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氯化亚砜和醇制备氯代烃

发布日期:2018/8/20 11:09:37

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。

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。

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。

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。

在氯化亚砜的反应中,若加入有机碱(如吡啶, 三乙胺等)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,故有利于提高氯代反应速率。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。


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。

 醇和氯化亚砜的反应示例1:

To a mixture of 1 (11 g, 43mmol) in CH2Cl2 (100 mL) containing triethylamine (9 mL,65 mmol) at 5 °C was added dropwise over 15 min thionyl chloride (4 mL, 55 mmol). The ice bath was removed and the mixture warmed to room temperature and stirred for 24 h. The mixture was washed once with saturated K2CO3 (100 mL), dried (MgSO4), and concentrated under reduced pressure to give a black oil. The crude oil was purified on SiO2 (300 g, 100% CH2Cl2) to give 10 g of a clear orange oil (36 mmol, 84%yield). Reference:Journal of Medicinal Chemistry,  2008, 51(14), 4150-4169;

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