5-クロロバレリルクロリド(リンク:https://www.bloomtechz.com/synthetic-chemical/organic-intermediates/5-クロロバレリル-クロリド-cas-1575-61-7.html）は、構造中にカルボン酸とハロゲン基を含む有機化合物です。 この化合物は、種々の方法により合成することができる。 これらの方法のいくつかを以下に説明します。
1. ペンタクロロ酢酸の塩素化:
ペンタクロロ酢酸は、室温で過剰の塩酸を加えることによって調製されます。 次の手順を実行できます。
(1.) 試薬を準備します。
ペンタクロロ酢酸、オキシ塩化リン、脱イオン水、または乾燥剤
(2.) 反応混合物を調製します。
乾燥した反応ボトル内で、ペンタクロロ酢酸とオキシ塩化リンを脱イオン水または乾燥剤に加え、撹拌しながら反応物質を 0 度未満に冷却します。
(3.) 5-塩化クロロバレリルを追加します。
温度を0度以下に保ちながら、反応混合物に{{0}}クロロバレリルクロリドをゆっくりと加えます。 添加が完了すると、反応混合物は乳白色に変わります。
(4.) さらなる反応について:
反応混合物を 0 度以下に保ち、30 分間撹拌を続けた後、一定量の脱イオン水または乾燥剤を加えて、反応混合物が淡黄色に変わります。
(5.) 分離された製品:
反応混合物を真空蒸留して生成物を分離すると、最初に5-クロロバレリルクロリド生成物が得られた。
(6.) 精製製品:
上記で得られた{{0}}クロロバレリルクロリド生成物は、0度未満の炭酸ジメチル中での再結晶によって精製することができ、その後、濾過および乾燥させることによって純粋な5-クロロバレリルクロリドを得ることができる。
塩素化法の各段階では、反応と生成物の精製を確実に成功させるために、反応物と反応混合物を乾燥した低温条件下に保つ必要があることに注意してください。 さらに、反応中のオキシ塩化リンは、危険な化学反応を避けるために細心の注意を払って取り扱う必要があります。
2. カルボン酸と5-クロロペンタン酸のハロゲン化:
5-クロロペンタン酸は三塩化亜リン酸と反応して、5-クロロペンタン酸塩化物を生成します。 次にメルカプトエタノールと反応させてメルカプトエステルを形成し、これをハロ酸に加工することができます。 カルボン酸とハロゲン化の反応とその詳細な手順。
(1.) 5-クロロバレリルクロリドのカルボン酸反応
まず、5-クロロバレリルクロリドのカルボン酸反応にはアセトン-HCl の使用が必要です。
ステップ 1: 5-塩化クロロバレリルとアセトンを 2 つの乾燥丸底フラスコに別々に加えます。
ステップ２：塩化水素ガスを丸底フラスコの１つにポンプで注入し、室温で２時間反応させた。
ステップ 3: 反応混合物を分液漏斗に移し、生成物をエーテルで抽出します。
ステップ４：希塩酸溶液、水および濃ＮａＯＨを順次加え、最後にエーテル層を無水硫酸ナトリウムで乾燥し、次いで蒸留して、最終生成物｛{１｝｝クロロバレリルクロリドを得る。
(2.) 5-クロロバレリルクロリドのハロゲン化反応
5-クロロバレリルクロリドのハロゲン化は塩化リンによって行われます。
ステップ 1: 5-クロロバレリルクロリドと塩化リンを反応フラスコに入れ、ガラス棒を挿入してかき混ぜます。
ステップ 2: 塩化リンの重量に応じて N,N-ジエチルホルムアミド (DMF) を加え、混合と撹拌を続けます。
ステップ 3: N,N-ジエチルホルムアミドを加え続け、撹拌し、温度が 35 度を超えないように制御します。
ステップ 4: 反応が完了したら、生成物を水で希釈します。
ステップ５：少量の水酸化ナトリウムを加え、上部有機相をエーテルで抽出した。
ステップ６：エーテル層を無水硫酸ナトリウムで乾燥し、蒸留を実行して、最終生成物｛{１}｝クロロバレリルクロリドを得る。
