專利名稱：一種生產(chǎn)取代芐基醇的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及取代芐基醇的生產(chǎn)方法，特別是涉及采用取代芐基鹵直接水解反應(yīng)生產(chǎn)取代芐基醇的方法。
背景技術(shù)：
芐基鹵在堿作用下水解反應(yīng)制備芐基醇，已廣泛見諸公開的文獻(xiàn)，如Kirk-OthmerEncyclopedia of Chemical Technology，5th ed.，Jonh Weily & Sons，Inc.，New York，2001.Vol.6，pp.323～334。由芐基氯生產(chǎn)芐基醇的工藝方法主要有兩類，一類是直接法，芐基鹵直接水解得到芐基醇；另一類是間接法，芐基鹵先轉(zhuǎn)化為芐基酯，再水解或醇解芐基酯，得到芐基醇。直接法如US4474993公開了芐基氯堿水解的連續(xù)工藝方法，US5670029、US5728897和US5750801公開了水解芐基氯的無堿、無溶劑工藝、反應(yīng)混合物的分離及其連續(xù)工藝方法。間接法如US4283565公開了芐基鹵先制甲酸酯、后醇解得芐基醇的工藝。從其它工藝途徑可以方便地得到多種芐基酯，酯水解可得到高純度芐基醇，如US5883290、US6057482、US6326521B2和US20010014762所公開的方法。該類芐基酯水解工藝比間接法在諸多方面有優(yōu)勢(shì)。因此，直接法值得進(jìn)一步研究和開發(fā)。芐基鹵的水解反應(yīng)通常需要加入堿以中和鹵化氫，以促使反應(yīng)較快速進(jìn)行和反應(yīng)物較完全轉(zhuǎn)化，而僅有芐基鹵和水的反應(yīng)是可逆的，本領(lǐng)域的技術(shù)人員對(duì)此是公知的，參見US5728897公開的方法。但芐基氯連續(xù)堿水解工藝需要消耗大量堿，產(chǎn)生鹽和廢水，如US4474993公開的內(nèi)容。因此，對(duì)此工藝進(jìn)行了更一步的探索，如US5670029、US5728897和US5750801公開的芐基氯水解工藝，其顯著優(yōu)點(diǎn)是一步反應(yīng)，無溶劑，無堿，收率高，芐基氯循環(huán)使用和回收氯化氫。
取代芐基醇用作多用途溶劑、精細(xì)有機(jī)合成的中間體、藥物添加劑以及用于制備具有藥學(xué)活性和農(nóng)業(yè)化學(xué)活性的化合物，是本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的。例如鹵代芐基醇作為擬除蟲菊酯的合成中間體。顯然，由于取代芐基鹵的結(jié)構(gòu)多樣性及其相應(yīng)取代芐基醇的廣泛用途，希望能夠?qū)崿F(xiàn)由取代芐基鹵生產(chǎn)取代芐基醇的直接、簡(jiǎn)便和環(huán)境友好的工藝方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種以取代芐基鹵直接水解生產(chǎn)取代芐基醇的方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案是根據(jù)式(II)所示取代芐基醇在水中的溶解度比芐基醇小得多，在式(I)取代芐基鹵與水的反應(yīng)過程中，產(chǎn)物(II)與原料(I)在有機(jī)相，水相含鹵化氫和極少量的產(chǎn)物(II)，逆反應(yīng)程度很弱，從而使該水解方法在技術(shù)上可行。
本發(fā)明的目的是通過下列措施實(shí)現(xiàn)的一種生產(chǎn)取代芐基醇的方法，該方法是采用取代芐基鹵與水直接進(jìn)行水解反應(yīng)，生成取代芐基醇，分離、純化即可；其中取代芐基鹵如式(I)所示，取代芐基醇如式(II)所示 并且，k表示1～2的一個(gè)整數(shù)，l表示0～5的一個(gè)整數(shù)，m表示0～5的一個(gè)整數(shù)，n表示0～4的一個(gè)整數(shù)，(k+l+m+n)是2～6的一個(gè)整數(shù)，R表示的取代基是溴、三氟甲基、腈基、硝基、酰胺基、烷氧基或芳基氧基，R可以相同或不同，X表示Cl、Br或I，X可以相同或不同。
所述的方法，其中所用的取代芐基鹵如式(III)所示，產(chǎn)生的取代芐基醇如式(IV)所示 這里，k、l、m、X與上述定義相同。
