5-氯甲基水杨醛（共3篇）
5-氯甲基水杨醛 篇1
摘要：5-氯甲基水杨醛是一种重要的取代型水杨醛,本文直接利用水杨醛与甲醛和浓盐酸反应得到5-氯甲基水杨醛,对合成条件和粗产品的纯化方法进行了改进,提高了产率、大大减少了溶剂的使用、缩短了操作时间,提出了一种高效的纯化方法。
关键词：5-氯甲基水杨醛,改进方法,合成
水杨醛及其取代产物是重要的有机合成中间体,可用于各种多齿配体、药物和螺吡喃类光致变色化合物等的制备,在农药、医药、石油化工、光学材料及日用化工等方面有着重要而广泛的用途[1,2],因而水杨醛及其取代产物的合成和生产在精细有机化工领域占据重要的地位。5-氯甲基水杨醛(5-chloromethyl salicylic aldehyde,CMSA)作为一种取代型的水杨醛,其合成方法均为水杨醛与甲醛或多聚甲醛以及浓盐酸、在低温反应过夜得到粗产品,不同文献中粗产品的纯化方法区别较大[3,4,5,6,7,8,9],但都表现出明显的弱点,如有机溶剂耗用量大、操作耗时、操作难度较大、纯化收率低。本文采用实验常用的试剂和合成条件得到5-氯甲基水杨醛的粗产品,针对产品的后续纯化处理的方法进行了改良,提出了一种省试剂、省时间、高产率、高纯度的纯化方法。
1 实验部分
1.1 仪器与试剂
JB-3型磁力搅拌器;XRC-1型显微熔点测定仪;Vario EL元素分析仪。
所用试剂为国产市售分析纯试剂。
1.2 CMSA的合成
在冷却和磁力搅拌下,往250mL三口瓶中分别加入20.0g水杨醛,12.6mL含量不低于36%的甲醛溶液及167mL浓盐酸,封闭反应体系,混匀后溶液变成黄色,封闭保持内温在15℃～20℃下反应3h,有白色固体出现,然后于室温下连续搅拌过夜(反应共计20h)。反应完毕,观察到黄色溶液中悬浮着大量白色固体,瓶底有少量红色的油状物。用砂芯漏斗抽滤,得浅红色固体粉末。将所得固体溶于250mL乙醚,转入分液漏斗中除掉底部少量棕红色水层,有机相经饱和NaCl溶液水洗至中性。倒出乙醚层,加入7.0g无水硫酸钠干燥过夜。滤除干燥剂,减压蒸出约3/5体积乙醚后,于-20℃冰箱中冷冻2h,迅速抽虑,用15mL石油醚(30℃～60℃)洗涤三次,真空干燥,得21.1g白色固体粉末。产率75.5%,熔点85℃～86℃。C8H7ClO2,元素分析,实验值(理论值),%:C56.42(56.33),H4.18(4.14)。
2 结果与讨论
为了方便本方法与文献方法的比较,表1列出了不同文献中CMSA的合成条件、纯化方法、产率及熔点数值。本文CMSA的熔程范围较窄,元素分析的实验值与理论值非常接近,说明产物的纯度较高,符合分析试剂纯度要求。从熔点数值来看,本文CMSA的熔点数值(85℃～86℃)与文献报道非常接近或完全一样[3,4,5,8,9]。在反应时间不超过20h的前提下,与文献[3,4,5,7,8,9]中的产率数值相比,本文产率(75.5%)最高。但文献[6]在反应时间长达48h的条件下,其CMHB的产率达到91.5%,比本文产率值要高些。
本文选择直接利用水杨醛与甲醛和浓盐酸反应,易于普通实验室操作的合成,在产物合成过程中应特别注意:①加入甲醛搅拌均匀后应较快速加入浓盐酸,否则副产物增多,即红色油状物较多;但加入浓盐酸的速度不宜过快,否则反应器内温难于控制在15℃～20℃,副产物也会增多。②浓盐酸的浓度和用量要保证足够,否则对产率影响较大。③反应前3h要严格控制内温在15℃～20℃,3h后可以在室温下搅拌反应过夜,这样对产率无明显影响。
