專利名稱：：α－溴,ω－氯烷烴的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種可用作有機(jī)合成原料、農(nóng)藥或藥物中間體的α-溴，ω-氯烷烴的制備方法，此方法成本低簡(jiǎn)單易行。在有機(jī)合成中，α-溴，ω-氯烷烴是擴(kuò)展碳鏈的有用且必需的化合物。此化合物的特點(diǎn)是甚至在一個(gè)取代基利用溴(-Br)和氯(-Cl)之間在反應(yīng)中的差異而選擇性地僅與溴(-Br)和氯(-Cl)中的一個(gè)側(cè)基連接時(shí)，仍能利用另一側(cè)的鹵基合成目標(biāo)化合物。例如，可以僅在α-溴，ω-氯烷烴的溴側(cè)選擇性地與一種有機(jī)親核試劑如格利雅試劑反應(yīng)。通過(guò)反應(yīng)所得的α-溴，ω-氯烷烴的純度是這里的重要問(wèn)題。當(dāng)它含有一種雜質(zhì)α，ω-二氯烷烴時(shí)，在某些情況下，α-溴，ω-氯烷烴不能與上述親核試劑反應(yīng)。當(dāng)含有一種α，ω-二溴烷烴時(shí)，在化合物的α位和ω位均發(fā)生反應(yīng)，這不可避免地產(chǎn)生新雜質(zhì)。因而，發(fā)現(xiàn)一種提高α-溴，ω-氯烷烴純度的方法非常重要。作為一種傳統(tǒng)方法，習(xí)慣于例如通過(guò)用鹽酸或其類似物氯化相應(yīng)α，ω-二羥基烷烴的一個(gè)羥基(ω-位)，然后用三溴化磷或其類似物在一個(gè)α-位溴化剩余的羥基來(lái)制備α-溴，ω-氯烷烴，反應(yīng)式顯示如下但是，上述傳統(tǒng)技術(shù)中存在下列問(wèn)題因?yàn)樗鼉H在一側(cè)需要羥基的選擇性鹵化，所以相對(duì)于原料α，ω-二羥基烷烴來(lái)說(shuō)α-溴，ω-氯烷烴的產(chǎn)量不可避免地變小。而且，即使可以完成選擇性鹵化，在不注意蒸餾作用和純化作用的情況下，容易發(fā)生所得鹵素的歧化作用，這樣造成雜質(zhì)α，ω-二氯烷烴和α，ω-二溴烷烴的副產(chǎn)物的產(chǎn)生。因此按照傳統(tǒng)技術(shù)，不能容易地實(shí)現(xiàn)放大作用，而且它還進(jìn)一步導(dǎo)致成本的升高。本發(fā)明的目的是克服上述傳統(tǒng)技術(shù)中的缺陷，提供一種簡(jiǎn)單的低成本制備可用的α-溴，ω-氯烷烴的方法。本發(fā)明的總結(jié)本發(fā)明用于制備一種α-溴，ω-氯烷烴的方法，包括一種α，ω-二氯烷烴與一種α，ω-二溴烷烴在一種有機(jī)溶劑中進(jìn)行反應(yīng)的步驟，在此α-溴，ω-氯烷烴由下式Br(CH2)nCl表示，其中n代表一個(gè)4至12的整數(shù)。適用于本發(fā)明的優(yōu)選有機(jī)溶劑包括20℃的介電常數(shù)為20或更高的非質(zhì)子傳遞有機(jī)溶劑。在這種非質(zhì)子傳遞有機(jī)溶劑中，特別優(yōu)選含氮有機(jī)溶劑和含硫有機(jī)溶劑。含氮有機(jī)溶劑的特殊實(shí)例包括N，N-二甲基甲酰胺，N，N-二甲基乙酰胺和N，N-二甲基咪唑啉酮。按照本發(fā)明的方法，在一種α，ω-二氯烷烴與一種α，ω-二溴烷烴反應(yīng)之后，一種高純度的ω-溴，ω-氯烷烴在加熱的情況下可通過(guò)分餾而容易地離析出來(lái)。本發(fā)明的方法，從經(jīng)濟(jì)角度看也非常好。因?yàn)橥ㄟ^(guò)分餾除去的α，ω-二氯烷烴，α，ω-二溴烷烴和有機(jī)溶劑可以再利用。