所述的方法，其中所用的取代芐基鹵如式(V)所示，產(chǎn)生的取代芐基醇如式(VI)所示
這里，k、l、n、R、X與上述定義相同。
所述的方法，其中所用的取代芐基鹵如式(VII)所示，產(chǎn)生的取代芐基醇如式(VIII)所示 這里，k、l、X與上述定義相同。
所述的方法，其中取代芐基鹵如式(IX)所示，產(chǎn)生的相應(yīng)的取代芐基醇如式(X)所示 這里，l與上述定義相同，X是氯或溴；更進(jìn)一步，l是1、2或3，X是氯。
本發(fā)明所述的取代芐基鹵可以采用工業(yè)產(chǎn)品。取代芐基鹵的水解以直接水解的方式進(jìn)行，取代芐基鹵與5～200倍(摩爾)的水混合，優(yōu)選10～150倍(摩爾)的水，特別優(yōu)選20～100倍(摩爾)的水。
上述混合物在反應(yīng)釜中加熱反應(yīng)，溫度范圍40～320℃，優(yōu)選70～220℃，特別優(yōu)選90～180℃。
反應(yīng)體系的壓力為至少維持反應(yīng)體系處于液相，壓力范圍為0～22.5兆帕，優(yōu)選為0～10兆帕，特別優(yōu)選0～5兆帕。
采用攪拌裝置及其它輔助裝置控制和調(diào)整兩相混合狀態(tài)及液體流動(dòng)狀態(tài)是本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的。
根據(jù)上述選擇的不同工藝條件和參數(shù)，反應(yīng)時(shí)間從數(shù)分鐘到幾小時(shí)，通常5～300分鐘，優(yōu)選10～180分鐘，特別優(yōu)選20～120分鐘。
本反應(yīng)在常壓或壓力容器中進(jìn)行，并通過隋性氣體如氮?dú)獗Ｗo(hù)，反應(yīng)混合物主要是取代芐基醇、鹵化氫、少量二芐基醚和未轉(zhuǎn)化的原料，停止反應(yīng)的混合物分相，有機(jī)相主要是取代芐基醇，水相主要是氫鹵酸，純化產(chǎn)物，回收氫鹵酸。分離、純化取代芐基醇的方法及回收氫鹵酸的方法是本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的。
不同取代芐基鹵(I)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)有不同程度的差別，因此反應(yīng)特征會(huì)變化，通常苯環(huán)上的吸電子取代基會(huì)使鹵甲基的取代容易進(jìn)行，并且產(chǎn)物(II)的水溶解度非常小，有利于反應(yīng)較快進(jìn)行和產(chǎn)率較高、副產(chǎn)物醚較少。這些是本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的。
本發(fā)明的有益效果本發(fā)明的方法的顯著特點(diǎn)是水解過程沒有其它物質(zhì)做溶劑，不使用堿中和或部分中和酸性副產(chǎn)物，不添加催化劑，減少了資源消耗和廢物排放，生成的氫鹵酸經(jīng)分離和濃縮，可再生使用，體現(xiàn)了原子經(jīng)濟(jì)性和環(huán)境友好的工藝特點(diǎn)。
多種結(jié)構(gòu)的取代芐基醇可用作多用途溶劑、精細(xì)有機(jī)合成的中間體、藥物添加劑以及用于制備具有藥學(xué)活性和農(nóng)業(yè)化學(xué)活性的化合物等。
按照本發(fā)明的工藝方法，所得產(chǎn)物的收率可達(dá)70～99％，通?？蛇_(dá)90％以上，副產(chǎn)物是二芐基醚，未轉(zhuǎn)化的(I)回收，氫鹵酸分離和濃縮。
具體實(shí)施例方式
根據(jù)下述實(shí)施例，可以更好地理解本發(fā)明。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解到，實(shí)施例所描述的具體的物料配比、工藝條件及其結(jié)果僅用于說明本發(fā)明，而不應(yīng)當(dāng)也不會(huì)限制所詳細(xì)描述的本發(fā)明。
