脂肪卤代物的合成

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O
S O C l2 /P y
O H r.t.,3 -4 h
6
O [5 ]
C l
在SOCl2和DMF或HMPA(催化剂兼溶剂)合用时,其氯化剂的实际形式为(7)或 (8)。由于它们具有活性大、反应迅速、选择性好以及能够有效的结合反应中生 成的HCl等优点,故特别适宜于某些特殊要求的醇羟基氯置换反应,亦可作为良好 的羧羟基氯置换试剂。
H* H3CCC6H13
OH
H* H3CCC6H13
Cl
[4]
SOCl2/benzene/r.t./16h SOCl2/dioxane/r.t./42h SOCl2/dioxane/ZnCl2/r.t./1h
(15%)(93%构型翻转) (100%)(82%构型保留) (100%)(外消旋混合物)
烯丙醇和氯化亚砜在乙醚中进行反应时,烯丙位重排产物的比例与所 用的氯化亚砜浓度有关系。例如,化合物2-丁烯-1-醇(5)在5.6 mol 氯化亚砜醚溶液中得到两种双键位置不同的异构体混合物;而用0.7 mol氯化亚砜时,几乎完全得到重排产物,这可能由于在稀溶液中无 水乙醚易和干燥氯化氢生成氢键连接的复合物,从而有利于SN1反应 和双键重排。
Cl
OH 5
5.6mol SOCl2/Et2O
Cl (24%)
+ (76%)
0.7mol SOCl2/Et2O (1%)
(99%)
7
在氯化亚砜的反应中,若加入有机碱(如吡啶)作为催化剂,或者醇本身分子 内存在氨基等碱性基团,因能与反应中生成的氯化氢结合,故有利于提高卤代 反应速率。此外,该反应也适宜于一些对酸敏感的醇类的氯置换反应。例如, 2-羟甲基四氢呋喃(6)用二氯亚砜和吡啶在室温下反应,可得到预期的2-氯甲 基四氢呋喃,而不影响酯环醚结构
X POR
9
RX
10
上述亲核取代过程,大多属于SN2机理,因此,光学活性醇在与三卤化磷 反应后的主要产物常常为构型翻转的卤化物。但是,由于亚磷酸酯反应 的立体选择性不高,故会发生一定比例的外消旋化。 对于某些易发生重拍的醇(仲醇、β位具有叔碳取代基的伯醇等),由 于SN1机理可能性增加,则随着所用卤化磷以及其用量、反应条件不同, 其收率和重排副产物的比例也不同。
M e2N O C HS O C l2 M e2N =C H C l C l 7
(M e2N )3P OS O C l2 (M e2N )2P C l=N M e2C l 8
C 8H 7C 6H 4(O C H 2C H 2)5O H
S O C l2, D M F heat,15m in
C 8H 7C 6H 4(O C H 2C H 2)5C l (100% ) [6]
O H P B r3 E t2 O ,R .t.,1 h
B r
(8 2 % )
[7 ]
三卤化磷和醇进行反应时,首先生成亚磷酸的单、双或三酯的混合(9)和 卤化氢,然后,由于倾向于形成磷酰基(P=O)而使(9)中烷氧键发生断 裂,于是卤素负离子对酯分子中亲电性烷基作亲核取代反应,生成卤化物。
RO H+ P X 3 -H X
dioxane
O
O OCOS
Cl
C Cl + SO2+ dioxane 构型保留
OH
SOCl2 -HCl
O COS
Cl 4
pyridine Cl
O COS
Cl
Cl
+ SO2+Leabharlann BaiduCl
构型翻转
-SO2 Cl
C Cl
外消旋混合物
6
例如,光学活性的2-正辛醇用氯化亚砜在不同溶剂中进行反应,得到不同 构型的相应氯化物,若添加氯化锌作为催化剂,反应速率明显加快,SNi机 理转化为SN1机理,得到外消旋产物。
8
醇用溴化亚砜的溴置换反应,类似于氯化亚砜。溴化亚砜可以由 SOCl2和溴化氢气体在0℃反应得到。
3.1 醇和二氯亚砜反应的方法示例
HO
S N 1
SOCl2 Cl
S N
2
9
4. 醇和卤化磷的反应
用三卤化磷、五卤化磷对醇羟基做亲核取代反应也是经典的卤置换反应。这卤 化剂的活性比氢卤酸大,与后者相比,重排副反应也较少。其中,三溴化磷和 三氯化磷应用最多,前者效果比较好,也可以由溴和磷在反应中直接生成,使 用方便。
OH
PBr3(0.28mol)/20C,22h(19%) PBr3(0.75mol)/150C,24h(64%) PBr3(0.28mol)/20C,24h(1%)
脂肪卤代物的合成
在醇的氯置换反应中,活性较大的叔醇、苄醇等可以直接用浓盐酸或氯化氢 气体,而伯醇常用卢卡斯试剂(浓烟酸-氯化锌)进行氯置换反应。
gas HCl OH 15min,r.t.
yield:97% [2] Cl
浓HCl/ZnCl2 OH 4h,heat
Cl yield:66% [3]
在某些仲醇、叔醇和β位具有叔碳取代基的伯醇的反应中,若反应温度过 高,会产生重排、异构化和脱卤等副反应。例如,巴豆醇(1)用48%氢溴酸 于-15℃反应,或者用饱和溴化氢气体于0℃反应,除主要得到正常卤代物(2) 外,还有不同比例的双键异构化副产物(3)。
醇和氯化亚砜的反应过程,首先形成氯化亚硫酸酯(4),然后断裂C-O键,释放出二氧化硫 生成氯代烃。(4)的分解方式与溶剂极性有关,同时又决定了醇碳原子构型在氯化反应中 的变化。如在二氧六环中反应,由于二氧六环的氧原子上未共用电子对从酯基的反位和酯 碳原子形成微弱的键,增加了反位方向的位阻,促使氯离子作SNi取代,结果保留了醇碳 原子原有的构型;但是如果是在吡啶中反应时,由于氯化氢和吡啶成盐而贮存于反应液 中,离解后的氯离子可从酯基的反应作SN2取代,得到构型翻转的产物;如果没有溶剂, 在某些催化剂(如氯化锌)作用下,(4)直接分解成离子对形式,于是按照SN1机理得到外 消旋产物。
H+ 1 OH -H2O
Br
Br
Br
48% HBr/-15C
Br 2 (86%)
3 (14%)
饱和 HBr/0C
(79%)
(21%)
4
2.1 醇和氯化氢反应的方法示例
H C l O H
C l
2.2 醇和溴化氢反应的方法示例
O H
B r
H B r
5
3. 醇和卤化亚砜的反应
氯化亚砜是醇的氯置换反应中一种常用的良好试剂,主要是反应中生成 的氯化氢和二氧化硫均为气体,易挥发除去而无残留物,经直接蒸馏可 得到纯净的氯代烃。
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