3-氯甲苯的合成方法及其在有机合成中的应用

背景及概述^[1]

3-氯甲苯又叫间氯甲苯，是一种无色液体，主要用于制造农药、医药、染料及过氧化物中间体和溶剂。3-氯甲苯是甲苯氯化生成邻氯甲苯和对氯甲苯的副产物，但其含量非常低且分离困难，一般不通过甲苯氯化制备3-氯甲苯。

合成方法^[1]

以邻氯甲苯为原料，对其进行异构化制备3-氯甲苯。用工业级的邻氯甲苯为反应原料，分析纯的甲苯和氯苯作为稀释剂，与邻氯甲苯按一定体积比混合均匀。钢瓶N₂和H₂作载气。异构化反应在石英管积分反应器中进行，催化剂用量7～8克。新鲜催化剂在空气中于500℃下活化1小时后，用N₂降至反应温度，恒温后进料反应。原料用超微量泵输送，迅速气化的试样蒸气由载气连续带入催化剂床层，反应产物经冷凝按预定时间进行收集。催化剂（HZSM-5）结焦减活后，通空气在500℃下再生2小时，然后再用于反应。收集的液体产物用毛细管色谱仪分析。产物组成如下图所示。

应用领域^[2][3]

1.制备间苯氧基甲苯

将3-氯甲苯、苯酚钠、氯化亚铜、8-羟基喹啉和聚二甘醇于反应容器中常温搅拌混合，并加热至混合液温度为130~140℃，然后保温搅拌反应8~9h，最后经高真空减压蒸馏，取100~110℃馏分，即得间苯氧基甲苯，其反应方程式如下。该反应以苯酚钠和3-氯甲苯为原料在催化剂作用下一步反应制备间苯氧基甲苯，间氯甲苯既是反应物又是溶剂。

2.制备氢溴酸常山酮

氢溴酸常山酮即7-溴-6-氯-3-[3-（3-羟基-2-哌啶基）-2-氧代丙基]-4（3H）-喹啉酮，属于天然生物碱，最早作为兽药使用，在抗家禽球虫病方面有独特的功效。以3-氯甲苯为原料，三氯化铁为催化剂，与溴丁烷及溴发生溴化反应得到2，4-二溴-5-氯甲苯，通过高锰酸钾、重铬酸钾或二氧化镁将甲基转变为羧基，得到2,4-二溴-5-氯甲苯酸，在氯化亚铜存在下与氨水或者氨气反应，选择性将其邻位溴氨化，得到2-甲基-4-溴-5-氯苯甲酸，再使用甲酰胺在DMF溶液中环化得到7-溴-6-氯-4（3H）-喹啉酮，最后与2-溴丙酮基-3-甲氧基-1-哌啶羧酸乙酯缩合、水解、脱甲基，即制得氢溴酸常山酮。其反应过程如下。

主要参考资料

[1] 赵振华, 林立炟. 邻氯甲苯在 HZSM-5 沸石催化剂上常压异构化反应的研究[J]. 催化学报, 1987, 8: 430-435.

[2] 景崤壁，林明，朱贵，间苯氧基甲苯的合成方法，CN 201010234546，申请日2010-07-19

[3] 毛中兴，茅关兴，金军挺，氢溴酸常山酮的制备方法，CN 200410016161，申请日2004-02-04