實(shí)施例12-氯芐基氯的水解向1升的壓力釜加入2-氯芐基氯48.3克，水380毫升，用氮?dú)馀懦諝?，常溫將氮?dú)鈮毫χ糜?.5兆帕(均為表壓，下同)，攪拌，快速升溫到140℃，壓力2.3兆帕，攪拌反應(yīng)80分鐘，停止加熱，攪拌并降溫到60～70℃，壓力降至常壓。回收反應(yīng)混合物，甲苯(60毫升×2)洗反應(yīng)釜，并入反應(yīng)混合物。分離反應(yīng)混合物的有機(jī)相，水相以甲苯(100毫升×2)萃取，合并有機(jī)相，無水硫酸鎂干燥，過濾固體，濾液真空濃縮至70毫升，加入石油醚40毫升，室溫放置，析出產(chǎn)物為無色片狀晶體，產(chǎn)率76％。水相蒸餾得鹽酸，殘液含2-氯芐基醇。真空蒸干殘液，固體合并入有機(jī)相的母液，真空蒸干，甲苯-石油醚(1∶1)重結(jié)晶，得第二批產(chǎn)物。
實(shí)施例24-氯芐基氯的水解(1)
向250毫升玻璃三口瓶加入4-氯芐基氯19.3克，水150毫升，氮?dú)獗Ｗo(hù)，攪拌，快速升溫到回流，攪拌反應(yīng)240分鐘，停止加熱，攪拌并降溫到60～70℃，停止通氮?dú)??；厥辗磻?yīng)混合物，甲苯(30毫升×2)洗反應(yīng)瓶，并入反應(yīng)混合物。分離反應(yīng)混合物的有機(jī)相，水相以甲苯(50毫升×2)萃取，合并有機(jī)相，無水硫酸鎂干燥，過濾固體，濾液真空蒸干，加入20毫升甲苯溶解，加入石油醚20毫升，室溫放置，析出產(chǎn)物無色片狀晶體，產(chǎn)率81％。
實(shí)施例34-氯芐基氯的水解(2)向1升的壓力釜加入4-氯芐基氯161克，水450毫升，用氮?dú)馀懦諝?，常溫將氮?dú)鈮毫χ糜?.3兆帕，攪拌，快速升溫到160℃，壓力0.9兆帕，攪拌反應(yīng)10分鐘，停止加熱，攪拌并降溫到60～70℃，壓力降至常壓?；厥辗磻?yīng)混合物，甲苯(60毫升×2)洗反應(yīng)釜，并入反應(yīng)混合物。分離反應(yīng)混合物的有機(jī)相，水相以甲苯(100毫升×2)萃取，合并有機(jī)相，無水硫酸鎂干燥，過濾固體，濾液蒸干。真空(100Pa)蒸餾，回收原料47克。釜底為產(chǎn)物，用甲苯-石油醚重結(jié)晶，得4-氯芐基醇89克，收率91％。水相蒸餾得鹽酸，殘液含4-氯芐基醇。真空蒸干殘液，固體合并入有機(jī)相的母液，真空蒸干，甲苯-石油醚(1∶1)重結(jié)晶，得第二批產(chǎn)物。
實(shí)施例42-氯芐基溴的水解實(shí)施例1的方法，原料是2-氯芐基溴55.2克，產(chǎn)物是2-氯芐基醇，反應(yīng)時(shí)間20分鐘，產(chǎn)率83％。
實(shí)施例54-氯芐基溴的水解實(shí)施例3的方法，原料是4-氯芐基溴184克。95％轉(zhuǎn)化。有機(jī)相真空濃縮，重結(jié)晶，得4-氯芐基醇119克，產(chǎn)率89％。
實(shí)施例62，4-二氯芐基氯的水解向5升的壓力釜加入2，4-二氯芐基氯391克，水3000毫升，用氮?dú)馀懦諝?，常溫將氮?dú)鈮毫χ糜?.1兆帕，攪拌，快速升溫到130℃，壓力0.3兆帕，攪拌反應(yīng)140分鐘，停止加熱，攪拌并降溫到60～70℃，降壓至0?；厥辗磻?yīng)混合物，甲苯(200毫升×2)洗反應(yīng)釜，并入反應(yīng)混合物。分離反應(yīng)混合物的有機(jī)相，水相以甲苯(500毫升×2)萃取，合并有機(jī)相，無水硫酸鎂干燥，過濾固體，濾液真空蒸干。水相蒸餾得鹽酸，殘液含2，4-二氯芐基醇，真空蒸干殘液，固體合并入粗產(chǎn)物。真空(100Pa)蒸餾，回收原料62克。釜底為產(chǎn)物，用甲苯-石油醚(1∶1)重結(jié)晶，得2，4-二氯芐基醇287克，收率92％。母液真空蒸干，甲苯-石油醚(1∶1)重結(jié)晶，得第二批產(chǎn)物。
實(shí)施例73，4-二氯芐基氯的水解實(shí)施例6的方法，原料是3，4-二氯芐基氯，得產(chǎn)物3，4-二氯芐基醇290克，收率93％。
實(shí)施例82，4，6-三氯芐基氯的水解向0.5升的壓力釜加入2，4，6-三氯芐基氯54.5克，水360毫升，用氮?dú)馀懦諝?，常溫將氮?dú)鈮毫χ糜?兆帕，攪拌，快速升溫到180℃，壓力2.5兆帕，攪拌反應(yīng)30分鐘，停止加熱，攪拌并降溫到60～70℃，壓力降至常壓?；厥辗磻?yīng)混合物，甲苯(30毫升×2)洗反應(yīng)釜，并入反應(yīng)混合物。分離反應(yīng)混合物的有機(jī)相，水相以甲苯(60毫升×2)萃取，合并有機(jī)相，無水硫酸鎂干燥，過濾固體，濾液蒸干。粗產(chǎn)物用甲苯-石油醚重結(jié)晶，得2，4，6-三氯芐基醇42.3克，產(chǎn)率81％。水相蒸餾得鹽酸，殘液含產(chǎn)物。真空蒸干殘液，固體合并入有機(jī)相的母液，真空蒸干，甲苯-石油醚(1∶1)重結(jié)晶，得第二批產(chǎn)物。