本方法中粗产品的纯化过程应注意:①将得到的固体粗产品于沙芯漏斗中抽虑应尽量抽干,这样可多除去水溶性杂质;此时不宜用蒸馏水洗涤,否则粗产品会变粘稠,且产品损失明显。②粗产品溶于乙醚后,应将漏斗底部少量浅红色水层放掉,进一步除去水溶性杂质。③用饱和NaCl溶液将乙醚层洗至接近中性,无需用NaHC03洗涤,若用NaHCO3洗涤,产物损失较大,且两相分层速度慢,界面不清晰。④乙醚溶剂不必蒸发至干,留下约1/3乙醚以溶解除去杂质;为减少溶解损失,可将混合体系于低温(-20℃)下放置2h后迅速抽滤。⑤产品用低沸点的石油醚洗涤,既可除杂,也便于干燥。
文献中CMSA粗产品的纯化采用石油醚、苯或乙醚-石油醚混合溶剂重结晶的方法,由于5-氯甲基水杨醛在石油醚或苯中的溶解度很小,溶解几十克或更多样品需要耗用大量有机溶剂。另有文献报道用稀NaHCO3溶液洗涤除盐酸,但我们发现这样洗涤粗产品后,产品的溶解损失较大,滤液颜色明显变黄。本文舍弃了用乙醚或苯重结晶过程和用NaHCO3洗涤的过程用,5-氯甲基水杨醛粗产品经抽滤后,不用水洗或碱洗,直接用乙醚溶解,这时会有少量水层出现,呈棕红色,显然水层呈强酸性,且容有大量杂质,弃去这种水层后,用饱和NaCl溶液洗涤有机相以除去盐酸,至此绝大部分杂质已被除去。考虑到CMSA在乙醚中的溶解度很大,所以将有机相蒸去大部分乙醚后进行冷冻处理,以便析出更多产物,同时将剩下的少量杂质残留在母液中。从本方法得到的产品纯度和产率来看,都令人满意。显然与文献方法相比,本方法操作步骤简单,省时省试剂。
参考文献
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5-氯甲基水杨醛 篇2
1 实验部分
1.1 试剂和仪器
3,5-二氯水杨醛、三羟甲基氨基甲烷、其它试剂(皆为分析纯,使用前未做进一步处理)。Nicolet 306Ⅱ Spectrometer傅立叶变换红外光谱仪(KBr压片), Elemental Vario El元素分析仪。
1.2 3,5-二氯水杨醛缩三羟甲基氨基甲烷席夫碱(1)的合成
1.2.1 合成实验
合成路线见图1。分别将3,5-二氯水杨醛(3.82 g, 20 mmol),三羟甲基氨基甲烷(2.42 g, 20 mmol)溶于50 mL的无水乙醇,将三羟甲基氨基甲烷乙醇溶液滴加到3,5-二氯水杨醛的乙醇溶液中,反应30 min ,就会有黄色沉淀产生,减压过滤取得产物(1),真空干燥,产量5.41 g,产率为92.0 %。
1.2.2 反应物的比例对产率的影响
固定无水乙醇用量,反应温度和反应时间,考察反应物的比例对产率的影响,结果见表1。
从表1可以看出,三羟甲基氨基甲烷与3,5-二氯水杨醛的物质的量比例对产率没有影响(其中实验1,2的产率以三羟甲基氨基甲烷为基准,而3以3,5-二氯水杨醛为基准),但某种反应物过量没有提高产率,却浪费了原料,因此,本实验取反应的比例为1∶1。
1.2.3 反应温度对反应的影响
固定反应物比例、无水乙醇用量及反应时间,考察反应温度对产率的影响,结果见表2。
从表2可以看出,此反应的最佳温度为25 ℃,因为席夫碱不稳定,温度高易发生副反应,使得产率降低。
1.2.4 反应时间对反应的影响
固定反应物比例,无水乙醇用量及反应温度考察反应时间地产率的影响,结果见表3。
表3表明,随反应时间的延长,产率有较大的提高,但30 min以后,产率随反应时间的延长无较大的提高,如再延长反应时间,耗能又浪费时间,故反应时间以30 min为宜。
1.3 3,5-二氯水杨醛缩三羟甲基氨基甲烷还原席夫碱(2)的合成
