2,4-ジクロロアセトフェノンの调制方法

2,4-ジクロロアセトフェノンは有機合成の重要な中間体であり、医薬品、農薬、染料の製造に広く使用されています。 芳香族環の2位と4位で置換された2つの塩素原子を特徴とするその化学構造は、独特の反応性を与えます。 いくつかあります2,4-ジクロロアセトフェノンの调制方法、そしてそれらを理解することは産業用途にとって非常に重要です。 この記事では、関連する化学プロセスに焦点を当てて、一般的に使用される方法のいくつかを探ります。

1.アセトフェノンの直接塩素化

2,4-ジクロロアセトフェノンを調製する最も簡単で最も直接的な方法の1つは、アセトフェノンの塩素化によるものです。 この反応では、塩化鉄 (III) (FeCl3) のような触媒の存在下で、塩素ガスがアセトフェノンに導入される。

反応は求電子芳香族置換を介して進行し、ベンゼン環の2位と4位に塩素原子が導入されます。 アセトフェノンのカルボニル基が入ってくる求電子試薬 (塩素) をこれらの位置に向けるので、これが好ましい。 塩素の量を制御することは、望ましくない副生成物をもたらし得る過剰塩素化を回避するために重要である。

利点:

• シンプルなプロセス: リアクションのセットアップは比較的簡単で費用効果が高くなります。
• スケーラビリティ: この方法は工業生産のためにスケーラブルです。

デメリット:

• 選択性の問題: 注意深く制御しないと、望ましくない位置でポリ塩素化または塩素化につながる副反応が発生する可能性があります。
• 環境への懸念: 塩素ガスの使用は、環境および安全上の危険をもたらす可能性があります。

2. Friedel-Crafts 2,4-塩化ジクロロベンゾイルによるアシル化

もう一つの広く使われている2,4-ジクロロアセトフェノンの调制方法Friedel-Craftsのアシル化です。 この反応では、2,4 − ジクロロベンゾイルクロリドをアシル化剤として使用し、塩化アルミニウム (AlCl3) などのルイス酸の存在下で塩化アセチルまたは無水酢酸と反応させる。

この反応には、アシリウムイオンの形成が含まれ、それが芳香族環を攻撃します。 2位と4位の塩素置換基が保持され、2,4-ジクロロアセトフェノンが直接形成されます。

利点:

• 高い選択性: この方法は、塩素置換の位置を正確に制御します。
• 純度得られる生成物は、典型的には、より少ない副生成物で高純度である。

デメリット:

• 複雑な反応セットアップ: これらの試薬は慎重に取り扱う必要があるため、塩化アルミニウムのようなルイス酸の必要性はプロセスを複雑にします。
• 廃棄物の生成: フリーデル-工芸品の反応はしばしば酸性の副産物を生成し、中和と適切な廃棄物処理が必要です。

3.前塩素化アセトフェノン誘導体の代替

より的を絞ったアプローチには、4-クロロアセトフェノンなどのアセトフェノンの前塩素化誘導体から開始し、2位に別の塩素原子を導入することが含まれます。 これは、N-クロロコハク酸イミド (NCS) や塩化スルフリル (SO2Cl2) などの試薬を使用した選択的なハロゲン化によって達成できます。

最初の塩素原子の存在は、芳香族環の電子密度に影響を与え、その後の置換を2位に導きます。 この方法は、高い選択性が必要な場合に有利であり、化合物の過剰塩素化を回避する。

利点:

• 精度: この方法では、置換パターンを高度に制御できます。
• 穏やかな条件: 直接塩素化と比較して、この反応はしばしばより穏やかな条件下で行うことができます。

デメリット:

• 段階的プロセス: この方法には追加のステップと出発材料が含まれるため、直接の方法よりも効率が低くなります。
• コスト: NCSのような特定の塩素化剤の使用は、プロセスのコストを増加させることができる。

4.代替グリーン化学方法

環境の持続可能性への注目が高まる中、2,4-ジクロロアセトフェノンを準備するためのグリーンケミストリーのアプローチが模索されています。 これらの方法は、有害化学物質の使用を最小限に抑え、廃棄物を減らすことに焦点を当てています。 1つの有望なアプローチは、より安全で環境に優しい方法で塩素化反応を媒介するために、イオン性液体またはゼオライトのような触媒の使用を含む。

たとえば、イオン性液体は溶媒および触媒として機能し、より穏やかな条件下で、より少ない副生成物でアセトフェノンの塩素化を可能にします。 イオン性液体の再利用性はまた、プロセスの環境への影響を減少させる。

利点:

• 環境にやさしい: これらの方法は、有害な排出物と化学廃棄物を削減します。
• 穏やかな条件: 反応はしばしばより低い温度と圧力で進行し、安全性が向上します。

デメリット:

• ノベルティ: これらの方法の多くはまだ研究段階にあり、完全に商品化されていません。
• コストと可用性: 一部の緑色の触媒または溶媒は、高価または供給が困難な場合があります。

結論

結論として、2,4-ジクロロアセトフェノンの调制方法目的の選択性、環境への懸念、スケーラビリティによって大きく異なります。 アセトフェノンの直接塩素化は単純さを提供しますが、選択性の課題があります。一方、フリーデルクラフツアシル化は高い選択性を提供しますが、重大な廃棄物を生成します。 ターゲットを定めた代替法とグリーンケミストリー法は、追加のコストや複雑さを伴う可能性がありますが、より制御された持続可能なアプローチを表しています。 最良の方法を選択することは、必要な特定のアプリケーションと生産規模に依存します。