化学词典告诉你2-氯丙烯腈的制备方法以及用途。2-氯丙烯腈又叫2-氯丙烯腈、α-氯代丙烯腈,无色或淡黄色液体,不溶于水,溶于四氯化碳、乙醚等有机溶剂。是重要的医药和农药中间体,是杀虫剂虫螨腈的中间体,也是除草剂噻吩磺隆的中间体。环加成反应(cycloaddition reactions)的常用试剂。
2-氯丙烯腈的制备方法
在装有搅拌、温度计和冷凝管的四口烧瓶中,加入丙烯腈和氯化催化剂,在冰水浴冷却和搅拌条件下,向反应液中通氯气,反应体系控制在30~35℃,通氯气约需4h,用GC跟踪氯化终点,继续搅拌1h,得到的反应液即为二氯丙腈。将上述反应液加入具搅拌温度计和瓷环填料柱的烧瓶中,加入少许阻聚剂,搅拌并加热,温度105~110℃,开始回流,控制釜温110~130℃,同时进行消除反应并分馏,塔顶温度85℃,收集馏分即为成品。
2-氯丙烯腈的用途
1.是重要的医药和农药中间体,是杀虫剂虫螨腈的中间体,也是除草剂噻吩磺隆的中间体。
2.该试剂可以看作乙烯酮的等价体,因而能够用于Diels-Alder反应和其它环加成反应中。此外还可进行Michael加成和自由基加成反应。
由于氯和氰基的吸电子效应,因而2-氯丙烯腈是一个有效的亲二烯体,从而能够参与Diels-Alder反应。它可以与各种环状二烯如环戊二烯和环己二烯反应,并且环加成产物在氢氧化钾/DMSO或硫化钠/乙醇中水解能够得到对应的环酮化合物(式1)。
铜盐可以催化2-氯丙烯腈的Diels-Alder反应,其中最典型的是在低温下成功地实现了对热极为敏感的环戊二烯与2-氯丙烯腈的环加成反应(式2)。采用氟硼酸铜作为催化剂,能够在0oC下实现该反应,并且其水解环酮化合物还是合成天然产物的重要中间体。此外,呋喃与2-氯丙烯腈的Diels-Alder反应也可以被铜试剂催化(式3)。有趣的是,环加成产物在碱性条件下水解得到的不是环酮,而是酰胺。
此外,其它二烯化合物如取代环己二烯、取代环戊二烯、羟基吡喃酮、亚甲基环戊二烯、苯并呋喃以及非环二烯等也都能与2-氯丙烯腈发生环加成反应。但是,对于加热条件下发生的环加成反应,温度不能高于140oC,因为2-氯丙烯腈在该温度下会发生聚合。除了[4+2]环加成反应外,2-氯丙烯腈还能发生[3+2]以及[2+2]环加成反应(式4)。
和其它丙烯腈化合物一样,2-氯丙烯腈也是一个有效的亲核试剂受体以及亲核自由基受体,因而能够发生Michael加成(式5,式6)或自由基加成反应(式7)到环化物,其中2-氯丙烯腈表现为一个有效的2-碳环化试剂。