i R o n g+C H E N，X i n-2 陆(D 印d 咖P 耐。，西e 聊f c d f 渊d 丑如c 加m f c 耐凸g 加e P 一叼，劢驰n g 曲f v P 坩姆，丑矗”g z 幻“3 J 0 0 2 7)A b s t 腿c tD 嘶n g 血es y n m e s i so f 肛c h l o m a p h e n y l e 山a n o l sb yr e 血c 廿o no fd c h l o r o a c e t o p h e n o n e sw i 山s o d i u mb 咖o h y d r i d e，m a n yb y p m d u c t sw e r ep r o d u c e du n a v o i d a b l ya tr e l 撕v e l yl l i 曲t e I n p e r a I u r e M e t a lc h l o 硼e ss u c ha sc a I c i u m，l a l l t t l a n u m，m a g n e s i u m，m a n g a n e s ea n dz i n cc h l o r i d ec o u l de m c i e n t l yr c s 咖血s i d er e a c d 衄s，a n ds ot h ep r o d u c tw a so b t a i n e di n1 1 i g hy i e l d K 唧W o r d sp c l l l o r o-口-p h e n y l e t h a n 0 1；d-c 1 1 l o r o a c“o p h e n o n e；s o d i u mb o m h y 砌d e；r e d u c n o n；m e t a lc l l l o r i d e口氯代“苯乙醇类化合物是熏要的医药中间体“用硼氢化钠还原d 一氯代苯乙酮是合成相应的口氯代”苯乙醇的有效方法之一，然而在反应过程中有可能发生分子内的取代反应而生成环氧化台物口】，导致许多副反应的发生有作者口州报道，碱土金属氯化物、镧系金属氯化物和某些过渡金属氯化物能有效地促进硼氢化钠还原醛或酮的选择性研究了在c a C l 2，M n c l 2，L a c l 3 和c e c l 3 等的存在下，硼氢化钠选择性还原a，口不饱和酮【3】d 肛环氧酮吧肛酮胺【5】T a n i g u c l l i 等4 研究了c a c l 2对硼氢化钠选择性还原巩序环氧酮的作用，他们认为氯化钙和“班一环氧酮形成了金属螯合物过渡态本文考察了硼氢化钠还原“氯代苯乙酮反应机理及金属氯化物对结果的影响，表明c a c l 2，L a C l 3 等金属氯化物能有效促进该还原反应的专一性，并对其作用机理进行了探讨+E _ a i ll r y a n g 习ue d uc n；T e l：蹦7 l-8 7 9 5 2 3 6 3R e c e i v e dS。P k m b e r 5，2 0 0 4：限v i s e d M a y2 3 2 0 0 5；a c c e p k dJ u 肿7，2 0 0 51 实验部分1 1 仪器与试剂H P6 8 9 0 气相色谱仪；H P6 8 9 0，5 9 7 3 气相色谱一质谱仪：N i c 0 1 e t 5 6 0 红外分析仪；A v A N c ED M x5 0 0 核磁共振仪2 一氯一2。，4|_ 二氯苯乙酮和2 一氯一2，4 一二氟苯乙酮和2 一氯一苯乙酮由本实验室合成，纯度9 9，其余所用试剂均为A R 或c P 1 2 口-氯代-乎苯乙醇的合成以2 氯-2，4 二氯苯乙酮的还原制各1(2，4 二氯苯基)2 氯乙醇为例，典型的反应过程如下：将c a C k(2 2 2 0 岛0 2 0m 0 1)，2-氯*2，4 二氯苯乙酮(2 2 3 5g，O 1 0m 0 1)和1 0 0m L 甲醇加入到三口瓶中，在2 5 下搅拌3 0I I l i n 将B 凰(4 7 3g，O 1 2m 0 1)溶于1 N a O H 溶液(1 0r n L l 中在搅拌下滴加N a B 1 4 溶液，万方数据1 