α-卤代酮的脱卤新方法

石亚磊, 李 杨, 朱锦桃

(浙江理工大学 理学院，浙江 杭州 310018)

α-卤代酮的脱卤新方法

石亚磊, 李 杨, 朱锦桃*

(浙江理工大学 理学院，浙江 杭州 310018)

报道了一种以乙醇为溶剂，在锌粉和甲酸铵催化下的α- 卤代酮的脱卤新方法。该体系也适用于α,α- 二卤代酮和卤代苄的脱卤反应，产物结构结构经1H NMR, IR和MS(ESI)确证。

脱卤;α- 卤代酮;α,α- 二卤代酮; 卤代苄; 合成

α- 卤代酮的脱卤反应为重要的有机合成反应。传统方法使用的脱卤试剂主要为：有机锡氢化物[1]，TiCl3[2], LiI- BF3[3], Bi/NH4F[4], GeI3[5], NaTeH[6], Bu2Te/Et3N[7], Pd/C- B10H14[8]和GaI3[9]等。上述脱卤试剂大多含有重金属或贵金属，成本较高，容易造成环境污染。为实现绿色化学的目标，虽然研究人员开发了诸多脱卤新方法，如酶促进生物催化还原脱卤反应[10]和光催化还原脱卤[11]，但受适用范围较窄的限制，无法广泛应用。

近年来，研究人员发现，在微波[12]或超声波[13]作用下，锌粉可促进α- 卤代酮的还原脱卤反应。本课题组在使用锌粉/甲酸铵/醇体系还原对硝基α- 溴代苯乙酮为对硝基溴代苯乙醇，合成抗心血管药硝苯洛尔的过程中也发现[14]，其还原产物为对硝基苯乙酮和对氨基苯乙酮。

受此启发，我们将锌粉/甲酸铵/醇体系进行了反应拓展。发现该体系对α- 卤代酮，α,α- 二卤代酮和卤代苄的脱卤反应均有催化效果(Scheme 1和Scheme 2)。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

OptiMelt型全自动熔点仪；Bruker Avance AV 400 MHz/FTNMR Digital型核磁共振仪(CDCl3为溶剂，TMS为内标); Thermo Electron Nicolet 5700型傅里叶变换红外光谱仪(KBr压片)；Agilent 6120 Single Quadrupole型质谱仪。

所用试剂均为分析纯或化学纯。

Scheme 1

Scheme 2

1.2 合成

(1) 2a～2k的合成(以2a为例)

在反应瓶中加入α- 溴代苯乙酮(1a)1.991 g(10 mmol)和乙醇30 mL，搅拌下加入锌粉0.715 g(11 mmol)和甲酸铵0.693 g(11 mmol)，回流反应2 h。冷却至室温，过滤，滤液浓缩，残余物用稀盐酸酸化，依次用乙酸乙酯(2×30 mL)和水洗涤，用硫酸钠干燥后浓缩得2a 1.14 g。

用类似的方法合成2b～2k。

苯乙酮(2a)： 无色液体，收率93%;1H NMRδ: 7.91(d,J=8.1 Hz, 2H), 7.50(dd,J=8.1 Hz, 4.2 Hz, 1H), 7.39(t,J=6.1 Hz, 2H), 2.52(s, 3H); IRν: 3 068, 3 002, 1 685, 1 598, 1 359, 1 266, 1 021, 955, 759, 690, 588 cm-1。

对氟苯乙酮(2b): 无色液体，收率90%;1H NMRδ: 7.91(m, 2H), 7.11(m, 2H), 2.57(s, 3H); IRν: 3 060, 3 003, 1 685, 1 598, 1 449, 1 359, 1 266, 955, 809, 760, 690, 588 cm-1。

对甲氧基苯乙酮(2c): 白色固体，收率91%, m.p.37.5～38.5 ℃;1H NMRδ: 7.94(d,J=8.1 Hz, 2H), 6.93(d,J=8.1 Hz, 2H), 3.87(s, 3H), 2.56(s, 3H); IRν: 2 962, 2 843, 1 662, 1 605, 1 568, 1 511, 1 421, 1 360, 1 241, 1 176, 1 115, 1 070, 1 029, 955, 829, 571, 493, 457 cm-1。

期刊格式：[2]许均详，刘绍友，魏建华，等.土耳其扁谷盗综合防治技术之初步研究[J].酿酒科技，1992(2)：9-13.

