一鍋法制備3-氯丙酰氯

吳衛忠 蔣燕華

(1. 常州大學 石油化工學院，江蘇 常州 213164；2. 常州寅盛藥業有限公司，江蘇 常州 213000)

3-氯丙酰氯是美國杜邦公司新農藥品種茚蟲威(通用名為indoxacarb)的重要中間體，同時也是一種重要的醫藥中間體。茚蟲威是美國杜邦公司于1992年開發，2001年上市的新型鈉通道阻斷劑，也是第一個商品化的該類殺蟲劑。該劑通過阻斷昆蟲細胞內的鈉離子通道，使神經細胞失去功能，通過觸殺和胃毒作用來防治多種作物的多種害蟲。茚蟲威作用機理獨特，與其他殺蟲劑不存在交互抗性，對非靶標昆蟲非常安全，殘留量低，用藥后2天即可采收，可用于害蟲的綜合防治和抗性治理。茚蟲威的專利保護期將在2010年到期。國內農藥生產廠家已在大量生產茚蟲威，因此3-氯丙酰氯的市場前景將十分看好。

目前，3-氯丙酰氯較為成熟的合成方法主要有兩種[1-4]：①直接法，丙烯酸與光氣反應直接合成。②間接法，先合成3-氯丙酸(ClCH2CH2COOH)，然后用三氯化磷或氯化亞砜酰氯化。

直接法使用的光氣劇毒，它的生產和使用國家嚴格控制，并且生產成本高，危險性大。間接法使用氯化亞砜作為酰氯化劑時，產生大量的二氧化硫，會對環境造成很大的影響，回收利用困難；使用三氯化磷作為酰氯化劑的，3-氯丙酸制備成本高等缺點。

本文以丙烯酸為原料，一鍋法制備3-氯丙酰氯，對反應條件進行了優化，得到了較優的反應條件，總收率達到95%。

1 實驗部分

1.1 試劑與儀器

實驗所用試劑均為市購AR試劑。

1.2 合成方法

在裝有溫度計、干燥管和冷凝管的250 ml四口瓶中，加入72.0 g(1 mol)丙烯酸、18.0 g純凈水和0.01 g對苯二酚，加熱到一定的溫度，滴加一定量的三氯化磷。加畢，用GC跟蹤反應終點(以3-氯丙酸含量大于98.5%為終點)。反應結束后蒸出多余的水，冷卻到一定的溫度,加入一定量的三氯化磷。用GC跟蹤反應終點(以3-氯丙酸含量小于0.5%為終點。)。反應結束后，常壓回收過量的三氯化磷，減壓收集45～50 ℃/5 mmHg餾份，得到無色透明液體，含量大于99%(GC法)，1HNMR、IR和MS確認與標準品一致。

2 結果與討論

2.1 加成反應溫度的選擇

由于三氯化磷在常溫下和水反應的速度不快，所以我們采用較高的反應溫度，加快三氯化磷的反應速度，結果見表1：

表1 不同溫度對加成反應到達終點時間的影響Tab. 1 Effects of different temperatures on the end time of addition reaction

由表1可以看出，加成反應溫度在70～80 ℃時，反應速度最快。

2.2 加成反應中三氯化磷的用量對加成反應的影響

在加成反應中，過量的氯化氫才能加快和丙烯酸的反應，結果見表2：

表2 三氯化磷用量對加成反應到達終點時間的影響Tab. 2 Effect of phosphorustrichloride dosage on the end time of addition reaction

由表2可以看出，隨著三氯化磷用量的增加，達到加成終點的時間會縮短。繼續增加三氯化磷的用量，對反應時間影響不大。

2.3 酰氯化反應溫度對反應收率的影響

固定其他條件不變，改變酰氯化反應溫度，結果見表3：

表3 酰氯化反應溫度對反應收率的影響

由表3可以看出，隨著反應溫度的增加，反應收率也隨著增加，當反應溫度在40～50 ℃的時候，反應收率趨于穩定。

2.4 酰氯化反應中三氯化磷的用量對反應收率的影響

固定其他條件不變，改變酰氯化反應中三氯化磷的用量，結果見表4：

表4 三氯化磷用量對酰氯化反應的影響Tab. 4 Effect of phosphorustrichloride dosage on acyl chlorination

由表4可以看出，在酰氯化反應中，隨著三氯化磷用量的增加，反應收率也隨著增加，三氯化磷用量達到0.45 mol時，收率趨于平穩。

3 結論

本文以丙烯酸、三氯化磷和水為原料，一鍋法制備3-氯丙酰氯。加成反應中，反應溫度為70～80 ℃，三氯化磷用量0.35～0.4 mol；酰氯化反應中，反應溫度為40～50 ℃，三氯化磷的用量0.45 mol。反應收率達到96.5%。