2王明慧等：金属氯化物对硼氢化钠还原口氯代苯乙酮的影响1 5 4 9滴毕，在回流温度(6 5)下继续反应1 0m i n 将5 0m L4m 0 1，L 盐酸溶液加入到反应混合液中减压蒸馏除去甲醇，再用乙醚萃取，用无水M g s 0 4 干燥，蒸去乙醚后得到产物，产物用G C _ M s，瓜和1 HN M R 光谱检测1 2 1l 一(2，4 二氯苯基1 2 一氯乙醇1 HN M R(C D a，)d：2 9 9(s，1 H)，3 4 9 3 5 3(m，1 H)，3 8 3 3 8 6(m，1 H)，5 2 3 5 2 5(m，l H)，7 2 8 73 0(m，1 H 1，7 3 6(d，J=8，3H z，l H)，7 5 5(d，=8 4H z，1 H)；珉(K B r)v：3 2 2 7，3 3 1 8，l O l 7，1 0 7 2，】5 8 9，1 5 6 3，2 9 5 5，2 9 2 4 2 7 2 6，1 4 6 5，8 2 7。8 6 1 7 8 6 7 2 3c m 1 221(2，4 一二氟苯基)一2 一氯乙醇1 HN M R(C D C l 3)d：2 7 4(s，1 H)，3 6 0 3 6 3(风1 H)，37 8 3。8 1(m，l H)，5 1 6 5 1 8(m，l H)，6 7 8 6 8 1 嘶1 H)，6 8 7 6 9 1(m，1 H)，7 5 0 7 5 3(m，1 H)；I R(K B r)v：3 4 0 4，3 0 8 4，1 0 9 6，1 0 7 2，1 0 1 9，1 6 2 1 1 5 0 4，2 9 6 l，2 9 儿，1 4 2 9 1 2 7 6 9 6 5，8 5 2，8 2 3 7 4 7 7 0 0c m 1 2 32 氯1 苯乙醇1 HN M R(C D C l 3)d：2 6 4(s，1 H)，3 3 7 3 4 l(m，1 H)，3 7 1 3 7 5(m 2 H，C H 2 C 1)，4 8 9 4 9 2(q，1 H)，7 3 7 7 6 5(s 5 H)；I R(K B r)v：3 4 1 8，3 0 8 8，3 0 6 4，1 1 7 5，1 0 6 4，1 6 1 5，1 5 5 6，2 9 7 6，2 9 2 8，2 8 9 7，1 7 0 4，1 4 5 4，8 3 7，7 7 1，7 2 5 6 9 9c m 2 结果和讨论2 1温度对还原反应的影响及产物生成机理酮的还原是放热反应无金属氯化物存在，当反应温度达2 0 以上时，还原产物经(把M s 分析包括l 7(1 是目标产物)(图1)，其中2，3 为主要副产物，还有少量的4，5，6，7 在不同温度下硼氢化钠还原2 一氯一2。，4|_ 二氯苯乙酮的产物分布见表I 可见，随着温度的升高，副产物的量增多在无金属氯化物存在下，2 氯2，4 1-二氯苯乙酮的羰基被硼氢化钠还原成相应的羟基后。在温度达到一定程度时，c 1 上的亲核的氧负离子进攻带有部分正电荷的c 一2 而形成环氧化合物7，其机理如图2 所示以下实验结果也证实了这一机理的合理性在回流温度下，用O 1 2r n o lN a B 凰(1 N 帕H 溶液)还原0 1m 0 12 氯2，4 一二氯苯乙酮产生白色固体当用1 0m L 盐酸溶液(4m o l，L)处理该白色固体后，得到的混合物中含有6 0 的环氧化合物7；在该混合物中加入2 0m L 氯仿和5 0 I n L 盐酸溶液(4 m o l，L)在o 5 下搅拌1h，结果混合物中7 的含量降到了2 以下，而化台物1 和2 的含量显著增加(1 和2 的总含量达到了9 0 以上)如果直接用5 0 l L 盐酸溶液(4 m 0 1 几)处理还原反应得到的白色固体，则所得混合物中7 的含量非常低可能的机理如图3 所示实验结果显示，化合物1 的含量比2 大，这是由于c 2 比c 1 的空间位阻小，c l-优先进攻c 2 随着温度升高，c r 进攻C 1 和c 一2 的机率变得逐渐相同，所以化合物1 和2 的含量最终基本上很接近同样，B H i 与环氧化合物7 反应生成化台物3 和4 与c l _ 的进攻不同，负氢优先进攻c 一1 生成(A f c H 2 c H 2 0)3 B，经水解后生成伯醇，故化合物3 的含量比4 高近1 0 倍。