要約:
以上が、5-クロロバレリルクロリドのカルボン酸とハロゲン化反応の工程です。 これらの反応は有機化学で一般的に使用される方法です。 これらの反応を通じて一連の有機化合物を合成することができ、有機化学の研究に重要な手段と方法を提供します。
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3. アセトンのカルボニル化とハロゲン化:
まず、アセトンのカルボニル化プロセスを理解する必要があります。 このプロセスは、アセトンの中央にある炭素-炭素二重結合をカルボニル基に変換するために使用されるため、カルボニル化中にアセトンの分子構造が変化します。 このプロセスの反応式は次のとおりです。
ティッカー3コーチ3プラスH2O プラス Hプラス→CH3コーチ2おお2プラス
簡単に言えば、アセトンが酸性条件にさらされると、ヒドロキシルイオンが失われ、水素イオンに置き換わります。 その結果、アセトンのカルボニル化度が増加します。
ここで、5-クロロバレリルクロリドとアセトンの反応を調べ始めることができます。 このプロセスは 2 つのステップに分けることができます。第 1 ステップはアセトンのカルボニル化であり、第 2 ステップは 5- クロロバレリルクロリドのハロゲン化です。 以下に詳細な手順を説明します。
最初のステップ: アセトンのカルボニル化:
このステップは酸性条件下で行い、触媒としてアルコールを加えます。 硫酸や塩酸などの任意の希酸溶液を使用できます。 次のように進めます。
1. アセトン、塩酸、メタノールを混合します。 通常は 1:1:1 の比率が使用されますが、必要に応じて調整できます。
2. 混合物を反応温度 (通常約 80-100 度) まで加熱し、反応速度を促進するために混合物に硫酸触媒を追加します。
3. 一定時間反応させた後、水で希釈して反応生成物を精製します。
4. 分液ロートを使用して水と有機化合物を分離します。
このステップにより、アセトン中の C=C 結合をカルボニル基に変換し、CH を生成することができます。3コーチ2おお2プラス、アセトンのホモカルボニル化合物。 これはその後の応答にとって非常に重要です。
第 2 ステップ: 5-クロロバレリルクロリドのハロゲン化:
このステップでは、5-塩化クロロバレリルを反応系に導入し、アセトンの高カルボニル化合物と反応させます。 次のように進めます。
1. アセトンの高カルボニル化合物と5-クロロバレリルクロリドを混合します。 一般に、アセトン4.5モルと塩化5-クロロバレリル1モルが混合に使用されますが、特定の比率は必要に応じて調整できます。
2. 炭酸ナトリウム触媒を加え、反応物を混合します。
3. 次に混合物を反応温度 (通常約 80-110 度) まで加熱します。
4. 反応中、反応物は酸触媒反応によってハロゲン化され、この時点で最終生成物、5-クロロ-3-オキソペンタノイルクロリドが形成されます。
5. 最後に、得られた化合物を水で希釈し、分離によって水と有機化合物を分離します。
5-クロロ-3-オキソペンタノイルクロリドは、他の有機化合物の合成に使用できる中間化合物です。 反応プロセス全体の反応式は次のとおりです。
ティッカー3コーチ2おお2プラスプラスC5H9ClO と Na2共3 → C7H10クロ2プラスCO2プラスH2OプラスNaCl
この反応方程式は、最終生成物を得るために、アセトンのカルボニル化と5-クロロバレリルクロリドのハロゲン化の全プロセスをカバーしています。
4. 5-クロロペンタノールのハロゲン化:
5-クロロペンタノールは塩化チオニルで5-クロロペンテンに変換されました。 次いで、この物質は、三塩化亜リン酸との反応により5-クロロバレラリルクロリドに変換され、続いてジクロロメタンおよび四酢酸ジエチルを添加して5-クロロ吉草酸ハロ酸を生成することができる。 まず、次のような実験室の必需品を準備する必要があります。
