Kaedah penyediaan 2-chlorobenzaldehyde

2-chlorobenzene aldehyde adalah sebatian organik penting yang digunakan dalam pelbagai proses sintesis kimia, seperti dalam pengeluaran farmaseutikal, pewarna, dan agrochemicals. Kaedah penyediaan 2-chlorobenzaldehyde telah dikaji secara meluas, dan beberapa pendekatan telah dibangunkan. Dalam artikel ini, kami akan meneroka beberapa kaedah yang paling biasa dan berkesan untuk mensintesis 2-chlorobenzene, menonjolkan mekanisme utama dan keadaan tindak balas yang terlibat dalam setiap proses.

1.Pengklorinan Benzaldehyde

Salah satu kaedah penyediaan 2-chlorobenzene yang paling mudah dan paling banyak digunakan ialah pengklorinan langsung benzaldehyde. Dalam proses ini, benzaldehyde menjalani penggantian aromatik electrophilic, di mana klorin diperkenalkan pada ortho-kedudukan berbanding dengan kumpulan aldehyde.

• Mekanisme tindak balas: Pengklorinan biasanya berlaku di hadapan gas klorin (clbium) dan pemangkin seperti ferric klorida (FeCl₃) atau aluminium klorida (AlCl₃). Pemangkin membantu untuk menjana spesies klorin electrophilic, yang kemudian menyerang cincin benzaldehyde pada ortho-kedudukan disebabkan oleh sifat elektron-pengeluaran kumpulan aldehyde.

• Keadaan tindak balas: Tindak balas biasanya dijalankan di bawah keadaan ringan, sering pada suhu bilik, dengan kawalan berhati-hati terhadap jumlah klorin untuk mengelakkan lebih-pengklorinan atau pembentukan produk sampingan yang tidak diingini.

Kaedah ini adalah pilihan untuk kesederhanaan dan kecekapan, walaupun mengawal 'selectivity' untuk ortho-kedudukan boleh menjadi satu cabaran tanpa pemangkin yang sesuai dan keadaan tindak balas.

2.Gattermann-Koch reaksi

Reaksi Gattermann-Koch adalah satu lagi kaedah yang menonjol untuk penyediaan 2-chlorobenzene. Kaedah ini melibatkan formylation chlorobenzene, di mana karbon monoksida (CO) dan hidrogen klorida (HCl) digunakan untuk memperkenalkan kumpulan fungsian aldehyde.

• Mekanisme tindak balas: Kehadiran pemangkin asid Lewis seperti aluminium klorida (AlCl₃) atau cuprous klorida (CuCl), chlorobenzene bertindak balas dengan campuran karbon monoksida dan hidrogen klorida untuk membentuk 2-chlorobenzene aldehyde. Pemangkin mengaktifkan chlorobenzene, membolehkan kemasukan kumpulan formyl di ortho-kedudukan.

• Kelebihan: Reaksi Gattermann-Koch adalah terkenal kerana regioselectivity yang tinggi dan profil reaksi yang agak bersih, yang mengurangkan keperluan untuk pembersihan yang luas. Tindak balas biasanya dilakukan di bawah keadaan bertekanan kerana penggunaan karbon monoksida, tetapi ini boleh diuruskan dengan peralatan yang sesuai.

Kaedah ini digunakan secara meluas dalam tetapan perindustrian untuk pengeluaran berskala besar 2-chlorobenzene aldehyde.

3.Reaksi Vilsmeier-Haack

Tindak balas Vilsmeier-Haack adalah satu lagi kaedah yang berkesan untuk formylation sebatian aromatik. Dalam kes ini, 2-chlorobenzaldehyde boleh disintesis dari chlorobenzene dengan bertindak balas dengan ejen formylating seperti DMF (dimethylformamide) kehadiran ejen chlorinating seperti fosforus oxychloride (POCl₃).

• Mekanisme tindak balas: Ejen formylating (DMF) bertindak balas dengan POCl₃ untuk membentuk perantaraan reaktif yang dikenali sebagai reagen Vilsmeier. Reagent ini memudahkan formylation chlorobenzene, mengakibatkan pembentukan 2-chlorobenzene.

• Pertimbangan utama: Tindak balas Vilsmeier-Haack adalah berfaedah untuk hasil yang tinggi dan 'selectivity'. Walau bagaimanapun, keadaan tindak balas mesti dikawal dengan teliti untuk mengelakkan tindak balas sampingan, dan pengendalian reagen seperti POCl₃ memerlukan berhati-hati kerana sifat reaktif mereka.

Kaedah ini sangat dihargai dalam tetapan makmal di mana penalaan halus parameter tindak balas adalah penting untuk mencapai selektiviti dan kecekapan yang tinggi.

4.Reaksi Sandmeyer

Reaksi Sandmeyer adalah satu lagi kaedah klasik yang digunakan untuk penyediaan 2-chlorobenzaldehyde. Tindak balas ini melibatkan transformasi kumpulan amine ke halide melalui diazotization diikuti oleh penggantian nucleophilic.

• Mekanisme tindak balas: Proses ini bermula dengan penyediaan 2-aminobenzaldehyde, yang kemudiannya tertakluk kepada diazotization menggunakan natrium nitrit (nano) dan asid hidroklorik (HCl) untuk membentuk garam diazonium. Garam diazonium kemudiannya dirawat dengan tembaga (I) klorida (CuCl), mengakibatkan penggantian kumpulan diazo dengan klorin untuk menghasilkan 2-chlorobenzaldehyde.

• Permohonan: Walaupun reaksi Sandmeyer kurang biasa digunakan untuk pengeluaran secara besar-besaran, ia menawarkan laluan yang berharga untuk sintesis 2-chlorobenzene apabila pelopor amina sedia ada.

Kaedah ini amat berguna apabila tahap transformasi kumpulan berfungsi yang tinggi diperlukan dengan cara stepwise terkawal.

Kesimpulan

Penyediaan 2-chlorobenzaldehyde boleh dicapai melalui pelbagai kaedah, masing-masing dengan kelebihan dan batasannya sendiri. Pengklorinan benzaldehyde adalah pendekatan yang mudah dan langsung, manakala reaksi Gattermann-Koch dan Vilsmeier-Haack menawarkan selektiviti dan hasil yang lebih tinggi. Reaksi Sandmeyer, walaupun kurang biasa digunakan, menyediakan laluan alternatif apabila pelopor amine tertentu disediakan. Memahami kaedah penyediaan 2-chlorobenzene ini membolehkan ahli kimia memilih pendekatan yang paling sesuai berdasarkan keadaan tindak balas yang dikehendaki, skala, dan kekhususan yang diperlukan untuk permohonan mereka.