其反应过程如图4 所示P“()“只A r 人一。c H 3A r 人o HA r u圈l 一氯代苯乙酮的还原产物及副产物F i g u r elP r o d u c ta n db y p r o d u m s0 f r o d u c 吐叩o fa c 1 1 l o r o a c e t o p h e n o n e表l 不同温度下硼氢化钠还原2 一氧一2，4 一=二氧苯乙酮的产物分布4T H b l e lD i s 仃i b u t i 舢o f p r o d u c 协o f r c d u c n o f 2-c h l o r 0-2，4 一d i c h l o r o a c e I o p h e n o n e b y N a B 地a t d i f f c f c n t t c m p e m t u r c4 反应条件：0 1 0 m o l2 _ 氧一2。，4 二氯苯乙酮，0 1 2 m m N a B H(1 N a 佣溶液)。1 0 0 I L 甲醇，反应时间2 0 l I l i n，5 0 m L 盐酸(4 1 n o l，L)水解，用G c M s 检测只。洲。洲巳足 万方数据1 5 5 0有机化学v 0 1 _ 2 5 2 0 0 5。，儿c 竺n，豫旦。，母图2 环氧化合物的形成机理n 印r e2M e c h a I l i s mO fm ef 0 姗蚰o nO fe p o x yc o m p O u n dC|_O HA r v c lp r e f e r e n c e图3 化台物1 和2 的生成机理F i 印种3M c c h a l l i s m o f t l l e f o 皿a 曲n0 f c o I n p o u n d s l 粕d 2。，声j 一F 3 里。，。一3 A r 厶+8“j 一、如二兰3A r 7。3圈4 化合物3 的生成机理F i g I l 辟4M e c h 锄i s mo f 廿l ef o 珊a t j o n0 f c o m p o u n d3c H 3 0 一和O H 一与环氧化合物7 反应分别生成化合物5 和6 在较低的温度下(1 5)，由于达不到环氧化反应的活化能，体系只发生B H i 对羰基的还原，所以基本全部生成目标产物1 2 2 金属氯化物对还原小氯代苯乙酮的化学专一性的促进作用及机理表2 列出了分别在有C a c l 2 和无c a C l 2 时，硼氢化钠于回流温度下还原三种d 一氯代苯乙酮的产物分布情况可见，在有足够量的c a C l 2(C a C l 2：酮=2：1，物质的量比)参与下，抑制了副反应的发生，提高了还原反应的专一性，温度不再对反应产物有影响，即使在回流温度下也几乎全部生成目标产物l，并且反应的转化率也达到1 0 0 实验证明c a C l 2 并不能加快反应速度为了考察c a c l：对副反应的抑制作用是由c a 2+引起还是由c 1 _ 引起，试验了c l 和c a(N 0 3)2 对反应的影响结果表明，N a C l 不能抑制副反应，而当有c“N 0 3)2存在时，产物1 的含量为9 8 8 2 这就证明c a c l 2 的影响并不是由氯的同离子效应引起的。而是由c a 2+引起的c a C l 2 和N a c l 的这种影响差别，可能是由于c a 2+能和底物及其还原产物结合形成配合物，而N a+却不能由于c a 2+的这种络合作用，阻止了环氧化反应的发生，从而提高了还原反应的专一性考察了c a c l 2 的量对还原反应的影响，在回流温度下还原2 氯2，4 二氯苯乙酮时产物分布见表2 由此可见，要保证c a 2+能和底物及其还原产物结合形成配合物，c a c l 2 的量要足够过量，否则络台不完全而不能彻底抑制副反应在2-氯-2 1，4。