[发明专利]一种制备5-氯茚酮的改进工艺方法

说明书

本发明公开了一种制备5‑氯茚酮的改进工艺方法，属于有机合成技术领域。将氯苯与无水三氯化铝混合，加入3‑氯丙酰氯进行付克酰基化反应得到3,4'‑二氯苯丙酮，随后在无水三氯化铝/氯化钠或三(五氟苯基)硼烷条件下催化关环，反应结束水洗后直接精馏得到5‑氯茚酮。本发明工艺在水洗后直接蒸馏，无后续操作，减少操作步骤，缩短生产工时，节约生产成本，大大提高产品的提取效果，产品的收率提高15％以上，直接蒸馏，低沸物高沸物均可有效去除，产品的含量提高至99.5％以上，同时采用三(五氟苯基)硼烷催化下关环可降低三氯化铝总的用量，降低关环反应温度，减少了焦油的生成，提高了产物的收率。

技术领域

本发明涉及一种制备5-氯茚酮的改进工艺方法，属于有机合成技术领域。

背景技术

5-氯茚酮，CAS：42348-86-7，英文名：5-Chloro-1-indanone。5-氯茚酮是重要的生物医药中间体、农药中间体及制备金属茂配合物的重要中间体。其中5-氯茚酮作为母核是茚虫威的重要重间体。

茚虫威是美国杜邦公司于1992年开发，并于2001年登记上市的氨基甲酸酯类杀虫剂，其通用名为Indoxacarb，商品名为Vatar(安打)。其化学结构式如下：

与传统的氨基甲酸酯杀虫剂不同，茚虫威为钠离子通道抑制剂，主要通过阻断害虫神经细胞中的钠离子通道，使其神经细胞丧失功能，导致靶标害虫麻痹、协调差，最终死亡。茚虫威对人畜十分安全，目前未发现致癌、致畸、致突变性。茚虫威是近年崛起的结构新颖，作用机理独特的氨基甲酸酯类杀虫剂，由于其活性高，用量低，对环境和作物十分安全，作为可替代高毒、高残留及高抗药杀虫剂的理想药剂，并已成为目前研究的热点和受到广泛关注的产品。

现有合成5-氯茚酮的公开专利和文献中主要分两种：

一、采用间氯苯丙酸与氯化亚砜反应形成酰氯，接着付克关环反应得到5-氯茚酮，但在该反应关环中有2,3-二氢-7-氯吲哚酮少量生成，造成产品不易纯化，对下游产物合成带来了不便(J.Chem.Res.,1996,1,301-315)。其反应方程式如下：

二、由氯苯和3-氯丙酰氯为原料，通过路易斯酸催化(硫酸、无水三氯化铝、三氟甲磺酸等)合成5-氯茚酮。其中浓硫酸或三氟甲磺酸危险性更高，对生产设备要求也更高。

专利CN109293488A对前述工艺进行了改进，采用氯化钾-氯化钠-三氯化铝组成的混合熔盐作为催化剂和溶剂，以氯苯和3-氯丙酰氯为原料进行反应，得到5-氯茚酮。混合熔盐中采用三氯化铝与混合熔盐中氯化钠或氯化钾两者混合时，收率明显降低。

然而针对上述反应工艺，在进行重复实验室发现，反应转化率高达95-98％，反应结束后加入冰水中得到的接近理论量粗品(经过内标分析为81-83％产品)，精制后73％收率，得到的产品为黄色粉末。经过对粗品进行分析，含有明显量的焦油状物质(经分析为对氯苯丙烯酮等聚合物)。

该专利中并没有公开精制方法，申请人尝试采用溶解，分焦油和活性炭脱色等操作，得到产品仍为黄色或浅黄色粉末，将产品溶解后，仍有少量黑色焦油物质。因此有必要重新对产品纯化方法进行工艺改进。

发明内容

为了克服上述技术缺陷，本发明公开了一锅法合成5-氯茚酮的方法。将氯苯与无水三氯化铝混合，加入3-氯丙酰氯进行付克酰基化反应得到3,4'-二氯苯丙酮，随后在无水三氯化铝和氯化钠组成的熔盐催化下关环合成5-氯茚酮。申请人通过改进后处理方式，在水洗后直接蒸馏，无后续操作，不仅减少操作步骤，缩短生产工时，节约生产成本，而且大大提高产品的提取效果，产品的收率提高15％以上。采用直接精馏方式，低沸物和高沸物均可有效去除，产品的含量提高至99.5％以上，产品颜色呈白色。同时还发现采用三(五氟苯基)硼烷代替熔盐进行催化关环可降低三氯化铝的用量，降低关环反应温度，减少了焦油的生成，得到的产品收率高达85-89％。