優(yōu)選實(shí)施方式的詳細(xì)描述在本發(fā)明的制備方法中，使用α，ω-二氯烷烴和α，ω-二溴烷烴。它們純度高，容易得到，且價(jià)格便宜。這些化合物中的每種化合物通常通過(guò)用相同的兩個(gè)鹵基替換一種α，ω-二羥基烷烴中的兩個(gè)羥基而制備。象這樣制備容易、經(jīng)濟(jì)且純度高的產(chǎn)物，在市場(chǎng)上已有銷售。即使在因某些原因不能從市場(chǎng)上得到此種產(chǎn)物的情況下，也很容易從一種α，ω-二羥基烷烴中制備這樣一種產(chǎn)物。在本發(fā)明中應(yīng)用的α，ω-二氯烷烴和α，ω-二溴烷烴分別由下面的分子式Cl(CH2)nCl和Br(CH2)nBr代表，其中n通常代表4至12。根據(jù)沸點(diǎn)或極性選擇本發(fā)明中應(yīng)用的有機(jī)溶劑。在本發(fā)明中，當(dāng)有機(jī)溶劑參與并在其沸點(diǎn)下進(jìn)行α，ω-二氯烷烴和α，ω-二溴烷烴之間的反應(yīng)時(shí)，反應(yīng)則進(jìn)行到某種程度。但是有機(jī)溶劑的極性對(duì)反應(yīng)的進(jìn)行影響很大。本發(fā)明中有機(jī)溶劑在20℃的介電常數(shù)為20或更高最佳。換句話說(shuō)，因?yàn)榻殡姵?shù)大致可表示極性，所以在高極性的溶劑中進(jìn)行此反應(yīng)最佳。相應(yīng)地，n-己烷(介電常數(shù)1.9)、二氯甲烷(介電常數(shù)8.9)、乙酸乙酯(介電常數(shù)6.0)等等阻礙此反應(yīng)的進(jìn)行，因此它們不是優(yōu)選的。作為本發(fā)明中所用的有機(jī)溶劑，非質(zhì)子傳遞的和含氮或硫的有機(jī)溶劑更為優(yōu)選。含氮有機(jī)溶劑的實(shí)例包括N，N-二甲基乙酰胺(DMAC)(介電常數(shù)25℃為37.78)、N，N-二甲基甲酰胺(DMF)(介電常數(shù)25℃為36.7)、N，N-二甲基咪唑啉酮(DMI)(介電常數(shù)25℃為37.6)、乙腈(介電常數(shù)20℃為37.5)、丙腈(介電常數(shù)20℃為29.7)、N-甲基甲酰胺(NMF)(介電常數(shù)20℃為182.4)、N，N-二乙基甲酰胺(DEF)、N-甲基乙酰胺(NMAC)(介電常數(shù)32℃為191.3)、N-甲基-丙酰胺(NMPR)(介電常數(shù)25℃為172.2)、N，N，N′，N′-四甲基脲(TMU)(介電常數(shù)20℃為23.06)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)(介電常數(shù)25℃為32.0)和N，N′-二甲基丙烯脲(DMPU)。含硫有機(jī)溶劑的實(shí)例包括二甲亞砜(DMSO)(介電常數(shù)在20℃為48.9)和四氫噻吩砜(介電常數(shù)在30℃為43.3)。在下面這些有機(jī)溶劑存在的情況下，此反應(yīng)順利進(jìn)行，這些有機(jī)溶劑為N，N-二甲基甲酰胺(此后縮寫為“DMF”)、N，N-二甲基乙酰胺(此后縮寫為“DMAC”)或N，N-二甲基咪唑啉酮(此后縮寫為“DMI”)。上面例舉的有機(jī)溶劑都具有100℃或更高的沸點(diǎn)、為化學(xué)穩(wěn)定的化合物、回收步驟簡(jiǎn)便并且在溫和的條件下可順利地進(jìn)行反應(yīng)。在此DMF、DMAC和DMI分別由下式表示。