-二氯苯乙酮的还原体系中分别加入L a C l 3，c e c l 3(1 5 倍底物的物质的量)，M g c l 2，B a C l 2，z n c l 2，M n c l 2(2 倍底物的物质的量)，在回流温度下反应2 0 3 01 1 1 i n，产物分布见表3、L a 3+，c e 针，M 9 2 十，M n 2 十，办2+对化学专一陛有促进作用，B a 2+则没有金属离子的半径大小可能对形成金属配合物有影响，由于B a 2+的半径太大，不能与酮及还原的醇形成金属配合物所以对反应的专一性无效，而L a 3+，c e”，M g”，M n 2+，z n 2+能与酮及还原的醇较好地形成金属配合物，从而促进了反应的专一性寰28 一氯代苯乙酮还原产物分布T 曲l e 2P r o d u c td i s 廿i b u 虹o n o f t I l er e d u c 吐叩o f*c h l o r o a c e t o p h 曲o n e s4 c d c b：s u b 日廿a k=2：1(m o l 盯r a 廿o)；6 c a C b：s u b s t r“=1：l(n I o l a r 越d o)：。c a c l 2：自1 1 b s h k=05：l(d 盯m d o)；4 m 血5a n d 7；5 m 血6 锄d7：，I n 撕n5 洲巳：万方数据N o1 2王明慧等：金属氯化物对硼氢化钠还原口氯代苯乙酮的影响1 5 5 l。M e 叫c h l 耐d e：s u b g g k=2：1(m d 盯r a t i o)；6 m e“c h l o 曲c：s u b s 曲k=l _ 5：1(m 汕r a n 0)R e f e r e n c e s1L u 日es p e l b e r g，J H；v a nH y l c k a r n aV l i e 野JET；B o 锄a，T；K e l l o g g，R M；J a I l s s e n，D B n 批池P d m n：A 删e 螂1 9 9 9 0 2 8 6 32C o r e y，E J；S l l i b a l 如S；B a k 蚰，R K 0 增I：h P m 1 9 髓，5 3 2 8 6 1 F u j i i，H；O s h l m a，K；u d m o t o，Kc h 8 m I g 盯1 9 9 l，1 8 4 7T a l l i g u c h i，M 二F u j i i，H；O s h i m a tK：U t i l o t o，K n f r 砒P-d r 1 9 9 5，5 J(3)，6 7 9 T a l l i g u c h i，M；F q i i，L；O s h i m a，K：u t h u o t 0，K n 舳 e d r D n l 9 9 3 4 9 1 l(Y 0 4 0 6 1 7 3U，W L；Z I N G G C)万方数据金属氯化物对硼氢化钠还原-氯代苯乙酮的影响金属氯化物对硼氢化钠还原-氯代苯乙酮的影响作者：王明慧，吴坚平，杨立荣，陈新志，WANG,Ming-Hui，WU,Jian-Ping，YANG,Li-Rong，CHEN,Xin-Zhi作者单位：浙江大学化学与生物工程学系,杭州,310027刊名：有机化学英文刊名：CHINESE JOURNAL OF ORGANIC CHEMISTRY年，卷(期)：2005,25(12)被引用次数：1次 参考文献(5条)参考文献(5条)1.Taniguchi M;Fujii H;Oshima K;Utimoto,K 查看详情 19932.Taniguchi M;Fujii H;Oshima K;Utimoto,K 查看详情 1995(03)3.Fujii H;Oshima K;Utimoto K 查看详情 19914.Corey E J;Shibata S;Bakshi R K 查看详情外文期刊 19885.Lutje Spelberg J H;van Hylckama Vlieg J E T;Bosma T;Kellogg,R M Janssen,D B A tandem enzymereaction to produce optically active halohydrins,epoxides and diols外文期刊 1999(15)引证文献(1条)引证文献(1条)1.王明慧.杨光.杨立荣 酶催化拆分制备手性2-氯-1-(2,4-二氟苯基)乙醇及光学活性抗真菌药物的合成期刊论文-有机化学 2008(8)本文链接：http:/