2-氯-1-(3,4-二氟苯基)乙酮的制备

前言

2-氯-1-(3,4-二氟苯基)乙酮是一种重要的精细化工中间体。一般合成2-氯-1-(3,4-二氟苯基)乙酮的方法是采用邻二氟苯为原料，用乙酰氯为酰化剂经Fridel-Crafts酰基化得到2-氯-1-(3,4-二氟苯基)乙酮粗产品，再经过提纯得到比较纯净的产物。乙酰氯作为酰化剂有一定的弊端，乙酰氯的沸点为51～52℃，易燃品，其蒸气与空气可形成混合物遇明火、高热能引起燃烧爆炸；受热分解释放出剧毒的光气和HCl气体；遇水、水蒸汽或乙醇剧烈反应甚至爆炸；遇明火会发生火灾，因此，乙酰氯做酰化剂在实际操作中有比较苛刻的要求。

据文献报道[1]，采用乙酸酐做为酰化剂所得产物要比用乙酰氯做为酰化剂高，收率可达到85％。于是我们选择采用邻二氟苯和乙酸酐为原料，采用三氯化铝，为催化剂反应得到目标产物，该工艺在实验室条件下操作比较简单，反应易于的控制，反应条件比较温和，收率达到81．8％，具有较强的实用性。合成反应式如下图：

图1 2-氯-1-(3,4-二氟苯基)乙酮的合成反应式

实验操作

迅速称取10．2g无水三氯化铝，(研细)，加入干燥的四口烧瓶中，立即加入11．4mL的邻二氟苯(干燥过)，中口安装电动搅拌器，侧口分别安装温度计，恒压滴液漏斗(盛有一定量的纯化过的乙酸酐，球形冷凝管上部接一装有无水氯化钙的干燥管且有毒气体吸收装置(吸收液为5％NaOH溶液)，在匀速搅拌下，从恒压滴液漏斗中缓慢滴人乙酸酐，调节滴加速度，使反应温度控制在60℃以下，滴加过程中温度上升，有大量白色气体逸出，溶液颜色加深，滴加完毕，溶液呈淡紫色胶黏。用油浴加热回流反应直至无HCl气体逸出，溶液变浅棕色。撤去气体吸收装置，冷却后，将四颈烧瓶置于冷水浴中，在搅拌下加入一定量的冰水混合物，固体物质全部溶解(若未溶解，滴加少量浓盐酸)。将反应物转入分液漏斗中，分出有机层，水层用甲苯分两次萃取，最后合并甲苯层，甲苯层用5％NaOH溶液、蒸馏水分别洗涤，直至水层pH=7。旋转蒸发除去甲苯以及少量水的混合物并回收，残液进行减压蒸馏收集25 mmHg下125-126℃的馏分(常压下，2-氯-1-(3,4-二氟苯基)乙酮的沸点为245～247℃)，为棕色油状液体。将产品放入冰箱固化结晶。本实验采用乙醇作为重结晶的溶剂，将固化所得产物重结晶，干燥，得到最终产物。

结果与讨论

投料比对产品收率的影响

根据傅一克酰基化反应机理，我们知道酰化剂投入量的多少对产品收率有很大的影响，在无水三氯化铝，10．2g，邻二氟苯投入量为25．1 mL不变的条件下，考察了酰化剂投入量不同时产品的收率，得出产物。酰化剂加入量对产品收率影响巨大。只有邻二氟苯与乙酸酐的摩尔比2：1时(乙酸酐10．4mL)，目标产物的产率最高。

反应温度对产品收率的影响

在无水三氯化铝310．2g，邻二氟苯投入量为25．1mL，乙酸酐10．4mL不变的条件下，控制反应温度，实验得出如下结果。不同的反应温度对产品的收率是不一样的，温度不宜过高，也不宜过低，反应温度控制在50℃左右，若温度过低，则反应不完全，反应速率太慢；若温度过高，则反应的副产物增多，从而影响产品收率。

反应时间对产品收率的影响

在无水三氯化铝，10．2g，邻二氟苯投入量为25．1 ml，乙酸酐10．4mL，反应温度控制在50℃左右不变的条件下，通过控制回流反应时间来考察产物的收率情况，当回流反应时间太短，则反应不完全，产率低，反应时间到2．5h时，产品收率较高；而反应时间超过2．5h后，产品收率没有多大变化，证明反应时间达到2．5h后反应已经比较充分了，所以将反应时间控制在2．5h左右。

不同路易斯酸对产品收率的影响

在上述条件不变的情况下，根据傅一克反应机理，路易斯酸在反应中起到很重要的作用，傅一克反应中路易斯酸有很多种，如：氯化铁、氯化锌、三氯化铝、三氟化硼、HF等，我们主要考察实验室内常见的路易斯酸的催化活性。常见的路易斯酸的催化活性不同。三氯化铝3的催化活性远远优于ZnCl2和FeCl3，所以我们采用AICI3作为催化剂。

三氯化铝用量对产品收率的影响

本实验中除了对反应条件的控制外，更重要的是原料的投入量的控制，其中最突出的是对路易斯酸的加入量的控制。根据实验现象以及实验结果，发现投入太少则催化效果不理想，当AICI3，投入量过多时，反会对实验结果产生负面影响，反应瓶中的溶液会过分粘稠甚至会凝结成固体，溶液的凝结造成搅拌不充分，从而导致反应不充分，降低产品的收率。因此，我们选择三氯化铝，投入量为10．2g，即n(三氯化铝)：n(乙酸酐)=2：1。

结论

在经过多次实验验证后，可以得出：合成2-氯-1-(3,4-二氟苯基)乙酮的工艺条件是以邻二氟苯为原料，乙酸酐为酰化剂，三氯化铝为催化剂，n(邻二氟苯)：n(乙酸酐)=1：1，凡(三氯化铝)：n(乙酸酐)=2：1，缓慢滴加乙酸酐，滴加时反应瓶内反应液的温度保持在50℃左右(低于60℃)，然后油浴加热回流反应温度上升至90～95℃，回流搅拌反应约2．5h，最终所得产品收率可达81．8％。该方法反应条件温和，反应时间较短，在实验室条件下易于对反应的控制，且反应收率比较高。

参考文献

US7038044 B1, 2006 ;