文 献 综 述

氯甲酸酯类化合物作为有机合成领域的重要中间体，在医药和农药合成方面有着广泛的应用。在医药方面，氯甲酸乙酯腈化后得到四氮唑乙酸，可用于合成抗感染药头孢唑啉的中间体；其他氯甲酸酯衍生物可用于合成安眠药（Febarbamate），半合成抗生素类前体药氨苄青霉素碳酯（Bacampicillin），Cefpodoxime proxetic，非甾体抗炎药安吡昔康(Ampiroxicam)和抗高血压药TCV-ll6等。在农药生产中，氯甲酸酯进一步与相应的胺反应制得一系列氨基甲基酸酯类农药，如西维因、灭多威等^[9]，同时氯甲酸酯类化合物也可作为杀虫剂和杀菌剂。除此之外，在绿色化工领域，氯甲酸酯可以进一步与相应的醇反应生成相应碳酸酯，可以作为新型的绿色化工原料，如碳酸二甲酯是甲醇的新型衍生物，其无毒环保，反应副产物主要是甲醇和CO₂，可以作为羰基化和甲基化试剂应用于化工生产。通过以上的具体实例并结合当前医药、农药的的发展需求，氯甲酸酯类化合物制备方法的研究仍将是有机精细化学品合成的重要领域。

已经报道的氯甲酸酯类化合物的合成方法的主要采用光气法。光气是一种应用范围极为广泛的化工原料，在农药、医药、染料、工程塑料、聚氨酯材料等方面都有广泛的应用^[7]。光气本身主要用于羰基化反应，微溶于水，溶于苯、四氯化碳等有机溶剂，是剧毒性气体，其高毒不燃，反应活性高，遇水迅速水解，生成HCl，有强烈的腐蚀性，因而在使用、运输以及储存上有很大的危险性。同时光气在参与反应时难以准确计量，并常常伴有副反应^[8-9][11]。由于自身性质的限制，其无论在实验室还是工业生产过程中的应用都有很大的局限性。因此，开发光气的安全替代品是当前应被人们广泛关注的热点问题。

三光气，又称固体光气，化学名：Bis(trichloromethyl)Carbonate（BTC），通常采用碳酸二甲酯（DMC）在适当的溶剂（如四氯化碳）中进行彻底的光氯化反应^[12]，使碳酸二甲酯分子中的6个氢原子依次被氯原子取代而合成。其具类光气气味，为白色晶体，有较强的稳定性，达到沸点时仅有少量分解，生成氯甲酸三氯甲酯和光气，毒性较低^[5]。其活性与光气相当，可与醇、醛、胺、酰胺、羧酸、酚、羟基胺等多种化合物反应^[8][14]，还可环化缩合制备杂环化合物，反应条件温和，选择性好，可定量计量，减少副反应，收益率高，在使用、运输、储存上有较好的安全性^[8-11]。

三光气研究和应用真正引起人们的重视，确切来说是从1987年Eckert和Forsler用三光气作光气的代用品论文的发表开始的^[8]。三光气也一度被国际化工届誉为 ”一座为开发的金矿”，是21世纪的绿色化学^[8]。近十几年来，固体光气的应用得到了深入的研究和发展，其替代光气作为绿色化工原料在高分子材料、医药、农药、染料、有机合成等领域都有着广泛的应用^[7][11][13]，其参与的反应类型有：氯甲酯化、氯化、异腈化、酰化、成环反应、碳酸酯化等^[5][8-9]。在高分子材料方面，固体光气用于合成高分子材料的中间体，如固体光气与二苯醚进行傅氏反应得到生产高聚物的重要中间体4,4-二苯氧基二苯甲酮^[6]等。在农药方面，固体光气主要与醇合成氯甲酸酯中间体，其可以进一步与相应的胺反应，可获得一系列的氨基甲酸类农药，也可以与二级胺反应得氨基酰氯，再与另一分子胺反应制得利谷隆等除草剂^[6][9]；除此之外，固体光气与1,2-二胺、邻二苯酚等1,2-双官能团化合物反应得五元杂环化合物，可用于除草剂和杀虫剂的生产^[6][9]。在医药方面，固体光气可以用于合成医药中间体，如与苯酚反应生成碳酸二苯酯，再与腈胺反应得腈基酯，用于和恒抗溃疡药物西咪替丁的中间体^[6]。在染料方面，可以代替光气制作多种直接染料，例如直接黄44#、49#等。在有机合成领域可用与多种有机化合物的合成，与羧酸作用制得酰氯，与酰胺反应制备腈^[6]，与胺类化合物反应合成异氰酸酯、脲等^[9][10]。总之，固体光气作为新型的绿色化工原料，在医药、农药、有机合成和高分子材料等领域取代光气或双光气合成相应化学品有着相当重要的研究意义及广阔的发展前景。

三光气在辅助亲核试剂（如吡啶、三乙胺）及Cl^-存在的条件下，可以安全定量分解为光气（1 mol BTC相当于3 mol COCl₂），机理如下^[5][9]（图01）：

本课题将深入的探讨三光气代替光气用于氯甲酸酯类化合物的合成，以获得反应中各因素对反应影响的规律。该反应的机理：在反应的过程中，三光气与亲核试剂（三乙胺^[1][2]、吡啶、DMF等）反应形成不稳定中间体，该中间体与羟基化合物反应可得氯甲酸酯^[4][9][11]，反应历程可参见下图（图02）：

本课题主要的反应为^[15][17]：

BTC R-OH ClCOO-R HCl