雙氧水-氫溴酸光化學氧化合成1，3-二氯丙酮的研究

王小玲，孫 娟

（常州寅盛藥業有限公司，江蘇 常州 213033）

雙氧水-氫溴酸光化學氧化合成1，3-二氯丙酮的研究

王小玲，孫 娟

（常州寅盛藥業有限公司，江蘇 常州 213033）

目的優化1，3-二氯丙酮的合成工藝。方法和結果通過優化反應條件，調整并確定了原料比1，3-二氯丙醇：氫溴酸（HBr）：雙氧水=2：1：1.1。結論與文獻方法相比，原料價廉易得且安全性提高，有較高的經濟效益，且避免了鉻污染的問題。

1，3-二氯-2-丙醇；1，3-二氯丙酮；氧化；環保

1，3-二氯丙酮是有機化工的基礎原料，也是法莫替丁、尼扎替丁和氟康唑等醫藥產品的重要中間體，雖然制備方法［1-2］有多種，但用仲醇氧化法制備是最簡潔的方法，其經典方法是用鉻鹽+硫酸，把1，3-二氯丙醇氧化成1，3-二氯丙酮［3］，但含鉻廢水污染環境是個難題。

為了消除鉻鹽的污染，仿照歐洲專利——雙氧水-氫溴酸光化學氧化法，并對合成工藝進行了優化：（1）雙氧水濃度由70%改為50%，原料價廉易得，操作也更安全；（2） 反應溶劑用1，2-二氯乙烷代替氯仿，大幅降低了成本；（3）用40%的氫溴酸代替專利中以溴化銨-硫酸發生溴化氫，簡化了設備和操作。

本法的優點是徹底免除了鉻鹽的污染。50%的雙氧水價廉易得，反應后，雙氧水變成了對環境無害的水，具有較高的工業生產價值和社會效益。

1　實驗部分

1.1實驗原理

一般地，熱化學反應可以通過提高反應溫度來加速反應，光化學反應不同于常見的熱化學反應，反應原料是靠吸收光源發射的光子獲得反應的活化能而與另一原料發生化學反應的，常常與溫度關系不大，因為此光化學反應大多在室溫或低溫下就能發生，關鍵是要有一個波長和強度適當的光源提供光子。

本工藝通過下列三步反應循環進行，同時加入溶劑溶解原料1，3-二氯丙醇，與氫溴酸水溶液構成互不相溶的兩相系統，雙氧水把溴化氫氧化成難溶于水并易溶于有機溶劑的溴素而與其中的1，3-二氯丙醇充分接觸，讓氧化反應在有機溶劑中充分展開。而溴化氫易溶于水而難溶于有機溶劑，這樣就減少了與有機溶劑中的1，3-二氯丙醇的接觸，有效地阻止了溴化氫與醇羥基的鹵化反應（副反應），提高了反應的選擇性。

三段反應的先后順序如下：

（1） 雙氧水將水相中無色的溴化氫氧化成血紅色的溴素。

溴素易溶于反應溶劑而使本為無色的反應液呈血紅色。

（2） 溴素接受光源的光子的能量均裂成溴的活性游離基。

反應液呈紅色過渡狀態（不穩定）。

（3）活性高的溴游離基達到一定濃度便把1，3-二氯丙醇脫氫氧化成1，3-二氯丙酮，同時生成副產物溴化氫。

生成的溴化氫進入水相形成氫溴酸，被雙氧水再次氧化成溴素，重復（1）、（2）、（3）的反應過程進行下一輪的循環氧化反應。

在循環反應過程中，溴化氫并不消耗，僅當二傳手作用，但隨著套用次數的增加，每次反應生成的水和原料雙氧水中的水都會將氫溴酸逐漸稀釋。由此可見，本工藝的關鍵是如何簡易地把反應系統中多余的水除去以增加套用次數，從而降低消耗。

1.2實驗藥品與儀器

實驗藥品：1，3-二氯-2-丙醇、1，2-二氯乙烷、氫溴酸（40%）、雙氧水（50%）、純化水。1，3-二氯-2-丙醇為車間自制（GC 99%），其余試劑均為分析純

