Бензилхлорид

Бензилхлорид
Общие
Традиционные названия	бензилхлорид, хлорметилбензол, α-хлортолуол
Химическая формула	C6H5CH2Cl
Эмпирическая формула	C7H7Cl
Физические свойства
Состояние (ст. усл.)	жидкость
Молярная масса	126,58 г/моль
Плотность	1,100 г/см³
Термические свойства
Температура плавления	−39 °C
Температура кипения	179,3 °C
Химические свойства
Растворимость в воде	не растворим г/100 мл
Растворимость в спирт	смешивается г/100 мл
Растворимость в хлороформ	смешивается г/100 мл
Растворимость в орг. растворители	смешивается г/100 мл
Оптические свойства
Показатель преломления	1,5391
Классификация
Рег. номер CAS	100-44-7
SMILES	ClCc1ccccc1

Бензилхлорид (хлористый бензил) — бесцветная жидкость с резким запахом, нерастворимая в воде, смешивается с этанолом, хлороформом и другими органическими растворителями. Лакриматор, огнеопасен.

Получение

В промышленности бензилхлорид получают жидкофазным радикальным хлорированием толуола:

C₆H₅CH₃ + Cl₂ → C₆H₅CH₂Cl + HCl

Таким способом получают около 100,000 тонн бензилхлорида в год.^[1] Побочными продуктами являются бензальхлорид и бензотрихлорид (C₆H₅CHCl₂ и C₆H₅CCl₃).

Существует несколько вариантов процесса: хлорирование толуола в присутствии 1 % PCI₃ при 90—100 °C, хлорирование при УФ-облучении или в присутствии 2,2'-азо-бис-изобутиронитрила.

Кроме хлорирования при высокой температуре, реакция прекрасно протекает и при комнатной в отсутствие катализаторов при простом пропускании хлора в толуол, находящийся по возможности в высоком сосуде для более эффективного растворения газа, на солнечном свету(предпочтительно) или при искусственном освещении. При данном способе хлорирования, содержание влаги в толуоле и хлоре не оказывает сколько-нибудь заметного влияния на скорость реакции. Существует и ещё более простой оригинальный метод получения бензилхлорида в лаборатории-хлорирование толуола на поверхности раствора гипохлорита натрия или кальция(хлорной извести), введением по трубке доходящей до дна сосуда раствора соляной или сер ной кислоты в раствор гипохлорита. Образующийся хлор эффективно экстрагируется находящимся на поверхности слоем толуола(достаточно толщины слоя в 3-4 см) и при освещении этого слоя быстро происходит реакция. Реакция проводится также при комнатной температуре.

Бензилхлорид также может быть получен хлорированием толуола сульфурилхлоридом SO₂Cl₂, хлорметилирование по Бланку бензола:

В лаборатории получают реакцией бензилового спирта с концентрированной соляной кислотой

Применение и реакции

• Бензилхлорид применяют для получения бензилового спирта и особенно бензилцеллюлозы (см. Целлюлоза), широко используемой в производстве пластических масс, плёнок, электроизоляционных покрытий и лаков.
• В промышленности бензилхлорид играет роль прекурсора к бензиловым эфирам, которые используются как пластификаторы, ароматизаторы и парфюмерия.
• Фенилуксусная кислота, прекурсор к фармацевтическим препаратам, получают через бензилцианид, который образуется при обработке бензилхлорида цианидом натрия.

C₆H₅CH₂Cl+ NaCN → C₆H₅CH₂CN → C₆H₅CH₂COOH

• Четвертичные аммониевые соли, используемые в качестве поверхностно-активных веществ, легко образуются алкилированием третичного амина бензилхлоридом.

NR₃ + C₆H₅CH₂Cl → C₆H₅CH₂NR₃⁺Cl⁻

• В органическом синтезе, бензилхлорид используется для введения бензильной защитной группы, получая соответствующий бензиловые эфир. Снимается данная группа гидрированием на палладии.

C₆H₅CH₂Cl + ROH → C₆H₅CH₂R → [H₂,Pd] ROH + C₆H₅CH₃

• С карбоновыми кислотами, даёт соответствующие бензильные сложные эфиры.^[2]
• Бензойная кислота (C₆H₅COOH) может быть получена окислением бензилхлорида щелочным раствором перманганата калия (KMnO₄).

C₆H₅CH₂Cl + 2 KOH + 2 [O] → C₆H₅COOK + KCl + H₂O

• Он может быть использован в синтезе наркотиков класса амфетаминов, и по этим причинам продажи бензилхлорида находятся под мониторингом в США List II
• Бензилхлорид также легко реагирует с металлическим магнием давая Гриньяра реагент. Он предпочтительнее чем бензил бромид для получения реагента Гриньяра, так как бромид даёт в качестве продукта также продукт сочетания по Вюрцу — 1,2-дифенилэтан.

Бензилирование гетероатомных функциональных групп

Бензилхлорид удобный бензилирующий агент для гетероатомных функциональных групп и наиболее часто используется для введения этой защитной группы^[3]. Бензилирование спиртов этим реагентом достигается в условиях катализа сильным основанием таким как KOH, и в спиртовых растворителях ^[4] и в условиях фазового переноса с n-Bu₄NHSO₄^[5] Оксид серебра в ДМФА также эффективен ^[6] Фенолы могут также быть бензилированы в условиях основного катализа ^[7]

Амино группы легко бензилируются при обработке бензилхлоридом в присутствии карбоната или гидроксида^[8] при этом дибензилирование является конкурентной реакцией ^[9]. Тиолы бензилируются в присутствии гидроксида натрия или цезия карбоната и полярных растворителях, таких как этанол или ДМФА^[10].

