收稿日期:19970603氯化亚砜在有机合成中的应用(Ⅰ)氯化亚砜使有机物氯化奚 强 唐杜陵廖桂茵(武汉化工学院)(化学系)摘要 综述了氯化亚砜在有机合成中的氯化应用,重点介绍了使羧酸氯化、去羟基氯化、加成羰基氯化、使活性亚甲基氯化及取代C ,N ,S ,P ,Si 等原子上基团氯化的反应原理.关键词 氯化亚砜;氯化;有机合成分类号 O 621.3氯化亚砜,又名亚硫酰氯,分子式SOCl 2,分子式中含有两个氯原子,是一种较强的氯化剂.有机合成中,氯化亚砜可使羧酸氯化、去羟基氯化、加成羰基氯化、使活性亚甲基(包括亚甲基)氯化和取代N ,P ,S ,Si 等原子上基团氯化.1 氯化亚砜使羧酸酰氯化脂肪一酸[1~3](包括不饱和脂肪酸一酸)、芳香酸[4~7](包括芳香一酸和非邻一芳香二酸)、有机磺酸[8]和取代酸(如胺基酸[9]、卤代酸[10]等)在催化剂存在下与氯化亚砜反应生成酰氯,而脂肪二酸和邻一芳香二酸与氯化亚砜反应易成环[11],催化剂一般采用如N ,N -二甲基甲酰胺、N ,N -二甲基苯胺和吡啶等,反应过程中,氯化亚砜首先与催化剂结合:SOCl 2+(CH 3)2NCHO(CH 2)2N +=CH∴(CH 3)2N -C +HCl -然后结合物与羧酸反应(CH 3)2N +=CH∴(CH 3)2N -C +OSOClHCl -+RCOOH快-HCl第20卷 第5期荆州师专学报(自然科学版)Vol 120No 151997年10月Journal of Jingzhou Teachers College (Natural Science )Oct.1997(CH 3)2N +=C(O )OC (O )RH∴(CH 3)2N -C +OS (O )C (O )RHCl -慢RClO +Cl -+SO 2+(CH 3)2NCHO快-SO 2RCOCl +(CH 3)2NCHO反应对RCO 2H 是零级反应,对DMF 是一级反应,反应速度取决于反应生成的中间态物质[(CH 3)2N +=CHOS (O )OCOR ]Cl -的降解速度.因原酸-SOCl 2络合和空间位阻效应,分子量越大的羧酸反应速度越慢.生成的酰氯与酯反应生成酯[12],如氯代苯氧乙酸(4-ClC 6H 4OCH 2CH 2CO 2H )在DMF 存在下与工业氯化亚砜反应生成酰氯,产物与Me 2NCCH 2CH 2OH 酯化生成94%以上P —氯代苯氧乙酸β-二甲胺乙脂;若不使用DMF 做催化剂,产率降低约一半.生成的酰氯与氨或胺反应生成酰胺[13],如4-(2-苯并哑唑—芪甲酸以DMF 为催化剂先与SOCl 2反应生成酰氯,然后再与N H 3反应生成86%的酰胺,脱水生成95%的腈,用N H 2H HCl 反应生成94.6%的脒,用AcCl 反应生成63.3%的苯并哑唑二唑基芪.有机酸与氯化亚砜反应生成酰氯,然后醇解和氨(或胺)解分别生成酯和酰胺,产率高,产品纯,精制工艺简单.2 氯化亚砜去羟基使有机物氯化凡是分子上含有羟基(除芳环上羟基外)的有机物,包括天然的(如淀粉、糖和纤维素等)和合成的(如脂肪醇、芳香醇、含有羟基的酸、酯、胺和腈等)与氯化亚砜反应,去羟基氯化.其反应过程ROH +SOCl 2ROS (OCl )+HClROS (O )ClRCl +SO 2醇(包括饱和的和不饱和的脂肪醇和芳香醇)被氯化亚砜去羟基生成氯代烃[14].如烷氧丙醇以PHNMe 2为催化剂在己烷中与氯化亚砜在70℃~75℃反应3小时,然后在80℃放置2小时给出97%RO (CH 2)3C1.不饱和醇被氯化亚砜去羟基生成氯代不饱和烃同时,发生脱氯化氢生成更不饱和烃和不饱和键重排等副反应[15],如(CH 3)CH -CH (OH )C -CH +SOCl 2(CH 3)2CH -CH =C =CHCl +(CH 3)2CH -CHCl -C -CH +(CH 3)2C =CH -C -CH二元醇与氯化亚砜反应生成的不是氯代烃,而是亚氧硫烷[11].羟基羟酸[16]与氯化亚砜反应生成酰氯同时去羟基氯化生成氯代酰氯.氯化亚砜同样去羟基酯[17]、羟基胺[18]、羟基腈[19]上羟基氯化分别生成氯化酯、氯代胺、氯代腈等.同样,氯化亚砜去连于P ,N ,S ,Si 等杂原子上羟基氯化[20].如CH 2CH 2P (O )(OH )2与SOCl 2反应生成CH 2CH 2P (O )Cl 2,然后与PhN H 2反应给出CH 2CH 2P (O )(N HPh )2.3 氯化亚砜加成有机物分子中羰基氯化羰基化合物包括酮、醛、酯和酰胺等与氯化亚砜反应生生0-亚磺酰化[21]R -C O -R +SOCl 2-HClC CR-S -ClOR-SO 2C ClRCl R7 荆州师专学报(自然科学版)1997年10月如Ph 2CO [22]在Ph 3P 存在下,在180℃~190℃与SOCl 2或COCl 2反庆生成99%Ph 2CCl 类似1,4~(Ph 2CO )2C 6H 4和PhCHO 分别给出1,4-(PhCl 2)2C 6H 4和PhCHCl 2.若羰基旁有胺基或甲基等活性基团存在下,0—亚硫酰化后经过脱氯化氢、键转移成-氯化物,如N SO 2Cl[23]在二烷基酰胺和SOCl 2存在下通过ClCO 2CCl 3氯化生成N SO 2Cl,产率96%,纯度93.7%.分子上同时存在羰基和活性甲基(包括活性亚甲基),既可发生0-亚磺酰化,也可发生C -亚磺酰化,反应途径取决底物性质、反应剂使用浓度、加料顺序、溶剂和反应温度等因素,条件稍有改变,生成产物不一样.4 氯化亚砜使活性甲基氯化活性甲基(包括活性亚甲基),又名-甲基,即连接羰基、不饱和键及N ,P ,S 和Si 等杂原子上甲基与SOCl 2反应,易发生C -亚硫酰化,生成氯代亚磺酰化合物,脱去一氧化碳(实际上2SO -SO 2+S ),使其使氯化[21].