背景及概述
1-氯-2-甲基-2-苯基丙烷，中文别名2-氯甲基-2-苯丙烷; 氯代叔丁基苯，英文名称(1-chloro-2-methylpropan-2-yl)benzene，CAS登记号为515-40-2，分子式为C10H13Cl，分子量为168.663，本品为透明无色液体，密度：1.047 g/mL at 25 °C(lit.)，沸点：95-96 °C10 mm Hg(lit.)，在正常的储存和处理条件下，在室温下密封的容器中保持稳定。储存在阴凉，干燥，通风良好的地方。
图1 1-氯-2-甲基-2-苯基丙烷性状图
制备
常见的芳基叔丁基烷基化反应大多采用叔丁醇和异丁烯等烷基化试剂，催化剂采用无水三氯化铝、三氯化铁和浓硫酸等。近年来还有以分子筛和离子液体为催化剂的研究报道。由于该反应为强放热反应，无水 AlCl 3 催化剂活性高，剧烈放热，反应难以控制，副产物较多，选择性较差;无水 FeCl 3 催化剂反应易控制，但反应时间过长;浓硫酸对设备又有强的腐蚀性。使用这些催化剂均有金属盐废渣或废液产生，对环境污染严重。本文以自制的氧化铁为催化剂，在无溶剂条件下，以氯代叔丁烷和邻二甲苯为原料进行烷基化反应，合成了氯代叔丁基苯。
氧化铁催化制备氯代叔丁基苯
氧化铁催化剂制作工艺简单，对环境更为友好，对设备基本没有腐蚀，作为催化剂反应条件温和，并且具有较高的选择性及收率。
Fe2O3 催化剂的制备
将 0. 2 mol 氯化铁溶于 150 mL 水中，滴加氨水(质量分数 28%)至 pH = 8～9，将水解生成的氢氧化铁沉淀过滤、水洗、干燥后放入马弗炉中，400 ℃下焙烧 3 h，得到氧化铁粉末。
氯代叔丁基苯的合成
将 12. 00 mL 的邻二甲苯和自制的氧化铁粉末催化剂加入 100 mL 三口烧瓶中，待达到反应温度50 ℃，搅拌下加入 13. 00 mL 氯代叔丁烷开始反应。反应中放出的氯化氢气体用碱液吸收，至无氯化氢气体放出时反应结束，收率 97. 77%。冷却后，滤出固体催化剂，用质量分数 5% 的碳酸氢钠溶液洗涤反应液，再水洗至中性，干燥后蒸馏，收集 213 ℃馏分，得 14. 3 g 纯度 99. 3%的无色透明液体氯代叔丁基苯。
生产方法
本品是由苯和2-甲基-3-氯丙烯为原料制得。在100L搪瓷反应釜内加入2-甲基-3-氯丙烯142kg,苯365kg,在搅拌下加入硫酸180kg,室温反应4~6h,静置分去废酸。苯层用水洗至中性,常压蒸馏回收苯,减压蒸馏,94~95oC /1.33kPa馏分为产品氯代叔丁基苯。
结果与讨论
烷基化反应是亲电取代反应，甲基的引入使得邻二甲苯的烷基化反应比苯的烷基化反应更易进行。叔丁基的体积较大，在一取代邻二甲苯的 3 位和 4 位时，受甲基空间位阻效应的影响，取代产物主要为 1，2-二甲基-4-叔丁基苯。
以氧化铁催化烷基化的方法合成氯代叔丁基苯，反应过程不用添加溶剂，没有废液产生，对环境更为友好。
参考文献
[1] Truce; Bee; Alfieri Journal of the American Chemical Society, 1949 , vol. 71, p. 752