Processo di alogenazione in posizione alpha-h di alchil-areni variamente sostituiti sull’anello aromatico

Titolarità: Università degli Studi di Sassari

Inventori: DE LUCA Lidia Vera Giovanna ; GASPA Silvia ; VALENTONI Antonio ; MULAS Gabriele; PORCHEDDU Andrea

Dipartimento: Sc. Chimiche, Fisiche, Matematiche e Naturali

Area: Chimica

Estensioni: Italy, PCT; USA, Germany, Netherlands, European, Cina

Data Deposito: 10/10/2017

Data Concessione: 31/01/2020

Introduzione

Il cloruro di benzile e i cloruri benzilici sostituiti sono importanti intermedi nella preparazione industriale di farmaci a base di anfetamine, resine artificiali, coloranti, additivi per combustibili e soluzioni per lo sviluppo fotografico (Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Weinheim: Wiley-VCH, 2005,https://doi.org/10.1002%2F14356007.a06_233.pub2).

Le metodologie impiegate industrialmente soffrono di grossissime limitazioni dovute all’utilizzo di reattivi gassosi (HCl, Cl2), corrosivi e di difficile manipolazione, inoltre con rese e conversioni (intorno al 40 %, N. Kakuta, N. Goto, H. Ohkita, T. Mizushima, J. Phys. Chem. B 1999, 103,5917–5919) nel prodotto desiderato molto basse.

Caratteristiche tecniche

La metodologia di sintesi da noi proposta prevede l’impiego di un pallone a due colli dotato di ancoretta magnetica. Al suo interno vengono inseriti in rapporto stechiometrico 3:1 il metil arene e l’acido tricloro isocianurico. 

Si posiziona il pallone su un agitatore e si lascia al simulatore solare per 8 h a temperatura ambiente e atmosfera inerte. Successivamente si purifica il prodotto tramite pad di silice.

Nel dettaglio viene qui descritta un esempio di sintesi del benzil-cloruro:

In un pallone a due colli da 25 mL dotato di ancoretta magnetica vengono inseriti 3.6 mmol (0.3318 g) di toluene sotto atmosfera di Ar. Successivamente si aggiungono 1.2 mmol (0.279 g) di acido tricloro isocianurico. 

Si posiziona il pallone su un agitatore e si lascia al simulatore solare per 8 h a temperatura ambiente. Si monitora la reazione tramite cromatografia su strato sottile (TLC) e si purifica il prodotto tramite pad di silice. Di seguito viene riportata la caratterizzazione del benzil-cloruro ottenuto tramite spettroscopia di risonanza magnetica nucleare (NMR): 

Olio incolore; (0.346 g, 76 % di resa).

1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ: 7.48 – 7.29 (m, 5H), 4.61 (s, 2H). 

13C NMR (100 MHz, CDCl3) δ: 137.5, 128.7, 128.5, 128.4, 46.2.

I dati spettroscopici ottenuti sono in accordo con i dati riportati in letteratura (S. H. Combe, A. Hosseini, A. Parra, P. R. Schreiner, The Journal of Organic Chemistry 2017, 82, 2407-2413)

Nello schema 3 sono riportati i substrati ottenuti con la nostra metodologia di sintesi.

Schema 3

Possibili Applicazioni

Il cloruro di benzile e i cloruri benzilici sostituiti sono importanti intermedi nella preparazione industriale di farmaci a base di anfetamine, resine artificiali, coloranti, additivi per combustibili e soluzioni per lo sviluppo fotografico

Vantaggi

Tutte le procedure note, sia quelle impiegate industrialmente che quelle sviluppate in ambito accademico prevedono l’utilizzo di grandi quantità di solventi organici clorurati o di HCl acquoso ad alta concentrazione (corrosivo), l’impiego di reattivi gassosi (Cl2) e/o tossici (SOCl2, CBr4), e il prodotto desiderato viene ottenuto in basse rese e conversioni. Con la nostra metodologia si superano le problematiche delle procedure industriali adoperate fino ad oggi. Inoltre, si evita l’utilizzo di qualunque solvente e l’impiego di condizioni di reazioni drastiche. L’atom economy del processo è altissima e le rese e conversioni sono ottimali.