在本發(fā)明的方法中，當(dāng)將α，ω-二氯烷烴和α，ω-二溴烷烴混合并且在加熱下在有機(jī)溶劑中反應(yīng)時(shí)，發(fā)生鹵素的互換，同時(shí)隨著反應(yīng)時(shí)間的進(jìn)程，形成α-溴，ω-氯烷烴。此反應(yīng)是可逆的并且轉(zhuǎn)化程度為50％。α，ω-二氯烷烴和α，ω-二溴烷烴以等摩爾比率混合。即使比率改變，其轉(zhuǎn)化程度最大仍為50％。在本發(fā)明中，相對(duì)于原料，有機(jī)溶劑用量為30g至300g，優(yōu)選50g至200g，相關(guān)原料由1ml的α，ω-二氯烷烴和1mol的α，ω-二溴烷烴組成。此溶劑的量越大，則轉(zhuǎn)化率越高，但是最終的轉(zhuǎn)化程度保持不變。轉(zhuǎn)化率隨反應(yīng)溫度的變化而變化。隨著反應(yīng)溫度的升高，轉(zhuǎn)化率變高而且同時(shí)使DMF和DMAC的分解易于發(fā)生，這樣則需要反應(yīng)溫度為60至200℃，特別是60至150℃。由一種溶劑引起的轉(zhuǎn)化率的大小順序?yàn)镈MF、DMAC和DMI。反應(yīng)以后，除了溶劑以外，反應(yīng)混合物含有50％的α-溴，ω-氯烷烴，25％的α，ω-二氯烷烴和25％的α，ω-二溴烷烴。按照沸點(diǎn)的順序蒸餾反應(yīng)混合物，由此分離反應(yīng)混合物，這樣可將α-溴，ω-氯烷烴離析出來(lái)。特別說(shuō)明，首先在低沸點(diǎn)回收溶劑，然后按照此順序回收α，ω-二氯烷烴，α-溴，ω-氯烷烴和α，ω-二溴烷烴。反應(yīng)系統(tǒng)含有非常少的雜質(zhì)，而且因此是穩(wěn)定的，這樣如果具有帶適當(dāng)數(shù)量板的精餾柱，蒸餾可容易地完成，而且可產(chǎn)生放大效果。在回收后可再利用溶劑、α，ω-二氯烷烴和α，ω-二溴烷烴，由此使這個(gè)過(guò)程非常經(jīng)濟(jì)。實(shí)施例11-溴-5-氯戊烷的合成在一反應(yīng)器內(nèi)，裝入141g(1mol)的1，5-二氯戊烷、230g(1mol)的1，5-二溴戊烷和100g的DMF，然后于氮?dú)猸h(huán)境下，在100℃攪拌3小時(shí)。反應(yīng)完成后通過(guò)氣相色譜法分析反應(yīng)混合物。結(jié)果是，發(fā)現(xiàn)反應(yīng)混合物含有20.5％的DMF、19.1％的1，5-二氯戊烷、41.4％的1-溴-5-氯戊烷和19.0％的1，5-二溴戊烷。轉(zhuǎn)化程度為52.0％。然后通過(guò)一個(gè)精餾柱分餾反應(yīng)混合物，在此將1-溴-5-氯戊烷離析出來(lái)，如表1所示。在表1中餾分1、餾分2、餾分3、餾分4和餾分5的沸點(diǎn)分別是36至57℃/23mmHg、82至84℃/12mmHg、82至86℃/10mmHg、86至90℃/8mmHg和90至97℃/7mmHg。表1</tables>實(shí)施例21-溴-6-氯己烷的合成在一反應(yīng)器內(nèi)，裝入155g(1mol)的1，6-二氯己烷、244g(1mol)的1，6-二溴己烷和150g的DMAC，然后在100℃攪拌3小時(shí)。反應(yīng)完成后通過(guò)氣相色譜法分析反應(yīng)混合物。結(jié)果是，發(fā)現(xiàn)反應(yīng)混合物含有24.2％的DMAC、18.0％的1，6-二氯己烷、39.3％的1-溴-6-氯己烷和18.5％的1，6-二溴己烷。轉(zhuǎn)化程度為51.8％。然后通過(guò)一個(gè)精餾柱分餾反應(yīng)混合物，在此將1-溴-6-氯己烷離析出來(lái)，如表2所示。