通过合成邻氯苯基环戊酮对放大反应的认识

目前，生产邻氯苯基环戊酮的基本方法有十多种，原料易获得的制造方法相对麻烦一些。比如以邻氯苯甲酸，邻氯苯甲酰氯，溴代环戊烷，环戊醇，环戊烷，环戊酮等等都可以作为主要原料，但其中最简单的，也是目前比较常见的有两种方法的主要原料就是邻氯苯甲酰氯，邻氯苯腈。技术含量并不高，原料很容易找到，化学合成只需要在实验室就能完成，方便易行、易分散、易隐蔽，成本低廉而售价较高，利润丰厚。“具有初中化学水平的人，如果拥有此工艺配方，在家就能够小量生产成品。”而批量生产就需要一些专业设备和一些专业技术人员了。对于从事化学制造的化学工作者来说，有机化学反应的放大就是最终目的，也检验了一个有机化学工作者的真正水平。为什么这么说呢？在实验室里做的化学反应，总是能够得到产品的，而得到产品往往是不计较代价的，比如分离的成本，原材料的成本、反应的收率、反应的重复性等等往往考虑的不多。这就是大多数化学工作者的弊病，往往学理科的人容易犯这种错误。说到这里可能有一部分人不愿意听了。举一个真实的例子你就会同意我这个观点。我的一个朋友和老师有机合成的水平相当高，在国内也是响当当的，以前也是很轻视化学反应的放大，等到自己从事了这方面的工作，才发现自己原先想的不太一样，从此也很是重视化学反应的放大。这对任何一个有机合成都是适用的，而合成邻氯苯基环戊酮也不例外，下面先给大家简单介绍下两种方法的概述内容：制造邻氯苯基环戊酮的第一种方法是：以溴代环戊烷作为主要原料，通过溴代环戊烷，镁粉，乙醚。合成格氏试剂环戊烷基溴化镁，然后加入邻氯苯晴后搅拌反应三天后，加入氯化铵水解反应，再加入试剂苯，高温还原。得到邻氯苯基环戊酮。但是格氏试剂合成,原料溶剂要求十分严格,操作困难。格林尼亚试剂简称“格氏试剂”是含卤化镁的有机金属化合物。当与邻氯苯腈反应时,腈基与格氏试剂反应,经过烯胺格氏反应,中间物用氯化铵水解。格氏试剂水解后，用水终止反应，生成的产物是Mg(OH)Cl，而实验中一般用饱和氯化铵溶液终止反应，它是酸性的而且大大过量，所以终产物MgCl2。格式试剂对无水环境要求苛刻。活性很强，不容易停留在酮的这个步骤上，容易进一步反应成醇或者烷，不易制备。制造邻氯苯基环戊酮的另一种方法是：现代工厂都以邻氯苯甲酰氯作为主要原料，以无水三氯化铝作为催化剂、环己烷与二氯乙烷作为溶剂、戊烷和苯作为基团转换剂，与环戊烯发生加成反应，然后经蒸馏提纯而得到邻氯苯基环戊酮。后面就可以再溴化、氢化，胺化、中和，水解、成盐，再与苯甲酸乙酯C9H10O2扩环从派分子，后得到氯胺酮。其优点是工期短、收率高、含量均在%90~%95之间。但也有缺点：1：其反应过程生成的大量有害气体无法净化和转换、只能直接排放，2：反应过程还会产生大量废水，对水体环境造成无法修复的污染侵害。我们要明白化学反应的放大，不是将化学反应的体积由小试时的几毫升、几十毫升放大几倍、几十倍、甚至几百倍就算是完成了。这是大多数人的理念，甚至一些人至今还是这种理念。这样做往往会收获失败，因为忽略了化学反应的奇妙性。这种现象在刚刚从事化学放大的学生或科研人员中大量存在。成功的直接放大反应也有，仅仅局限于少数的、简单的化学反应，这些反应对于从事化学放大的化学工作者来说，遇到的不是很多。大多数的反应在放大时都会存在或多或少的问题，有时与小试时完全不同。遇到这种问题时，应仔细的观察放大时发生的化学现象与小试时有何不同，甚至是有何本质的不同。“本质不同”这句话很重要，这句话说起来容易，做起来可不是那么回事。它需要扎实的理论基础和灵活的头脑及丰富的化学放大经验。能够检验你对化学反应的理解程度和对化学反应工程的理解程度。比如对于放热的化学反应来说（重氮化反应、铁粉还原反应、硝化反应、还原反应等等，这些只是常见的放热反应），在小试时放出的热量可以由实验室的冷却系统（冰浴、冷水）及时的移走，而对反应的进行几乎没有影响。但是稍一放大，这种热量的及时移走就变得不太容易了，极易影响反应按正确的方向进行。严重时甚至容易发生冲料和爆炸现象。在这种情况下，除了配备良好的冷却系统外，还需从改变化学反应的进行速度处着手解决，这就涉及到反应的加料顺序、加料快慢等等许多问题。而加料顺序及加料快慢又影响到反应的副反应问题。这也需要解决。总之从方面考虑问题才能解决问题。对于文化程度不高的高中文化，初中文化，小学文化人员来说，这些技术也是容易学会的。生产出来的产品成色也挺好好，量也大。但现在盐酸羟亚胺，邻酮管控严格，不容易买到。因此就要得我们自己生产了。从生产角度来讲，氯胺酮技术相对简单，从盐酸羟亚胺到氯胺酮只需要重排既可以，反应加结晶一天就可以出来。从邻酮做也不算太难。氯胺酮的整个技术路线：包括需要的设备，原料、配料比、反应时间、反应温度、操作要点细节、注意事项等，内容具体详细通俗易懂。比如对于非均相反应，在小试时搅拌速度对反应的影响很小，一旦放大，这个问题就严重的影响反应的顺利进行。甚至反应难以进行。这时需要考虑的是怎么提高搅拌速度和在搅拌速度一定的条件下，怎样提高两相的混合均匀程度，而这对反应的进行是相当重要的。如果还是反应进行的不理想，就要想到改变反应性质了，比如由非均相反应变为均相反应，将活性低的原料变为活性高的原料。不管怎么说，在大多数情况下，均相反应总是比非均相反应进行的容易些。但是非均相反应有一个优点，就是有时可以降低副反应的发生。化学反应放大一个主要的问题是分离问题，这个问题在小试时无关紧要，在放大时非常重要。再分离方法中，最头疼的问题是过滤和精馏两个单元操作。过滤遇到的难题是过滤的难易程度；精馏遇到的问题是产品的分解和纯度问题。过滤难主要是由于析出晶体的颗粒细小，解决的方法除了在设备上选型外，最主要的还是从结晶工艺上来控制晶体粒子的大小。