三光气在有机合成中的应用-苏州BOB半岛(中国)生物股份有限公司

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    三光气在有机合成中的应用
    分类 :新闻
    发布时间 :2022/02/22
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    一、 三光气简介


    固体光气,又称三光气。化学名为双(三氯甲基)碳酸酯[Bis(trichloromenthyl)Carbonate],简称为BTC(结构式如图一)是光气的理想替代品。光气和双光气在医药、农药、有机中间体合成以及高分子材料合成中应用广泛,但是,由于其自身的安全性低,使用性收到了很大限制。光气以及双光气,沸点低,易挥发,剧毒,已经被很多国家禁止或者限制使用。

     

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    三光气于1880年首次发现制得。BTC是一种带有刺激性气味的白色晶体,相对分子质量为296.75,熔点为79-83℃,沸点为203-206℃,可溶于乙醚、四氢呋喃、氯仿、己烷等有机溶剂。BTC室温下温度,表面蒸汽压极低,热稳定高,即便在蒸馏温度下,也仅有极少量的分解,因此,在工业上仅把它当作一般毒性物质处理。它参与的化学反应往往条件都十分温和,选择性强、收率高。现在广泛应用于碳酸酯、氯代烷、酰氯、酸酐、脲以及多元杂环的合成中。

     

    本文主要介绍和总结了近些年来,三光气的制备以及在有机合成中的实际应用。

     




    二、三光
    气的合成




    现在,BTC的制备方法主要为间歇法和陆续在法两种;机理均为碳酸二甲酯在光催化下进行氯化反应。

     

    2.1 间歇法

     

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    碳酸二甲酯溶于四氯化碳中,在光照下,持续通氯气20h以上,发生自由基反应。反应结束后,蒸出四氯化碳,回收套用,即可得到白色晶体BTC,收率95%以上。

     

    2.2 陆续在法

     

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    陆续在法是基于两个反应进行的,可以根据需要得到BTC、碳酸二甲酯和盐酸三个产品,是生产BTC的理想工艺。

     


    三、三光气的应用


    三光气可以在较低的温度下,与亲核试剂发生光气化反应;一分子三光气相当于三分子光气,它在精细有机合成中有着诸多的应用。

     

    3.1 BTC与羟基化合物的反应

    3.1.1 BTC可以与不同的羟基化合物反应得到氯甲酸酯产物

     

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    3.1.2 形成的氯甲酸酯中间体可以与过量的羟基化合物得到碳酸酯产物

     

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    3.1.3 三光气还可以与邻二醇反应形成环状碳酸酯,相当于对羟基官能团的保护

     

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    3.1.4 三光气同样是很好的氯代试剂,可在温和的条件下进行氯代反应

     

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    3.1.5 与醇发生氧化形成醛酮化合物

     

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    3.2. BTC与羧酸化合物的反应

    3.2.1 形成酰氯

     

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    3.2.2 形成酸酐

    一分子羧酸可以与1/6BTC在四氢呋喃、乙酸乙酯中反应形成酸酐。

     

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    3.3 BTC与胺基化合物反应

    3.3.1 与伯胺生成异氰酸酯

    异氰酸酯类化合物是一类重要的高分子材料,如聚苯亚甲基聚异氰酸酯,六亚甲基二异氰酸酯等;异氰酸酯可以与过量的胺生成脲类化合物,广泛存在于农药、医药中间体。

     

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    3.3.2 BTC与仲胺生成酰氯衍生物

    1996年,Kaufman就曾利用脯氨酸为原料,BTC保护氨基,制备手性氨基酸前体。

     

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    还可以与过量的仲胺生成脲中间体,再与有机金属试剂反应生成相应的酮。

     

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    3.4 BTC与双官能团化合物生成杂环化合物

    3.4.1 BTC与N,N双官能团化合物反应

     

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    当化合物上同时存在伯胺、仲胺、羧基时,BTC对伯胺的选择性更高,仲胺和羧基不需要保护。

     

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    3.4.2 BTC与N,O双官能团化合物反应

     

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    3.5 BTC与N-甲酰胺生成异氰或者亚胺

     

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    3.6 BTC与醛肟或酰胺生成腈类化合物

     

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    3.7 BTC与芳香化合物发生F-C反应

      

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    参考文献:

    [1] 邢凤兰. 三光气代替光气合成系列化合物的研究和应用 [J],精细与专用化学品,2006,14(21):11

    [2] 王正平,六天才. 三光气的合成及应用 [J],化工进展,2002,21(3):172

    [3] 廖联安,赵世彩. 三光气的合成和应用 [J],化工生产和技术,1998,4:33

    [4] 吕峰,刘玉婷,邹竞,张大德,姚祖光 [J],信息记录材料,2004,5(3):21

    [5] Eekert, H., Forster, R. Angew. Chem., int. Ed, 1987, 922.[6] Jones, S.S, et al. US 4321399(1990)