对氯苯乙酸的合成

介绍

对氯苯乙酸（4-Chlorophenylacetic acid）是一种有机化合物，化学式为C8H7ClO2，分子量为170.593。它是一种白色固体粉末，具有显著的酸性，是一种烷基羧酸类化合物，具有较好的化学稳定性。结构中的羧基可与醇类化合物和胺类化合物发生缩合反应，生成相应的酯或酰胺类衍生物。它还可以通过过渡金属的催化作用与有机亲核试剂进行偶联反应，得到官能团化的苯乙酸类衍生物。

图一 对氯苯乙酸

合成

路线一：312ml甲醇、0.55g钴2-羧酸、1.37g乙酸钯，加入高压釜反应器中，搅拌5分钟以溶解催化剂。将釜中的空气换成CO三次，并将温度升至180°C。将CO冲洗至1.5 MPa的压力。在1小时内，将64.4克（0.4摩尔）1-氯-4-氯甲基苯和160克（1.2摩尔）30%氢氧化钠滴加到反应容器中。反应5小时后，将温度降至室温，减压蒸馏除去甲醇，滤出催化剂，加入30%盐酸将pH值调节至1，然后过滤。干燥后得到对氯苯乙酸，纯度为99.32%，收率为90%[1]。

路线二：向装有特氟纶涂层磁力搅拌棒的100mL反应器中装入正丁醇（20mL）和催化剂（0.5mmol）。然后将反应器从手套箱中取出，用一氧化碳（1atm）加压。将混合物在60°C下搅拌2小时，冷却至环境温度并缓慢排气。加入1-氯-4-氯甲基苯（10 mmol）、NaOH（15 mL，15%）和TBAI（0.25 mmol）后，密封反应器，在60°C和一氧化碳（1 atm）下搅拌反应混合物22小时。反应后，分离水相，用H2O（3×5 mL）洗涤有机相三次，用Et2O洗涤合并的水层，然后将所得溶液冷却至0°C，用HCl（6 mol/L）调节pH=1-2。过滤产物，在室温下干燥，然后重结晶，得到对氯苯乙酸[2]。

路线三：羰基化反应在配有磁力搅拌棒的150毫升聚四氟乙烯（PTFE）内衬高压釜中进行。在典型的实验中，将1-氯-4-氯甲基苯（0.01mol）、Pd（PPh3）2Cl2（0.13mmol）、TEAC（0.18mmol）、NaOH（4M，8mL）和DMB（10mL）放入高压釜中。高压釜用氮气吹扫三次，用一氧化碳吹扫三遍，然后加热至80°C。在反应过程中，CO压力保持在1.5MPa。反应完成后，将高压釜在冰水中冷却至室温，并将CO排放至大气压。然后用HCl（12M）将混合物调节至pH=2，通过过滤收集固体并风干。将粗产物在MeOH/H2O（1:1，v/v）中重结晶，得到对氯苯乙酸[3]。

图二 对氯苯乙酸的合成

参考文献

[1]王辉,何朝晖,徐晓明.一种苯乙酸类化合物的制备方法[P].江苏省:CN201710648619.7,2019-02-12.

[2]She M ,Xiao D ,Yin B , et al.An efficiently cobalt-catalyzed carbonylative approach to phenylacetic acid derivatives[J].Tetrahedron,2013,69(35):7264-7268.

[3]Li H ,Zhang Y ,Liu D , et al.An improved method for the synthesis of phenylacetic acid derivatives via carbonylation[J].Journal of Chemical Research,2019,43(11-12):548-552.