如 R ′C O-C RH 2+SOCl-HClR ′-C O -C RH -SO-Cl-SOR ′C O -C RHCl 其实生成氯化亚磺酰化合物后,后续产物很多[8].5 氯化亚砜取代其它基团使有机物氯化5.1 氯化亚砜取代N ,P ,S 和Si 等杂原子上基团使有机物氯化[24],如200mlSOClS 2和20mlSO 2Cl 2在75℃~80℃被加到262gEtO 2CCH 2n HCHO (150ml )SO 2Cl 中),混合搅拌2小时,给出348g 纯度为96.8%的EtO 2CCH 2NCl 2.有时氯化被取代的基团.5.2 氯化亚砜取代碳上肼基和磺酰基等使有机物氯化,如2-肼基苯并噻吩82.5份在55℃滴加166.6份SOCl 2,3小时滴完,混合加热30分钟给出91.5%2-氯化苯并噻唑[25],用PCl 3,POCl 3或SOCl 2处理PhSCH 2CH 2SO 3Na 去磺酰基生成PhSCH 2CHCl ,而不是预料的PhSCH 2CH 2SO 2Cl [26].6 其它氯化亚砜可去芳环和不饱和键上氢氯化,分别生成氯代芳烃和氯代不饱和烃,但在有机合成中很少应用.参考文献1 Masaaki Taguchi ,et al.Eur Pat App1.Ep ,1986:186,9632 Manfred Beker ,et al.G er (East )DD ,1985,220,5973 Masayoshi Uiasttl.Jpn K okai Tokkyo K ohk Jp ,1987,62455614 Krasil.nikva ,et al.Khim Prom -st (Masoow ),1984,(5):264~266(Russ )17第20卷 第5期奚强等:氯化亚砜在有机合成中的应用(Ⅰ)氯化亚砜使有机物氯化 5 Peter K.Wehrenberg ,US 1985,4:547,5826 Valakhetal. E.L.Khim.Prom -st (Masoow ),1986(2):16~79(Russ )7 林永谓等.华东化工学院学报,1986,12(6):817~8208 Edward Roberts F ,et al.Eur Pat A ppl ,Ep ,1985:160,2189 Maluar I Perl.J Chromatogr.1987,390(2);4348(Eng )10 Nikitina V I ,et al.SV ,1987,1,348,33311 Valakh E L.et al.2h Org.Khiml ,1986,22(4):694~702(Russ )12 Heiarich Folen ,et al.G er (East ,)D D ,1970,121,92813 Diter Guenther ,et al.-G er Offen De2,1978,745,99814 Masayoshi Minamu.Jpn K okai Tokkyo K oho J P 1987,62464215 Patel A N ,et al.2h Org khim ,1977,13(10)2226~2226(Russ )16 Masarni Shinayaki ,et al.Chem Pharm Ball ,1982,30(9):3139~314617 Bernard Bavatheir ,et al.Fr Demade ,1981,2,459,22118 Richard Brown E ,et al.G er Offen DR ,19771,623,25619 Roberl I.Davidson ,US ,1984,4:476,05720 Ananeva L.G ,et al.2h Obshch khim ,1983,53(3):554~559(Russ )21 K iataro Oka.Synthesis ,1981,661~67022 Hans Buysch J ,et al.G er Offen DE 1970,2,55,44223 Masaru I ,et al.Jpn K okai Tokkyo.K oho ,Jp 1978,5311106424 Guenter Bison ,et al.G er Offen ,DE 1983,3,210,29725 Theodor Pupenfuhs.G er Offen DE 19823,023,22726 Sarnuel P et al .J Org Chem ,1978,43(4)647~649APPL ICATION OF SU LFON YL CH LORIDE IN ORGANIC SY NTHESIS (Ⅰ)CH LORIZATION OF ORGANIC COMPOUN D WITH SOCl 2Xi Qiang Tang DulingLiao Guiying(Wuhan Chemical Engineering College )(Department of Chemistry )Abstract A brief review is given for the chlorization of organic compound with SOCl 2,especially ,the chlorization of carboxylic acid ,substitution of hydoxyl group ,carbonyl group ,methlyene group and C ,N ,S ,P ,Si atoms.K ey w ords sulfonyl chloride ;chlorization ;organic synthesis27 荆州师专学报(自然科学版)1997年10月。