无溶剂条件下TCCA与苯乙酮类化合物的氯代反应研究(4)
近年来，一种名为低共熔溶剂（Deep Eutectic Solvent, 常缩写为DES）的无毒液体受到广泛重视。在一些重要文献中，将低共熔溶剂也归入离子液体的范畴中[11]。两种物质混合后的熔融物其凝固温度较之原有的两种物质会有不同程度的降低，甚至在一些极端的情况下，凝固温度降低至室温以下，则可得到室温条件下的液体。低共熔溶剂就是利用该性质进行配制，故低共熔溶剂也可称为低共熔物。
在A. P. Abbott及其同事报道的诸多低共熔物中，有一种是由氯化胆碱与有机酸配制而成的低共熔物。这种低共熔物稳定性好，凝固温度较低，最值得一提的是它属于生物可降解的物质，再加上原料易得、廉价等优点，此种低共熔物作为绿色溶剂具有巨大的工业化潜力，因此，吸引了不少研究者进行开发利用[12]。2010年，印度的G. S. Shankarling及其同事报道了在可生物降解的低共熔物中进行芳环溴代反应，并取得了95%的高收率（图1.4）[13]。
图1.4 在低共熔物中进行的芳环溴代反应
1.2.2苯乙酮的氯代反应
卤代反应是有机化学、有机合成中一类重要的基础反应。通过卤代反应在有机分子中引入了卤素原子，达到活化分子中特定部位的目的，并通过卤代化合物进一步制备含有其它官能团的有机物[14]。因此，许多有机卤代物是重要的有机合成中间体，可用来合成染料、香料、医药、农药等精细化学品[15]。氯苯乙酮及它的衍生物是一种重要的有机合成中间体,在医药、农药、塑料、液晶等工业生产上有着重要的应用。苯乙酮衍生物的不对称还原合成手性醇,制备手性药物是现在的研究热点。另外，部分有机卤代物本身具有一定的功能活性，可直接在现实生活中发挥作用。比如：许多卤代物具有强烈的催泪作用，尤其是α-氯代苯乙酮，具有较强的催泪性，在警察用于镇压暴徒的催泪气体中就含有浓度较高的α-氯代苯乙酮[16]。由此可以看出，有机卤代反应是现代有机合成中一类常见的反应，在许多领域内都有广泛且重要的应用。在绿色化学不断向传统有机化学提出挑战的今天，尝试用绿色化学的理念来指导新卤代反应的研究和开发是绿色化学和有机化学中的重要内容，具有相当的学术意义及应用价值[17]。
最为传统的氯代试剂是氯气。人们对氯气的研究历史悠久，将氯气作为氯代试剂的研究也颇为丰富。由于价廉，氯气至今在工业生产和药物合成中仍被大量使用。如：利用氯气在碱性条件下，对杂环的苄位进行具有选择性的一氯代反应（图1.5）[18]。该氯代反应可以较好地在苄位进行，而不发生在芳环上。但由于氯气毒性大，运输、生产、三废等处理困难，它的应用也受到很大限制。
图1.5 氯气对于杂环苄位的选择性氯代反应
在无机盐方面，氯化酮的氯代作用逐渐为人们所认识。用氯化铜代替传统的氯气作为氯代试剂，具有操作简单安全、毒性小、污染小等优点。氯化铜可在多种溶剂中对羰基化合物进行α-氯代，制备α-氯代醛或α-氯代酮类化合物。有文献报道，这类反应可能是遵循乙烯氧自由基机理进行的。在路易斯酸氯化铜的作用下，酮烯醇化生成烯醇盐，烯醇盐均裂为乙烯氧自由基，该活性自由基与氯化铜反应得到α-氯代酮（图1.6）[19]。
图1.6 以氯化铜为氯代试剂制备α-氯代酮类化合物
由于传统的氯代试剂毒性较大，且操作不便，故一类含有N-Cl结构的化合物引起了人们的注意，并迅速成为重要的氯代试剂[20]。N-氯代丁二酰亚胺（NCS）就是其中的代表。N-氯代丁二酰亚胺不但可用作杀菌剂，还可用作聚酯纤文的表面处理剂。由于NCS作为氯代试剂能以较高的选择性为脂肪酮、脂肪酰氯的α位提供氯原子，故在制备高纯α-氯代脂肪酮、脂肪酸及其衍生物的过程中被广泛使用，而α-氯代脂肪酮、脂肪酸及其衍生物是重要的医药、农药、香料等方面的合成中间体[21]。近年来，NCS被运用于氯化含杂环的羰基化合物，大大拓展了NCS氯代反应的应用范围。有文献报道，利用NCS在酸性条件下，对3-乙酰基吡啶进行α位的氯代反应取得了较好的结果（图1.7）[22]，该反应在酸性环境中对吡啶环的侧链进行氯代，取得了83%的可观收率，产物盐可广泛运用于医药、农药的合成。
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