在表2中餾分1、餾分2、餾分3、餾分4和餾分5的沸點(diǎn)分別是45至59℃/20mmHg、59至84℃/10mmHg、84至90℃/6mmHg、90至92℃/6mmHg和93至97℃/5mmHg。表2</tables>實(shí)施例31-溴-8-氯辛烷的合成在一反應(yīng)器內(nèi)，裝入36.6g(0.2mol)的1，8-二氯辛烷、54.4g(0.2mol)的1，8-二溴辛烷和40g的DMI，然后于氮?dú)猸h(huán)境下，在140℃攪拌3小時(shí)。反應(yīng)完成后通過(guò)氣相色譜法分析反應(yīng)混合物。結(jié)果是，發(fā)現(xiàn)反應(yīng)混合物含有18.7％的DMI、21.8％的1，8-二氯辛烷、40.0％的1-溴-8-氯辛烷和17.9％的1，8-二溴辛烷。轉(zhuǎn)化程度為50.7％。比較實(shí)施例1除了不加入100g的DMF以外，以與實(shí)施例1相似的方法進(jìn)行反應(yīng)和分析。結(jié)果是，僅檢測(cè)到微量的1-溴-5-氯戊烷。比較實(shí)施例21-溴-6-氯己烷的合成在一個(gè)反應(yīng)器內(nèi)，裝入240g(2mol)的1，6-己二醇、156g的35％鹽酸和1gZnCl2，然后在98℃攪拌8小時(shí)。用200ml甲苯萃取反應(yīng)混合物后，用200ml的5％氫氧化鈉水溶液沖洗甲苯層，然后分餾，由此獲得93.5g(收獲率34％，純度98％)的6-氯-1-己醇。將所得93.5g(0.68mol)的6-氯-1-己醇注入200ml的己烷中，然后在40℃或更低下一滴滴地加入64g(0.236mol)的PBr3以引起反應(yīng)。反應(yīng)完成后，用200g的純水和300g的3％氫氧化鈉水溶液連續(xù)沖洗反應(yīng)混合物，并且除去n-己烷。通過(guò)氣相色譜法分析提濃物，結(jié)果發(fā)現(xiàn)它含有2％的1，6-二氯己烷、4％的1，6-二溴己烷和93％的1-溴-6-氯己烷。然后在一個(gè)精餾柱中分餾提濃物。結(jié)果顯示于表3中。表3中餾分1、餾分2和餾分3的沸點(diǎn)分別是80至90℃/6mmHg、89至95℃/6mmHg和95至98℃/6mmHg。權(quán)利要求1.一種式Br(CH2)nCl表示的α-溴，ω-氯烷烴的制備方法，其中n代表4至12的一個(gè)整數(shù)，它包括一步α，ω-二氯烷烴與α，ω-二溴烷烴在一種有機(jī)溶劑中的反應(yīng)。2.一種按照權(quán)利要求1所述的方法，其中有機(jī)溶劑是一種20℃的介電常數(shù)為20或更高的非質(zhì)子傳遞有機(jī)溶劑。3.一種按照權(quán)利要求2所述的方法，其中有機(jī)溶劑為一種含氮有機(jī)溶劑或一種含硫有機(jī)溶劑。4.一種按照權(quán)利要求1所述的方法，其中有機(jī)溶劑選自由N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺和N，N-二甲基咪唑啉酮組成的物質(zhì)組。全文摘要本發(fā)明描述一種用于簡(jiǎn)便制備一種式Br(CH文檔編號(hào)C07C17/20GK1174185SQ9711738公開(kāi)日1998年2月25日申請(qǐng)日期1997年8月12日優(yōu)先權(quán)日1996年8月13日發(fā)明者福本毅彥,鈴木宏始,小川欽也,廣川一史申請(qǐng)人:信越化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社