邻甲基苯乙酮(2d): 淡黄色液体，收率90%;1H NMRδ: 7.69(d,J=8.1 Hz, 1H), 7.37(t,J=8.2 Hz, 1H), 7.26(dd,J=12.1 Hz, 8.1 Hz, 2H), 2.58(s, 3H), 2.53(s, 3H); IRν: 2 966, 2 925, 1 685, 1 600, 1 455, 1 354, 1 258, 953, 759, 721, 603 cm-1。

对甲磺酰胺基苯乙酮(2e): 粉红色固体，收率89%, m.p.151.2～152.1 ℃;1H NMRδ: 7.98(d,J=8.2 Hz, 2H), 7.26 (d,J=8.2 Hz, 2H), 6.99(s, 1H), 3.11(s, 3H), 2.60(s, 3H); IRν: 3 284, 3 007, 2933, 1 666, 1 605, 1 523, 1 466, 1 352, 1 229, 1 196, 1 139, 972, 914, 853, 833, 751, 583, 522, 473 cm-1。

对(二甲磺酰胺基)苯乙酮(2f): 白色固体，收率90%;1H NMRδ: 8.06(d,J=8.1 Hz, 2H), 7.48(d,J=8.1 Hz, 2H), 3.43(s, 6H), 2.64(s, 3H); IRν: 3 448, 3 018, 2 936, 1 683, 1 598, 1 407, 1 378, 1 343, 1 267, 1 220, 1 156, 983, 963, 912, 759, 611, 594, 538, 516 cm-1。

对硝基苯乙酮(2g): 黄色固体; 收率65%， m.p.78～79 ℃;1H NMRδ: 7.92(d,J=7.9 Hz, 2H), 6.92(d,J=7.9 Hz, 2H), 2.58(s, 3H); IRν: 3 113, 3 005, 2 925, 2 847, 2 631, 2 448, 1 931, 1 801, 1 606, 1 530, 1 352, 1 106, 987, 845, 757, 694, 527, 463 cm-1。

间甲氧基苯丙酮(2h): 无色液体，收率91%;1H NMRδ: 7.50(t,J=8.1 Hz, 1H), 7.48(s, 1H), 7.32(t,J=8.0 Hz, 1H), 7.07(d,J=8.1 Hz, 1H), 3.81(s, 3H), 2.95(q,J=7.2 Hz, 2H), 1.20(t,J=7.2 Hz, 3H); IRν: 3 064, 3 002, 1 685, 1 598, 1 449, 1 359, 1 266, 955, 760, 690, 588 cm-1。

苯丙酮(2i): 无色液体，收率95%;1H NMRδ: 7.95(d,J=7.2 Hz, 2H), 7.54(t,J=7.2 Hz, 1H), 7.44(t,J=7.8 Hz, 2H), 2.99(q,J=7.2 Hz, 2H), 1.22(t,J=7.2 Hz, 3H); IRν: 3 064, 2 978, 1 687, 1 597, 1 448, 1 388, 1 352, 1 220, 947, 745, 690 cm-1。

3- 苯甲酰基苯丙酮(2k)：黄色固体，收率82%, m.p.38 ～ 39 ℃(38.5～39 ℃[15]);1H NMRδ: 8.37(s, 1H), 8.19(d,J=7.8 Hz, 1H), 7.98(d,J=7.8 Hz, 1H), 7.81(d,J=8.5 Hz, 2H), 7.63(t,J=8.7 Hz, 1H), 7.60(t,J=8.7 Hz, 1H), 7.51(t,J=7.9 Hz, 2H), 3.05(q,J=7.2 Hz, 2H), 1.24(t,J=7.2 Hz, 3H);13C NMRδ: 200.1, 195.9, 138.0, 137.1, 137.0, 134.0, 132.8, 131.5, 130.0, 129.3, 128.7, 128.5, 32.0, 8.1; IRν: 1 690, 1 661, 2 935 cm-1; MS(ESI)m/z: 239.1{[M+H]+}。

