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如何合成与应用2-(2-氯乙氧基)乙醇? 1

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2-(2-氯乙氧基)乙醇是一种重要的中间体,其合成与应用在有机化学领域具有广泛的研究价值。


背景:2-(2-氯乙氧基)乙醇是精神类疾病药物喹硫平(Quetiapine)等的重要中间体。其合成方法主要有以下几种:(1)二甘醇单氯化制备,该法原料价格低廉且易得,但存在副反应多、选择性差、收率低(通常<30%)等问题,很难获得成品,成本过高;(2)氯乙醇与乙二醇进行单醚化反应制备,该法也存在选择性差、副反应多、收率低、成本高等问题;(3)以13-二氧五环化合物为原料与氯乙醛在三氯化硼催化反应下制备,该法原料来源困难。其他方法还包括以14-二氧六环为原料制备,以及环氧乙烷为原料与氯乙氧基酯类发生反应后再水解制备等,但这些方法都很难实现工业化生产。


合成:可通过二-(2-羟乙基)(俗称二甘醇)在甲苯中与偏硼酸酐反应得到偏硼酸三-(2-羟乙氧基-1-)乙酯,再经氯化亚砜处理得到偏硼酸三-(2-氯乙氧基-1-)乙酯,最后水解得到目标产物2-(2-氯乙氧基)乙醇。该工艺原料易得、操作简便、条件温和,最后总收率(以二甘醇计)达到68.3%。具体步骤为:

500 mL三口烧瓶中,加入硼酸84 g1.4 mol),甲苯340 mL,回流带水,约3 h后共带出23.5 g水(1.3 mol),制得偏硼酸酐,降温到-5℃,滴加二甘醇85 g0.8 mol),约1 加完,继续搅拌反应2 h, 期间慢慢升温到20℃至反应液透明。水浴保温下直接向上述反应液中滴加入氯化亚砜107 g0.9 mol),于1530℃滴加,约1 h加完,再搅拌2 h。向上述反应液中滴加30 mL水(小心放热),搅拌10 min后过滤,滤渣用50 mL甲苯泡洗,烘干得白色固体硼酸 79 g,可套用。滤液合并后用50 mL水洗,分层;再用碳酸氢钠水溶液洗到中性,用无水硫酸镁干燥,然后减压回收溶剂至干,收集107110℃/2.0 kPa的馏份得产品68 g,为无色液体,气相含量98.1%,总收率 68.3%(以二甘醇算)。


应用:合成2-(2-氯乙氧基)乙酸。2-(2-氯乙氧基)乙酸及其酯或酰胺是合成非镇静性组胺H1受体拮抗剂抗过敏药物盐酸西替利嗪的重要中间体,也是一类重要的溶剂和化学反应试剂。

可用2-(2-氯乙氧基)乙醇为起始原料,经氧化合成2-(2-氯乙氧基)乙酸。比较了硝酸、琼氏试剂、过氧化氢和次氯酸钠4种氧化剂的氧化效果,确定了用硝酸为氧化剂的方法:等摩尔比的2-(2-氯乙氧基)乙醇和浓硝酸在水中,35~40℃ 反应24 h,收率达89%。该合成过程中采用硝酸作氧化剂,反应收率高,成本低,工艺过程较简单,适合工业化生产。具体步骤为:

在装有回流及气体吸收装置的250 mL三口烧瓶中,加入2-(2-氯乙氧基)乙醇24.9 g (0.2 mol),25~35℃缓慢加入用水20 mL稀释后的质量分数为65%的浓硝酸20 g(0.2 mol),加毕,水浴35~40℃下搅拌反应24 h,再加热到80~90℃,产生大量红棕色NO2气体,搅拌反应至不再产生气体。冷却至室温,反应液用质量分数10%的氢氧化钠溶液调节至pH10,用正丁醇萃取(50 mL×3),正丁醇萃取液用无水硫酸钠干燥,过滤,回收正丁醇后,残余液为未反应的2-(2-氯乙氧基)乙醇,回收率4.5%;水层再用质量分数为10%的盐酸溶液调节至pH3,正丁醇萃取(60 mL×3),正丁醇萃取液用无水硫酸钠干燥,过滤,回收正丁醇后,减压蒸馏,收集130~132℃/0.67 k Pa的馏分,得到一无色液体24.7 g,2-(2-氯乙氧基)乙酸,收率89.2%


参考文献:

[1]瞿军;陆文辉;张符;吴宏祥;蒲梓荣;金林荣;何佳佩;高启楠. 2-(2-氯乙氧基)乙醇的制备方法 [J]. 河北化工, 2010, 33 (01): 24-25.

[2]杨小红;谭转云;向红琳. 2-(2-氯乙氧基)乙酸的合成 [J]. 湖南师范大学自然科学学报, 2008, (02): 84-86.

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