實驗儀器：電動攪拌器、三口燒瓶、節能燈、分液漏斗、蒸餾裝置。

1.3實驗方法

裝有溫度計、分液漏斗、冷凝器的250ml三口燒瓶，電磁攪拌，瓶外離壁瓶約1cm安裝一支40w節能燈反應全過程照射，水浴冷卻。

向三口燒瓶中，加入25.8g（0.2mol）1，3-二氯-2-丙醇，125.7g（100ml）1，2-二氯乙烷和21g氫溴酸溶液（相當于含溴化氫8.1g（0.1mol）），開動攪拌，并用節能燈照射反應液，開始反應液呈微濁微黃色，調節水溫使燒瓶瓶內溫到20℃～25℃左右，即可慢慢滴加50%的雙氧水15g（0.22mol），反應液漸呈血紅色，并迅速升溫，通過雙氧水滴加速度以及調節水浴溫度（必要時可放入小冰塊）使反應在25℃～30℃之間進行。滴加時間1.5～2h完成。反應期間，要注意觀察反應液血紅色褪色情況，褪色快說明氧化反應較快。滴加完畢，保溫3～4h，血紅色變成紅色即達到反應終點。

反應畢，冷卻，倒入分液漏斗中靜置分層，上層母液可留作下批套用（1-3次），分出下層有機層，用純化水洗去其中殘留的雙氧水，有機層水浴蒸餾回收的1，2-二氯乙烷，直接用于下批多次套用或提取用。蒸餾后期可減壓將溶劑蒸盡，趁熱將殘留物倒入小燒杯中，即析出白色針狀結晶。將燒杯密封放冷，過濾，即得1，3-二氯丙酮結晶濕品，在濃硫酸干燥器中干燥過夜，稱重18.3g，收率72%（以1，3-二氯-2-丙醇為基礎），mp39～43℃，含量GC 98%以上。

2　結果與討論

2.1最佳反應溫度與時間的選擇

通過實驗證明，反應溫度在20℃以下時，反應緩慢，溫度過高，則反應不完全。因此，控制反應溫度在25℃～30℃之間，滴加時間維持在1.5～2h，保溫3～4h為最佳。

2.2最佳投料配比的選擇

一般來講，過氧化物的危險性主要是自身能受熱分解爆炸，所以要控制雙氧水的量，但雙氧水能被水以任何比例稀釋而降低危險性。另外，其放置自身即能分解逐漸放出氧，所以容器務必開小口放氣。通過優化反應條件，確定了原料摩爾比為1，3-二氯丙醇：氫溴酸（溴化氫）：雙氧水=2：1：1.1。

2.3光源的選擇

從反應原理可知，反應熱主要是由雙氧水氧化溴化氫成溴素而發生的，其反應速度是很快的。但整個反應的關鍵在于溴素經光照成溴游離基的好壞，此反應不需熱，僅需有一個合適的燈光源，一般用于光化學的光源有高壓汞燈、金屬鹵化物、浸入式汞燈和節能燈等。

2.4母液處理

反應過程的含溴廢氣廢水都要盡量回收利用，常用的有蒸餾成低濃度氫溴酸溶液或中和蒸發回收含溴鹽。

本工藝與現有方法相比，顯著的優點是原料價廉易得且安全性提高，有較高的經濟效益，且避免了鉻污染的問題，是一種可以提供的生產型工藝。

［1］H.蓋爾曼，A.勃拉特.有機合成（第1集）［M］.北京：科學出版社，1957.

［2］丁光月，傅建彪.1，3-二氯-2-丙酮氧化反應的研究［J］.太原理工大學學報，1998，29（1）：80-82.

［3］羅勁深.以重鉻酸鈉—硫酸作氧化劑合成1，3-二氯丙酮［J］.合成化學，1993，（1）：1.

（責任編輯劉紅）

Photochemical Oxidation of 1，3-Dichloroacetone Using Hydrogen Peroxide/Hydrobromic Acid

WANG Xiao-ling，SUN Juan

（Changzhou Yinsheng Pharmaceutical Co.，Ltd.，Changzhou Jiangsu 213033，China）

1，3-Dichloroacetone was synthesized from 1，3-Dichloro-2-propanol by the method of Photochem

1，3-Dichloro-2-propanol；1，3-Dichloroacetone；oxidation；green initiative

O624.1

A

1671-0142（2015）02-0049-03

王小玲（1973-），女，江蘇常州人，工程師.

ical oxidation using Hydrogen peroxide/hydrobromic acid.Through optimizing the reactive conditions，the mole ratio of 1，3-Dichloro-2-propanol to hydrobromic acid to Hydrogen peroxide was determined as 2∶1∶1.1.Compared with other method in the literature，the new process has advantage of decreasing material cost，improving security，simplifying operation and it is also an effective method to eliminate pollution.