阅读说明：本技术 一种一步法合成5-氯-1-茚酮的制备方法 (Preparation method for synthesizing 5-chloro-1-indanone by one-step method ) 是由 王彩霞 周革 于 2021-07-19 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种一步法合成5-氯-1-茚酮的制备方法,包括如下步骤：将氯苯、全氟叔丁醇和催化剂大孔强酸性树脂混合,在氮气保护下,缓慢滴加3-氯丙酰氯,在一定温度下反应一段时间后,滤出催化剂,常压蒸出全氟叔丁醇,然后加入二氯甲烷和HCl溶液,分出油层,再用NaHCO-(3)水溶液洗到中性,常压蒸出二氯甲烷,重结晶,真空干燥,得到5-氯-1-茚酮。本发明具有如下技术效果：1)本发明采用以3-氯丙酰氯和氯苯为原料,以全氟叔丁醇为溶剂,强酸性大孔树脂为催化剂的反应路线,一步法合成5-氯-1-茚酮。本方法中的溶剂和催化剂可以回收套用,环境友好、工艺简单,收率高,成本低。(The invention provides a preparation method for synthesizing 5-chloro-1-indanone by a one-step method, which comprises the following steps: mixing chlorobenzene, perfluoro-tert-butanol and catalyst macroporous strong acid resin, slowly dripping 3-chloropropionyl chloride under the protection of nitrogen, reacting at a certain temperature for a period of time, filtering out the catalyst, distilling out the perfluoro-tert-butanol at normal pressure, adding dichloromethane and HCl solution, separating out an oil layer, and then using NaHCO 3 Washing the aqueous solution to neutrality, evaporating dichloromethane at normal pressure, recrystallizing, and vacuum drying to obtain 5-chloro-1-indanone. The invention has the following technical effects: 1) the invention adopts a reaction route which takes 3-chloropropionyl chloride and chlorobenzene as raw materials, takes perfluoro-tert-butyl alcohol as a solvent and strong acid macroporous resin as a catalyst to synthesize the 5-chloro-1-indanone by a one-step method. The solvent and the catalyst in the method can be recycled and reused, and the method is environment-friendly, simple in process, high in yield and low in cost.)

一种一步法合成5-氯-1-茚酮的制备方法

技术领域

本发明属于化工技术领域，涉及一种一步法合成5-氯-1-茚酮的制备方法。

背景技术

5-氯-1-茚酮是美国杜邦公司新农药品种茚虫威(通用名为indoxacarb)的重要中间体，同时也是一种重要的医药中间体。茚虫威是美国杜邦公司于1992年开发，2001年上市的新型钠通道阻断剂，也是第一个商品化的该类杀虫剂。该剂通过阻断昆虫细胞内的钠离子通道，使神经细胞失去功能，通过触杀和胃毒作用来防治多种作物的多种害虫。茚虫威作用机理独特，与其他杀虫剂不存在交互抗性，对非靶标昆虫非常安全，残留量低，用药后2天即可采收，可用于害虫的综合防治和抗性治理。茚虫威的专利保护期将在2010年到期。国内大量农药生产厂家已在大量生产茚虫威，因此5-氯茚酮的市场前景将十分看好。

Kenner 等报道了 5-氯-1-茚酮的合成方法，首先间氯苯甲醛与丙二酸二乙酯缩合，还原双键，水解，脱羧后生成 3-(3-氯-苯基)-丙酸，酰氯化，傅-克酰化后生成 5-氯-1-茚酮 。该方法最后一步的傅-克酰化用到大量的的无水三氯化铝，最后生成大量的含铝废水，很难处理。（FRANK D. K, et al. An investigationinto the electrophiliccyclisation of N-acyl-pyrrolidinium ions: a facilesynthesis of pyrrolo-tetrahydroisoquinolones and pyrrolo- benzazepinones[J].Organic andBiomolecular Chemistry, 2009, 7: 3561）

姜友法等人在此基础上进行了改进，以 3-(3-氯-苯基)-丙酰氯为原料，六氟异丙醇为溶剂、三氯化铝为催化剂进行环化反应，收率大于91.5%。该方法虽然减少了三氯化铝的用量，但使用的原料 3-(3-氯-苯基)-丙酰氯还是要通过间氯苯甲醛与丙二酸二乙酯缩合、还原、水解、脱羧和酰氯化等反应，反应步骤长，生产成本高，三废量大，总收率低（收率低于50%）等缺点。（姜友法等.5-氯-1-茚酮合成工艺改进[J].世界农药，2019，41（2））

曾文平等人介绍了以3-氯丙酰氯、氯苯、三氯化铝、浓硫酸为原料合成5-氯-1-茚酮，总收率达50．6％，产品纯度达98％。该方法采用二步傅-克反应，第一步产生大量的含铝废水，第二步产生大量的硫酸废水，这两股废水的治理都比较困难，给环保增加了很大的压力。存在对环境不友好，生产成本高等问题。（曾文平等.氯一2，3一二氢一1～茚酮.[J].精细化工中间体，2006，36（2））

FR2784986公开了了以3-氯丙酰氯和氯苯为原料，三氟甲磺酸为催化剂一步法合成5-氯-1-茚酮。该方法采用危险性、腐蚀性很大的三氟甲磺酸作为催化剂，产生大量的含酸废水，生产的危险性增加，不适合工业化生产。