取以上所得产物放入200 mL的烧杯中,然后加入少量的无水乙醇,用磁力搅拌器搅拌,再称取硼氢化钠(1.02 g, 27.0 mmol)分批加入烧杯中,搅拌30 min左右, 产生白色沉淀,减压过滤,固体用DMF-水混合溶剂重结晶即得产物(2),产量6.26 g, 产率为81.4%。
1.3.1 硼氢化钠的量的用量对反应的影响
固定产物(1)用量,反应温度及反应时间,考察还原剂用量对产率的影响,结果见表4。
从表4可以看出,还原剂硼氢化钠与3,5-二氯水杨醛缩三羟甲基氨基甲烷席夫碱的物质的量比例为1.5∶1时产率最高,还原剂的量少时反应不完全,还原剂的量多了容易发生副反应而消耗反应物,使产率降低。
1.3.2 反应时间与产率的关系
固定产物1用量还原剂用量及反应温度,考察反应时间对产率的影响,结果见表5。
表5表明,随反应时间的延长,产率有较大的提高,但30 min以后,产率随反应时间的延长无较大的提高,如再延长反应时间,耗能又会导致副产物的产生,故反应时间以30 min为宜。
2 结果与讨论
2.1 元素分析
化合物(1)的元素分析用Elemental Vario El元素分析仪测定,实验值(%):C 44.79,H 4.52,N 4.68;按分子式:C11H13O4NCl2,理论值(%):C 44.88,H 4.46,N 4.76。
化合物(2)的元素分析用Elemental Vario El元素分析仪测定,实验值(%):C 44.55,H 5.13,N 4.77;按分子式:C11H15O4NCl2,理论值(%):C 44.58, H 5.11,N 4.73。
2.2 红外光谱
化合物(1)、(2)的红外光谱见图2。
化合物(1)的红外分析表明:1644 cm-1为CN的伸缩振动[7],3390 cm-1为OH的伸缩振动。689 cm-1为CCl的伸缩振动。化合物(2)的红外分析表明:1079 cm-1为CN的伸缩振动,3370 cm-1为OH的伸缩振动,689 cm-1为CCl的伸缩振动,2942 cm-1为NH的伸缩振动,1496 cm-1、1584 cm-1为苯环的2个伸缩振动峰。对比化合物(1)、(2),可以清楚地知道,CN已被还原成了CN。
2.4 溶解实验
化合物(2)易溶于DMSO、DMF和甲醇,能溶于乙醇和丙酮,难溶于苯、乙醚,四氢呋喃和水。
3 结论
以3,5-二氯水杨醛、三羟甲基氨基甲烷为原料, 以硼氢化钠为还原剂,合成了3,5-二氯水杨醛缩三羟甲基氨基甲烷还原席夫碱。该席夫碱最佳反应条件为:3,5-二氯水杨醛和三羟甲基氨基甲烷比例为1∶1,反应时间为30 min,反应温度为30 ℃。该还原席夫碱最佳反应条件为:硼氢化钠与3,5-二氯水杨醛缩三羟甲基氨基甲烷席夫碱的物质的量比例为1.5∶1,反应温度为30 ℃。
摘要：以无水乙醇为溶剂,在室温条件下,三羟甲基氨基甲烷与3,5-二氯水杨醛反应合成席夫碱,并用硼氢化钠作还原剂还原得到相应的还原席夫碱。对原料配比、温度、反应时间等影响产率的因素进行了分析研究。席夫碱最佳反应条件为:3,5-二氯水杨醛和三羟甲基氨基甲烷比例为1∶1,反应时间为30 min,反应温度为30℃。该还原席夫碱最佳反应条件为:硼氢化钠与3,5-二氯水杨醛缩三羟甲基氨基甲烷席夫碱的物质的量比例为1.5∶1,反应温度为30℃。
关键词：硼氢化钠,还原,席夫碱
参考文献
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4-氯-5-甲基嘧啶的合成研究 篇3