1. 反応器または丸底フラスコ (100 mL);
2. 塩酸ナトリウム (NaCl) および塩酸 (HCl);
3. 5-クロロペンタノールおよび無水塩化第二鉄 (FeCl)3);
4. 酸化アルミニウム（Al2O3) および四塩化炭素 (CCl)4);
5. エーテル溶媒、水浴および氷浴。
次に、5-クロロペンタノールのハロゲン化ステップを開始します。
ステップ 1: 5- クロロペンタノール (1.0 mL、10 mmol) を乾燥した丸底フラスコに加えます。
ステップ 2: 丸底フラスコに塩酸 (2 mL、モル比 1:1) を加え、室温まで 15 分間温めます。
ステップ 3: 30 パーセントの NaCl 溶液 (2 mL) を反応物に加え、水浴に入れて温めます。
ステップ 4: 加熱と撹拌が完了した後、分液漏斗を使用して水層と有機層を分離し、有機層を清潔な丸底フラスコに集めます。
ステップ５：無水塩化第二鉄（５ｇ）およびアルミナ（５ｇ）を丸底フラスコに加え、室温で３０分間撹拌する。
ステップ 6: 抽出のために四塩化炭素 (10 mL) を加え、木製の栓の上に分液漏斗を置き、有機層と水層を分離し、有機層をきれいな丸底フラスコに集めます。
ステップ７：濃塩酸溶液を使用して有機層を酸性化する。
ステップ８：有機物をエーテル溶媒に溶解し、濾過し、乾燥する。
ステップ9: ロータリーエバポレーターを使用して溶媒を除去し、5-クロロペンタノールのハロゲン化生成物である5-クロロバレリルクロリドを得る。
一般に、この反応は比較的安定かつ安全であり、実験では期待どおりの生成物が得られます。 ハロゲン化反応を行う場合、ハロゲン化物が目や皮膚に接触しないように特別な注意を払い、十分な換気を行う必要があります。 反応中に異常な化学反応が生じた場合には、直ちに反応を停止し、適切な安全対策を講じてください。
5. ブロモ酪酸のハロゲン化反応:
5-クロロバレリルクロリドとブロモ酪酸のハロゲン化反応は一般的な有機合成反応であり、化学構造内の反応性官能基を置換反応に使用して新しい有機化合物を得ることができます。
反応手順は次のとおりです。
(1.) 反応物の準備: まず、5-クロロバレリルクロリドとブロモ酪酸の反応物を準備する必要があります。 5-クロロ吉草酸クロリドは、5-クロロ吉草酸と塩化チオニルの塩素化によって調製できます。 ブロモ酪酸は、ブタノールと臭素の置換反応によって調製できます。
(2.) 反応溶液の調製: 調製した5-クロロバレリルクロリドとブロモ酪酸をそれぞれジクロロメタンやベンゼンなどの乾燥有機溶媒に溶解します。
(3.) 触媒の添加: 適切な量の触媒を添加します。通常は水酸化ナトリウムまたは塩化第二鉄などを使用します。
(4.) 反応工程: 2 つの反応液を反応器にゆっくりと滴下し、反応を加熱します。 反応時間は数時間であり、反応温度は一般に反応物の沸点以下に制御される。
(5.) 反応終了時の処理：反応終了後、反応物を冷水または塩酸溶液で処理し、反応残渣および触媒を除去する。 得られたハロゲン化生成物を抽出分離し、濃縮し、濾過して純粋な生成物を得た。
反応のメカニズムは次のとおりです。 まず、触媒によりブロモ酪酸のカルボキシル基がさらに酸性化され、置換されやすくなります。 次に、5-クロロバレリルクロリドのクロロアルキル基がブロモ酪酸のカルボキシル基と置換反応してハロゲン化生成物が生成されます。 最後に、溶液を濾過して、純粋なハロゲン化生成物を得た。
上記はいくつかの主な合成方法であり、いずれも5-クロロバレリルクロリドを得ることができます。 合成法の選択は、反応物質の入手可能性、コスト、実験室で利用できる機器や化学薬品にも依存します。