權(quán)利要求
1.一種生產(chǎn)取代芐基醇的方法，其特征在于該方法是采用取代芐基鹵與水在惰性氣體保護(hù)的情況下直接進(jìn)行水解反應(yīng)，生成取代芐基醇，分離、純化即可；其中取代芐基鹵如式(I)所示，取代芐基醇如式(II)所示 并且，k表示1～2的一個(gè)整數(shù)，l表示0～5的一個(gè)整數(shù)，m表示0～5的一個(gè)整數(shù)，n表示0～4的一個(gè)整數(shù)，(k+l+m+n)是2～6的一個(gè)整數(shù)，R表示的取代基是溴、三氟甲基、腈基、硝基、酰胺基、烷氧基或芳基氧基，X表示Cl、Br或I。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所用的取代芐基鹵如式(III)所示，產(chǎn)生的取代芐基醇如式(IV)所示 這里，k、l、m、X與權(quán)利要求1中的定義相同。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于所用的取代芐基鹵如式(V)所示，產(chǎn)生的取代芐基醇如式(VI)所示 這里，k、l、n、R、X與權(quán)利要求1中的定義相同。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其特征在于所用的取代芐基鹵如式(VII)所示，產(chǎn)生的取代芐基醇如式(VIII)所示 這里，k、l、X與權(quán)利要求1中的定義相同。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其特征在于取代芐基鹵如式(IX)所示，產(chǎn)生的相應(yīng)的取代芐基醇如式(X)所示 這里，l與權(quán)利要求1中的定義相同，X是氯或溴；優(yōu)選l是1、2或3，X是氯。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于反應(yīng)溫度為40～320℃，優(yōu)選為70～220℃，進(jìn)一步優(yōu)選為90～180℃。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的項(xiàng)方法，其特征在于反應(yīng)壓力0～22.5兆帕，優(yōu)選為0～10兆帕，進(jìn)一步優(yōu)選為0～5兆帕。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于水量按摩爾比為取代芐基鹵量的5～200倍，優(yōu)選為10～150倍，進(jìn)一步優(yōu)選為20～100倍。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于反應(yīng)時(shí)間為5～300分鐘，優(yōu)選為10～180分鐘，進(jìn)一步優(yōu)選為20～120分鐘。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于回收反應(yīng)混合產(chǎn)物中的氫鹵酸。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種生產(chǎn)取代芐基醇的方法。該方法采用取代芐基鹵與水在惰性氣體保護(hù)的情況下直接進(jìn)行水解反應(yīng)，生成取代芐基醇，分離、純化即可。該方法水解過程沒有其它物質(zhì)做溶劑，不使用堿中和或部分中和酸性副產(chǎn)物，不添加催化劑，生成的氫鹵酸經(jīng)分離和濃縮，可再生使用，本方法簡(jiǎn)單、成本低、資源消耗少、環(huán)保。
文檔編號(hào)C07C33/00GK1709844SQ200510040610
公開日2005年12月21日 申請(qǐng)日期2005年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月20日
發(fā)明者李振江, 曹飛, 韋萍, 孫穎杰, 石玉瑚, 歐陽平凱 申請(qǐng)人:南京工業(yè)大學(xué)