2-氯噻吩的合成与应用

简述

2-氯噻吩(2-Chlorothiophene)的分子式C₄H₃ClS，分子量为118.59，是一种有毒、易燃的无色液体，其相对密度比水大，约为1.285g/mL。因为缺电子基团氯的存在，2-氯噻吩具有高的α-C-H键反应活性，能够通过DAr P合成高分子量共轭聚合物[1]。

采用密度泛函理论对于2-氯噻吩分子在ah(111)表面上吸附行为展开探讨。结果表明，平行的hol位及bridge位上的吸附最稳定。吸附后，2-氯噻吩键长发生明显变化，分子平面被扭曲，分子中C-H(Cl,S)相对于金属表面倾斜上翘。垂直吸附模式不如平行吸附模式稳定，但吸附后噻吩环未发生变形。另外，hol及bridge吸附模式下2-氯噻吩的芳香性已遭破坏，噻吩环上的碳原子呈现准sp3杂化。在平行的hol位吸附后，2-氯噻吩环累计得到0.77个电子，而Rh(111)表面累计失去1.19个电子[2]。

合成方法

2-氯噻吩的合成包括以下步骤：（1）搅拌的反应容器中，以质量浓度为25-35%的盐酸，噻吩和三乙胺为反应原料，使反应体系降温至-10-0℃，缓慢滴加质量浓度为25-35%的双氧水，滴加完毕后保温8-12h进行反应；（2）反应结束，静置分层，水层用适量乙酸乙酯萃取1-3次，合并有机层；（3）有机层用饱和食盐水洗涤，减压浓缩干燥得2-氯噻吩。以上方法采用双氧水和浓盐酸制备氯气，通过温度和双氧水的滴加速度控制产品质量，工艺路线短，原料价廉易购，操作安全，产品收率高，质量好，适合大规模生产[3]。

应用

2-氯噻吩是重要的有机合成原料，它与二氯乙烷、醋酐升温回流制得的5-氯-2-乙酰噻吩，再和水升温后加入次氯酸钠溶液、亚硫酸钠水溶液，用浓盐酸调节pH，过滤，滤饼烘干可以得到-氯-5-噻吩甲酸粗品。粗品加入甲苯重结晶可以得到高纯度的2-氯-5-噻吩甲酸。具体的制备过程主要包括氯化，乙酰化，氧化步骤，工艺路线短，操作简单，收率高，适合大规模生产[4]。另外，以2-氯噻吩为原料先变成三噻吩基硼烷，然后与对甲苯磺酸-2-(2-噻吩基)乙酯反应可以生成1,2-二(2-噻吩基)乙烷。具体的合成过程以2-氯噻吩，锂，硼酸三异丁酯为原料，以四(三苯基膦)钯为催化剂，具有反应条件温和，反应路线短，反应收率高的特点[5]。

综合已有的文献可知，2-氯噻吩是一种重要的医药中间体，例如合成治疗成人静脉血栓的药物利伐沙班的中间体——5-氯-2-噻吩甲酰氯。在该物质的合成过程中，2-氯噻吩和卤代乙酰氯是主要原料[6]。

氯甲基化反应研究

以2-氯噻吩、多聚甲醛为原料，以离子液体[C2mim]Br、[C3mim]Br、[C4mim]Br、[C5mim]Br、[C6mim]Br、[C7mim]Br、[C8mim]Br等多种物质为催化剂进行氯甲基化反应，得到产物2-氯-3-氯甲基噻吩。研究表明，离子液体可以促进2-氯噻吩的氯甲基化反应，具有相转移催化剂的效果，并且以[C4mim]Br和[C8mim]Br的催化效果为佳。最佳反应条件如下：离子液体[C8mim]Br摩尔分数为5%(相对于2-氯噻吩)，温度40℃，反应时间8h，产物产率可达92.1%[7]。

参考文献

[1]睢颖.噻吩衍生物的直接芳基化缩聚及其聚合物的性能研究[D].天津大学,2021.DOI:10.27356/d.cnki.gtjdu.2021.000511.

[2]陈展虹,丁开宁,徐香兰,等.2-氯噻吩在Rh(111)表面吸附的密度泛函理论研究[J].催化学报, 2010(1):7.DOI:10.3724/SP.J.1088.2010.90513.

[3]舒茂胜,蔡跃冬.2-氯噻吩的合成方法:CN201310479585.5[P].CN103497172A.

[4]苑文秋,蔡跃冬,陈航军.一种2-氯-5-噻吩甲酸的制备方法:CN 201210467611[P].CN 102993164 A[2024-10-22].DOI:CN102993164 A.

[5]李彦威,邢俊德,王丽丽,等.一种1,2-二(2-噻吩基)乙烷的合成方法:CN201410372070.X[P].CN104177328A.

[6]谭回,李维平,黄贤键,等.利伐沙班中间体5-氯-2-噻吩甲酰氯的合成方法:CN201811546031.1[P].CN109280045A.

[7]张金玲,方岩雄,王海曼,等.离子液体催化2-氯噻吩氯甲基化反应研究[J].精细化工, 2010(8):4.DOI:CNKI:SUN:JXHG.0.2010-08-018.