WO2000043342公开了了以3-氯丙酰氯和氯苯为原料，氢氟酸和三氟化硼为催化剂，先合成3-氯-1-（4^/-氯苯）-1-丙酮，然后在浓硫酸催化下合成5-氯-1-茚酮。该方法采用腐蚀性很大的氢氟酸、三氟化硼和浓硫酸作为催化剂，产生大量的含酸废水，存在对环境不友好，生产成本高等问题，不适合工业化生产。

CN109293488A以3-氯丙酰氯、氯苯和三氯化铝为原料，熔融的由三氯化铝、氯化钠和氯化钾组成的混合物作为催化剂和溶剂，一步合成5-氯-1-茚酮，收率达75％。该方法采用大量的无机盐混合物作为溶剂，产生大量的含盐废水，特别是含铝的废水，治理困难，给环保增加了很大的压力，存在对环境不友好，生产成本高等问题。

综上，现有技术存在着对工艺复杂，环境不友好，生产成本高等技术问题。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种一步法合成5-氯-1-茚酮的制备方法。

本发明的技术方案如下：

一种一步法合成5-氯-1-茚酮的制备方法，包括如下步骤：将氯苯、全氟叔丁醇和催化剂大孔强酸性树脂混合，在氮气保护下，缓慢滴加3-氯丙酰氯，在一定温度下反应一段时间后，滤出催化剂，常压蒸出全氟叔丁醇，然后加入二氯甲烷和HCl溶液，分出油层，再用NaHCO₃水溶液洗到中性，常压蒸出二氯甲烷，重结晶，真空干燥，得到5-氯-1-茚酮。

优选地，

本发明中，所述3-氯丙酰氯与全氟叔丁醇的重量体积比为1g：5-10mL；

本发明中，所述3-氯丙酰氯与氯苯的摩尔比为1：1.1-1.3；

本发明中，所述的催化剂为D72大孔强酸性树脂，所述3-氯丙酰氯：D72大孔强酸性树脂的重量比为1：0.01-0.05；

本发明中，所述的反应温度为0-30℃；

本发明中，所述的反应时间为5-10小时；

本发明具有如下技术效果：

1）本发明采用以3-氯丙酰氯和氯苯为原料，以全氟叔丁醇为溶剂，D72大孔强酸性树脂为催化剂的反应路线，一步法合成5-氯-1-茚酮。本方法中的溶剂和催化剂可以回收套用，环境友好、工艺简单，收率高，成本低。

2）本发明的反应路线与特定的反应条件（如特定的用料比、反应温度，反应时间）相结合，得到的产物收率高纯度高，收率达到90%以上，纯度达到98%以上，相对于现有技术具有预料不到的技术效果。

具体实施方式

以下实施例用来进一步说明本发明的内容，并不限制本发明的应用。实施例中的百分数一律是质量分数。

实施例1

将12.4g氯苯、127ml全氟叔丁醇和0.15g D72大孔强酸性树脂加到250ml四氟反应瓶中，在氮气保护下，缓慢滴加12.7g 3-氯丙酰氯，在0℃下反应10小时。滤出催化剂。常压蒸出全氟叔丁醇。加入100ml二氯甲烷和100ml 5%(重量百分比）HCl水溶液，分出油层，用1%(重量百分比）NaHCO₃水溶液洗到中性。常压蒸出二氯甲烷。残余物用50ml异丙醇重结晶，真空干燥，得到含量98.5%的5-氯-1-茚酮15.1g，收率在90.7%以上。1 H NMR (CDCl 3 ，300MHz)：δ 7.79 (d，1H)，δ 7.23(s, 1H)，δ 7.15(d, 1H), δ 2.86(t, 2H), δ 2.72(t, 2H);GC-MS，m/z (%)：167(M + , 99%)。

实施例2

将14.6g氯苯、64ml全氟叔丁醇和0.65g D72大孔强酸性树脂加到250ml四氟反应瓶中，在氮气保护下，缓慢滴加12.7g 3-氯丙酰氯，在30℃下反应5小时。滤出催化剂。常压蒸出全氟叔丁醇。加入100ml二氯甲烷和100ml 5%(重量百分比）HCl水溶液，分出油层，用1%(重量百分比）NaHCO₃水溶液洗到中性。常压蒸出二氯甲烷。残余物用50ml异丙醇重结晶，真空干燥，得到含量98.2%的5-氯-1-茚酮15.5g，收率在93.1%以上。1 H NMR (CDCl 3 ，300MHz)：δ 7.79 (d，1H)，δ 7.23(s, 1H)，δ 7.15(d, 1H), δ 2.86(t, 2H), δ 2.72(t, 2H);GC-MS，m/z (%)：167(M + , 99%)。

实施例3

将13.5g氯苯、95ml全氟叔丁醇和0.4g D72大孔强酸性树脂加到250ml四氟反应瓶中，在氮气保护下，缓慢滴加12.7g 3-氯丙酰氯，在15℃下反应7.5小时。滤出催化剂。常压蒸出全氟叔丁醇。加入100ml二氯甲烷和100ml 5%(重量百分比）HCl水溶液，分出油层，用1%(重量百分比）NaHCO₃水溶液洗到中性。常压蒸出二氯甲烷。残余物用50ml异丙醇重结晶，真空干燥，得到含量98.5%的5-氯-1-茚酮15.3g，收率在91.9%以上。1 H NMR (CDCl 3 ，300MHz)：δ 7.79 (d，1H)，δ 7.23(s, 1H)，δ 7.15(d, 1H), δ 2.86(t, 2H), δ 2.72(t, 2H);GC-MS，m/z (%)：167(M + , 99%) 。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉该项技术的人员能够了解本发明的内容，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神中实质所做的等效变化和修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。