1,4-二氯-2-丁炔的合成与结构表征

2026/2/12 10:43:39 作者:火星人

背景技术

1,4-二氯-2-丁炔是一种重要的有机合成中间体,不仅在医药、农药、香料及高分子材料合成中被广泛使用,而且是合成“Wheel - axle”型超分子主体化合物的重要原料,因此,1,4-二氯-2-丁炔的合成具有十分重要的意义。

1946年,Johnson首次利用2-丁炔-1,4-二醇(化合物A)为原料,氯化亚砜为氯化剂,吡啶缚酸,成功合成1,4-二氯-2-丁炔(化合物B),产率72%。随后,以化合物A为原料合成化合物B的研究引起了科学工作者们的极大关注:1955年,Jean C等以Johnson方法得到1,4-二氯-2-丁炔,产率75% ; 1959年,Nobuyuki S等,在苯、N,N-二甲基苯胺、三氯化磷存在下,35~40℃反应1h,60~70℃反应1h,产率76%;1986年,Adegoke E A等在苯、吡啶、氯化亚砜体系下,得到1,4-二氯-2-丁炔,产率30%;1988年, Peter JS等重新以吡啶、氯化亚砜体系合成,得到产物,产率82%;Leonel E等分别以铜、铁、溴化亚铜催化,四氯化碳为氯化剂,DMF为溶剂,产率30%。

2003年,程金生等在苯、吡啶、氯化亚砜体系下,0℃反应1h,升至室温反应12h,1,4-二氯-2-丁炔的产率98%;2003年,严赞开回等以二氯甲烷为溶剂,吡啶、HMPT催化,三氯化磷氯化,产率72%。他提出,化合物A在苯中溶解度很小,溶剂并未起到稀释二醇的作用,不利于反应控制;2005年, Molander G A等以苯为溶剂,吡啶催化,氯化亚砜氯化,0℃反应过夜,产率17%;2006年,Bagutski V等在二氯甲烷、三乙胺、氯化亚砜体系下,10~15℃反应1h,之后常温反应过夜,产率18%;2010年,施召才等在DMF、氯化亚砜体系下,冰浴反应,之后静置10h,得到产物,产率87.4%。综上所述,本文以2-丁炔-1,4-二醇(化合物A)为原料,采用Johnson法,对1,4-二氯-2-丁炔(化合物B)进行合成,并对其结构进行表征[1]。

合成方法

采用Johnson法,将50g(0.58mol)化合物A(2-丁炔-1,4-二醇)和溶于85mL干吡啶中,在搅拌和冷却下滴加氯化亚砜100mL(1.2mol),10~20℃滴加至原料反应完全,室温搅拌过夜,用碎冰处理,产物用乙醚萃取三次,合并乙醚相,用碳酸钠溶液洗涤,分离,干燥,减压蒸馏,得到产物1,4-二氯-2-丁炔,收率68.5%,b.p.165.0℃(与文献值一致)[1]。

1,4-二氯-2-丁炔的合成方法

结构表征

由图1可以看出:2991cm-1,2952cm-1出现的吸收峰为亚甲基伸缩振动和反伸缩振动;2260~2100cm-1处未有C=C伸缩谱带出现,说明1,4-二氯-2-丁炔为对称取代的炔烷;1262cm-1处出现的单峰为-CH2Cl基中CH2的强面外摇摆振动;703cm-1处为C-CI伸缩振动。

图1:1,4-二氯-2-丁炔的IR谱图

由图2可以看出,δ:4.19只出现一个单峰,说明1,4-二氯-2-丁炔分子内1,4位的氢为对称结构,并且受碳-碳三键及Cl原子的影响,使其化学位移出现在高场[1]。

图2:1,4-二氯-2-丁炔的核磁氢谱

参考文献

[1] 倪翔,李平,林琳,等. 1,4-二氯-2-丁炔的合成及性能测定[J]. 天津理工大学学报,2011,27(5):13-15. DOI:10.3969/j.issn.1673-095X.2011.05.004.

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