目前报道的关于4-氯-5-甲基嘧啶的合成有2种方法[4,5]。第一种方法是以2-溴乙酸乙酯(2)为起始原料,先与原甲酸三乙酯反应得到化合物3,再经与硫脲环合,脱去巯基和氯代4步反应得到目标产物,但该工艺路线反应步骤较长,每一个反应阶段都需较多反应步骤,且操作较为复杂;第二种方法是以2-甲酰基丙酸乙酯(6)为起始原料,与硫脲环合,脱去巯基和氯代3步反应得到了目标产物,但工艺路线反应步骤较多,操作较为复杂,且需要回流操作16 h,效率较低。反应中使用了雷尼镍作为催化剂,参加反应之后的雷尼镍仍然可能含有大量的氢气,应在通风处销毁,雷尼镍燃烧时会产生有害气体,对人体的伤害较大。这些方法存在的缺陷阻碍着4-氯-5-甲基嘧啶的工业化生产。
方法一:
方法二:
本研究经过多次试验,设计了一条反应步骤短、操作简单、成本低且安全环保的合成路线。以4,6-二氯-5-甲基嘧啶(7)为起始原料,经2步反应合成了目标产物,该路线是一条适合工业化生产的新的合成路线。合成路线如下:
1 实验部分
1.1 主要仪器和试剂
85-1B磁力搅拌器、DF-101S集热式恒温加热磁力搅拌器,巩义市予华仪器有限责任公司;JJ200电子天平,常熟市双杰测试仪器厂;三用紫外分析仪,上海市安亭电子仪器厂。所用试剂均为市售化学纯和分析纯,并按要求进行纯化处理。
1.2 制备方法
1.2.1 4-氯-6-肼基-5-甲基嘧啶的合成(8)的制备
向500 mL单口瓶中加入135 mL异丙醇和60 g 80%水合肼,搅拌均匀后加入54 g4,6-二氯-5-甲基嘧啶,升温至80℃反应5 h,冷却,抽滤,滤饼用180 mL水冲洗,干燥,得白色固体52.1 g,产率为99%。
1.2.2 4-氯-5-甲基嘧啶(1)的制备
向1L单口瓶中加入150 mL甲醇、150 mL水和50 g化合物8,搅拌下加入135 g氧化汞,升温至60℃搅拌30 min,减压过滤,用300 mL石油醚洗涤滤饼,滤液分离有机相,水层用200 mL石油醚萃取,合并有机相,无水硫酸镁干燥,蒸除溶剂,得浅黄色固体37.1 g,收率为92%。1H NMR(400 MHz,CDCl3)δ:2.30(s,3H),8.88(s,1H),9.18(s,1H);m/z:129[M+H]+。
2 结果与讨论
2.1 温度对肼基取代反应的影响
不同温度对肼基取代反应的影响如表1所示。
由表1可见,温度对肼基取代反应的影响较大,随着温度的升高反应时间明显缩短,收率也有所提高。当温度达到80℃时反应时间短、收率高,符合工业化生产要求,因此本研究选用80℃作为肼基取代的反应温度。
2.2 温度对脱肼基反应的影响
不同温度对脱肼基反应的影响如表2所示。
由表2可见,不同温度对脱肼基反应的影响较大,随着温度的升高收率提高明显,反应时间较短。当温度为60℃时反应时间短、杂质少、收率高,符合工业化生产标准,因此本研究选用60℃作为脱肼基的反应条件。
3 结论
4-氯-5-甲基嘧啶作为多种药物的重要中间体,在药物合成领域有较高的应用价值。本路线以4,6-二氯-5-甲基嘧啶为起始原料,经肼基取代和脱肼基2步反应合成了目标化合物,反应总收率为91%。本文合成路线反应步骤短、产品收率高、操作简单、成本低且安全环保,适合于工业化生产。
摘要：嘧啶类化合物是一种非常重要的杂环化合物,广泛应用于医药、农药领域。文章介绍了标题化合物的合成方法。以4,6-二氯-5-甲基嘧啶为起始原料,经肼基取代及脱肼基两步反应合成了目标化合物,并经MS和1H NMR对其结构进行了表征。本合成路线反应步骤短、操作简单、成本低且安全环保,反应总收率91%。该路线适合于工业化生产。
关键词：4-氯-5-甲基嘧啶,4,6-二氯-5-甲基嘧啶,合成
参考文献
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