Амиды могут быть N-бензилированы бензилхлоридом при действии сильных оснований таких как метал гидриды^[11] 11

Бензилирование метиленактивных соединений

Анионы и дианионы β-кетоэфиров,^[12], замещённые малоновые эфиры,^[13] β-кетоальдегиды,^[14] β-дикетоны,^[15] β-кетоамиды,^[16] и β-кетонитрилы ^[17] все эффективно реагируют давая С-бензилированные продукты. Когда генерируется дианион из β-кетоамида, β-кетоэфир или β-дикетоне бензилируется менее кислотное положение. Нитрил стабилизированные карбанионы легко бензилируются в эфирных растворителях, аммиаке или ДМСО^[18] Бензилхлорид также реагирует с карбанионами генерированными из кетонов,^[19] эфиров ^[20], иминов (металлоенаминов) и гидразонов^[21], оксимы ^[22].

Безопасность

Бензилхлорид является алкилирующим агентом. Индикацией его высокой реакционной способности, относительно алкилхлоридов, бензилхлорид реагирует с водой, гидролизуясь до бензилового спирта и хлороводорода. Так как бензилхлорид достаточно летуч при комнатной температуре, он может легко достичь слизистых оболочек, где происходит гидролиз. Это объясняет, почему бензилхлорид является лакриматором и поэтому он был использован как отравляющее вещество. Он также достаточно сильно раздражает кожу. Работу с ним ведут в вытяжном шкафу и с соответствующей защитой кожи. Бензилхлорид является мутагеном и, возможно, канцерогеном.

Ссылки

1. ↑ Furniss, B. S.; Hannaford, A. J.; Smith, P. W. G.; Tatchell, A. R. (1989), Vogel’s Textbook of Practical Organic Chemistry (5th ed.), Harlow: Longman, p. 864, ISBN 0-582-46236-3
2. ↑ Shaw, J. E.; Kunerth, D. C.; Sherry, J. J. Tetrahedron Lett. 1973, 689.
3. ↑ (a) Greene, T. W.; Wuts, P. G. M., Protective Groups in Organic Synthesis, 2nd ed.; Wiley: New York, 1991. (b) Protective Groups in Organic Chemistry, McOmie, J. F. W., Ed.; Plenum: New York, 1973.
4. ↑ Fletcher, H. G., Methods Carbohydr. Chem. 1963, 166.
5. ↑ Freedman, H. H.; Dubois, R. A. Tetrahedron Lett. 1975, 3251.
6. ↑ Kuhn, R.; Löw, I.; Trischmann, H. Chem. Ber. 1957, 90, 203.
7. ↑ Heer, J.; Billeter, J. R.; Miescher, K. Helv. Chim. Acta 1945, 28, 991
8. ↑ Yamashita, M.; Takegami, Y. Synthesis 1977, 803.
9. ↑ Velluz, L.; Amiard, G.; Heymès, R. Bull. Soc. Chim. Fr., Part 2 1954, 1012.
10. ↑ (a) Frankel, M.; Gertner, D.; Jacobson, H.; Zilkha, A. J. Chem. Soc. 1960, 1390. (b) Vogtle, F.; Klieser, B. S 1982, 294.
11. ↑ (a) Xia, Y.; Kozikowski, A. P. J. Am. Chem. Soc. 1989, 111, 4116. (b) Bryant, D. R.; Work, S. D.; Hauser, C. R. J. Org. Chem. 1964, 29, 235.
12. ↑ (a) Elsinger, F. OS 1973, 5, 76. (b) Stork, G.; McElvain, S. M. J. Am. Chem. Soc. 1946, 68, 1053
13. ↑ Cope, A. C.; Holmes, H. L.; House, H. O. Org. React. 1957, 9, 107.
14. ↑ Ravikumar, V. T.; Sathyamoorthi, G.; Thangaraj, K.; Rajagopalan, K. Indian J. Chem., Sect. B 1985, 24, 959
15. ↑ Hauser, C. R.; Harris, T. M. J. Am. Chem. Soc. 1958, 80, 6360.
16. ↑ Hubbard, J. S.; Harris, T. M. Tetrahedron Lett. 1978, 4601.
17. ↑ Baraldi, P. G.; Pollini, G. P.; Zanirato, V. Synthesis 1985, 969.
18. ↑ Arseniyadis, S.; Kyler, K. S.; Watt, D. S. Org. React. 1984, 31, 1.
19. ↑ Bates, G. S.; Ramaswamy, S. Can. J. Chem. 1980, 58, 716.
20. ↑ Muller-Uri, C.; Singer, E. A.; Fleischacker, W. J. Med. Chem. 1986, 29, 125
21. ↑ (a) Stork, G.; Dowd, S. R. J. Am. Chem. Soc. 1963, 85, 2178. (b) Hosomi, A.; Araki, Y.; Sakurai, H. J. Am. Chem. Soc. 1982, 104, 2081
22. ↑ Henoch, F. E.; Hampton, K. G.; Hauser, C. R. J. Am. Chem. Soc. 1969, 91, 676.

	Бензилхлорид на Викискладе?

Информация в этой статье или некоторых её разделах устарела. Вы можете помочь проекту, обновив её и убрав после этого данный шаблон.