515-40-2 / 1-氯-2-甲基-2-苯基丙烷的制備

背景及概述

1-氯-2-甲基-2-苯基丙烷，中文別名2-氯甲基-2-苯丙烷; 氯代叔丁基苯，英文名稱(1-chloro-2-methylpropan-2-yl)benzene，CAS登記號為515-40-2，分子式為C10H13Cl，分子量為168.663，本品為透明無色液體，密度：1.047 g/mL at 25 °C(lit.)，沸點(diǎn)：95-96 °C10 mm Hg(lit.)，在正常的儲(chǔ)存和處理?xiàng)l件下，在室溫下密封的容器中保持穩(wěn)定。儲(chǔ)存在陰涼，干燥，通風(fēng)良好的地方。

圖1 1-氯-2-甲基-2-苯基丙烷性狀圖

制備

常見的芳基叔丁基烷基化反應(yīng)大多采用叔丁醇和異丁烯等烷基化試劑，催化劑采用無水三氯化鋁、三氯化鐵和濃硫酸等。近年來還有以分子篩和離子液體為催化劑的研究報(bào)道。由于該反應(yīng)為強(qiáng)放熱反應(yīng)，無水 AlCl 3 催化劑活性高，劇烈放熱，反應(yīng)難以控制，副產(chǎn)物較多，選擇性較差;無水 FeCl 3 催化劑反應(yīng)易控制，但反應(yīng)時(shí)間過長;濃硫酸對設(shè)備又有強(qiáng)的腐蝕性。使用這些催化劑均有金屬鹽廢渣或廢液產(chǎn)生，對環(huán)境污染嚴(yán)重。本文以自制的氧化鐵為催化劑，在無溶劑條件下，以氯代叔丁烷和鄰二甲苯為原料進(jìn)行烷基化反應(yīng)，合成了氯代叔丁基苯。

氧化鐵催化制備氯代叔丁基苯

氧化鐵催化劑制作工藝簡單，對環(huán)境更為友好，對設(shè)備基本沒有腐蝕，作為催化劑反應(yīng)條件溫和，并且具有較高的選擇性及收率。

Fe2O3 催化劑的制備

將 0. 2 mol 氯化鐵溶于 150 mL 水中，滴加氨水(質(zhì)量分?jǐn)?shù) 28%)至 pH = 8～9，將水解生成的氫氧化鐵沉淀過濾、水洗、干燥后放入馬弗爐中，400 ℃下焙燒 3 h，得到氧化鐵粉末。

氯代叔丁基苯的合成

將 12. 00 mL 的鄰二甲苯和自制的氧化鐵粉末催化劑加入 100 mL 三口燒瓶中，待達(dá)到反應(yīng)溫度50 ℃，攪拌下加入 13. 00 mL 氯代叔丁烷開始反應(yīng)。反應(yīng)中放出的氯化氫氣體用堿液吸收，至無氯化氫氣體放出時(shí)反應(yīng)結(jié)束，收率 97. 77%。冷卻后，濾出固體催化劑，用質(zhì)量分?jǐn)?shù) 5% 的碳酸氫鈉溶液洗滌反應(yīng)液，再水洗至中性，干燥后蒸餾，收集 213 ℃餾分，得 14. 3 g 純度 99. 3%的無色透明液體氯代叔丁基苯。

生產(chǎn)方法

本品是由苯和2-甲基-3-氯丙烯為原料制得。在100L搪瓷反應(yīng)釜內(nèi)加入2-甲基-3-氯丙烯142kg,苯365kg,在攪拌下加入硫酸180kg,室溫反應(yīng)4~6h,靜置分去廢酸。苯層用水洗至中性,常壓蒸餾回收苯,減壓蒸餾,94~95oC /1.33kPa餾分為產(chǎn)品氯代叔丁基苯。

結(jié)果與討論

烷基化反應(yīng)是親電取代反應(yīng)，甲基的引入使得鄰二甲苯的烷基化反應(yīng)比苯的烷基化反應(yīng)更易進(jìn)行。叔丁基的體積較大，在一取代鄰二甲苯的 3 位和 4 位時(shí)，受甲基空間位阻效應(yīng)的影響，取代產(chǎn)物主要為 1，2-二甲基-4-叔丁基苯。

以氧化鐵催化烷基化的方法合成氯代叔丁基苯，反應(yīng)過程不用添加溶劑，沒有廢液產(chǎn)生，對環(huán)境更為友好。

參考文獻(xiàn)

[1] Truce; Bee; Alfieri Journal of the American Chemical Society, 1949 , vol. 71, p. 752