在反应瓶中加入氯化苄1.285 g(10 mmol)和乙醇30 mL，搅拌下加入锌粉0.715 g(11 mmol)和甲酸铵0.693 g(11 mmol),回流反应3 h。冷却至室温，过滤，滤液倒入水中，用二氯甲烷(3×20 mL)洗涤，无水硫酸钠干燥，常温蒸除二氯甲烷得无色液体4a 0.81 g，收率88%;1H NMRδ: 7.16(t,J=7.9 Hz, 2H), 7.06(d,J=8.1 Hz, 2H), 7.04(d,J=8.1 Hz, 1H), 2.36(s, 3H)。

用类似的方法合成无色液体4b,收率90%;以异丙醇替换乙醇，乙酸乙酯替换二氯甲烷，用类似的方法合成无色液体4c 1.31 g，收率86%;1H NMRδ: 6.73(m, 3H), 3.86(s, 3H), 3.84(s, 3H), 2.30(s, 3H)。

2 结果与讨论

2.1 反应条件优化

以2a的合成为模板反应，对反应条件进行了优化，结果见表1。由表1可见，在非质子性溶剂中，加入有机或无机铵盐均不能发生反应(No.1～6)；在质子性溶剂中，使用无机铵盐(如氯化铵和溴化铵)，反应缓慢，即使延长反应时间，收率也几乎没有提高(No.10～12)；使用有机铵盐，反应可顺利进行，收率明显提高(No.8, No.9和No.13～15)，以乙醇为溶剂，效果更好(No.8和No.9)，甲酸铵效果优于乙酸铵(No.9和No.13)；锌粉或甲酸铵的用量减少一半，收率也减少一半(No.14和No.15)；不加入锌粉或甲酸铵，基本不反应(No.16和No.17)，这说明锌粉和甲酸铵对反应均有催化效果，最佳用量比为1.0 ∶1.1 ∶1.1。

2.2 底物普适性

由Scheme 1可以看出，Zn- HCO2NH4- 乙醇体系对各种溴代酮底物有良好的适应性，几乎均以较高收率合成了相应产物。但当底物分子结构中含有硝基[如对硝基溴代苯乙酮(1g)]，收率中等，其可能原因是锌粉对硝基有一定还原作用，导致生成了进一步的还原产物对氨基苯乙酮。

此外，我们还发现该体系也适用于α,α- 二卤代酮和卤代苄的脱卤反应(Scheme 2)。

表1 2a的合成反应条件优化aTable 1 Optimization of the reaction conditions for 2a

a1a 0.01 mol, Zn 1.1 eq., 铵盐1.1 eq.,溶剂25 mL,回流反应2 h;b分离收率;c回流反应10 h;d铵盐0.55 eq.;eZn 0.55 eq.;f无Zn;g无铵盐。

3 结论

报道了一种以乙醇为溶剂，在锌粉和甲酸铵催化下的α- 卤代酮的脱卤新方法。该体系也适用于α,α- 二卤代酮和卤代苄的脱卤反应。该方法与传统方法相比，具有不使用贵金属或重金属催化剂，后处理简单和无环境污染等优点。

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The New Method for Dehalogenation ofα- Haloketones

SHI Ya- lei, LI Yang, ZHU Jin- tao*

(College of Science, Zhejiang Sci- tech University, Hangzhou 310018, China)

A new method for dehalogenation ofα- haloketones was reported, using EtOH as the solvent, Zn and NH4CO2H as the catalysts. The method can also apply to the dehalogenation ofα,α- dibromoacetophenones and benzyl chlorides. The structures were confirmed by1H NMR, IR and MS(ESI).

dehalogenation;α- haloketone;α,α- dibromoacetophenone; benzyl chloride; synthesis

2016- 11- 12;

2017- 04- 22

石亚磊(1990-)，男，汉族，河南许昌人，硕士研究生，主要从事药物合成的研究。 E- mail: 1017148021@qq.com

朱锦桃，博士，副教授，硕士生导师， E- mail： zhujintao1968@163.com

O625.1

A

10.15952/j.cnki.cjsc.1005- 1511.2017.05.16292