本發(fā)明涉及醫(yī)藥中間體的制備,特別涉及一種間二氯苯的制備方法。
背景技術(shù):
間二氯苯可用作廣譜抗真菌藥物咪康唑的中間體,其傳統(tǒng)合成方法有:1)間苯二胺與硫酸、亞硝酸鈉經(jīng)重氮化反應(yīng),制成重氮鹽,再經(jīng)氯化而成;2)間氯苯胺經(jīng)重氮化,氯化而成,間氯苯胺重氮化法合成率較低、產(chǎn)能不高;3)間二硝基苯直接催化氯化法;4)苯氯化法,苯氯化法其工藝控制條件較難,且分離效率不高。其中間苯二胺重氮化法合成工藝復(fù)雜,已經(jīng)被淘汰。間二硝基苯氯化法中存在易爆炸物間二硝基苯,合成過程存在很大的安全隱患。此外,間二氯苯的合成方法還有:氯苯副產(chǎn)回收法。
上述間二氯苯的合成方法存在產(chǎn)能低和原料消耗多的缺陷。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:提供一種產(chǎn)能高且原料利用率高的間二氯苯的制備方法。
為了解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
一種間二氯苯的制備方法,于苯中加入金屬卟啉配合物并通入氯氣,于70-120℃條件下進行氯化反應(yīng),所述氯化反應(yīng)的反應(yīng)壓力為1-4大氣壓,反應(yīng)時間為2-7h,然后于氯化反應(yīng)后的混合物中加入固體超強酸,于120-140℃條件下反應(yīng)1-4h,獲得所述間二氯苯,所述苯、氯氣和金屬卟啉配合物的物質(zhì)的量的比例為1:2.3:0.0001-0.1。
本發(fā)明的有益效果在于:
(1)以苯為原料,金屬卟啉配合物作為催化劑,通入氯氣后在催化劑的作用下進行氯化反應(yīng),可通過蒸餾等簡單操作得到產(chǎn)率較傳統(tǒng)方法高的鄰二氯苯;得到鄰二氯苯后不需經(jīng)過分離,直接進行轉(zhuǎn)位反應(yīng),采用固體超強酸作為催化劑,具有轉(zhuǎn)化率高、選擇性好和收率高的優(yōu)點;經(jīng)試驗檢測,其收率可達90-97%;
(2)制備過程中的兩個反應(yīng)的產(chǎn)物蒸餾分離出后,剩下的殘渣(主要成分是催化劑)可以直接用于下一次的反應(yīng),例如,可以連續(xù)使用20次,同時保證產(chǎn)率和轉(zhuǎn)化率無明顯降低,大大提高經(jīng)濟效益,具有非常好的應(yīng)用前景。
具體實施方式
為詳細說明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容、所實現(xiàn)目的及效果,以下結(jié)合實施方式予以說明。
本發(fā)明最關(guān)鍵的構(gòu)思在于:設(shè)計上述氯化反應(yīng),提高中間產(chǎn)物鄰二氯苯的產(chǎn)率,并于氯化反應(yīng)后的混合物中加入固體超強酸,以提高原料轉(zhuǎn)化率。
本發(fā)明提供一種一種間二氯苯的制備方法,于苯中加入金屬卟啉配合物并通入氯氣,于70-120℃條件下進行氯化反應(yīng),所述氯化反應(yīng)的反應(yīng)壓力為1-4大氣壓,反應(yīng)時間為2-7h,然后于氯化反應(yīng)后的混合物中加入固體超強酸,于120-140℃條件下反應(yīng)1-4h,獲得所述間二氯苯,所述苯、氯氣和金屬卟啉配合物的物質(zhì)的量的比例為1:2.3:0.0001-0.1。
從上述描述可知,本發(fā)明的有益效果在于:
(1)以苯為原料,金屬卟啉配合物作為催化劑,通入氯氣后在催化劑的作用下進行氯化反應(yīng),可通過蒸餾等簡單操作得到產(chǎn)率較傳統(tǒng)方法高的鄰二氯苯;得到鄰二氯苯后不需經(jīng)過分離,直接進行轉(zhuǎn)位反應(yīng),采用固體超強酸作為催化劑,具有轉(zhuǎn)化率高、選擇性好和收率高的優(yōu)點;經(jīng)試驗檢測,其收率可達90-97%;
(2)制備過程中的兩個反應(yīng)的產(chǎn)物蒸餾分離出后,剩下的殘渣(主要成分是催化劑)可以直接用于下一次的反應(yīng),例如,可以連續(xù)使用20次,同時保證產(chǎn)率和轉(zhuǎn)化率無明顯降低,大大提高經(jīng)濟效益,具有非常好的應(yīng)用前景。
進一步的,所述金屬卟啉配合物為不同取代基的5,10,15,20-四苯基金屬卟啉。
由上述描述可知,作為一具體的選擇實例,金屬卟啉配合物為不同取代基的5,10,15,20-四苯基金屬卟啉,其中,金屬離子可以為鐵、錳、鈷、銠或銥,或者其他金屬離子。
例如,所述金屬卟啉配合物的結(jié)構(gòu)式可為下述結(jié)構(gòu)式1-3:
結(jié)構(gòu)式1:
結(jié)構(gòu)式2:
結(jié)構(gòu)式3:
進一步的,所述固體超強酸為S2O82--ZrO2-AlCl3-Al2O3。
由上述描述可知,固體超強酸即為SO42-/MxOy型固體酸。作為一具體的選擇實例,固體超強酸為S2O82--ZrO2-AlCl3-Al2O3。具有優(yōu)異的催化效果,且價格低廉,在反應(yīng)體系中易于分離。
進一步的,所述固體超強酸的物質(zhì)的量為苯的1-15mol%。
由上述描述可知,作為一具體的工藝實例,固體超強酸的物質(zhì)的量為1-15mol%??刂粕鲜龉腆w超強酸的含量有利于減小副產(chǎn)物的生成,提高反應(yīng)效率,節(jié)約成本。
進一步的,所述金屬卟啉配合物負載在活性炭上。
由上述描述可知,作為一具體的工藝實例,金屬卟啉配合物可以負載在活性炭上,進而更好的催化上述氯化反應(yīng)的進行。
進一步的,將氯化反應(yīng)后的混合物先進行蒸餾,再于蒸餾后的餾出物中加入所述固體超強酸。
進一步的,氯化反應(yīng)后的混合物蒸餾去除餾出物后,將剩余的混合物加入至通入有氯氣的苯中。
由上述描述可知,作為一具體的工藝實例,氯化反應(yīng)后,可從產(chǎn)物中蒸餾出氯化反應(yīng)的氯化液,剩余的殘渣不需經(jīng)過處理便可直接用于下一次反應(yīng),可實現(xiàn)連續(xù)反應(yīng)。
進一步的,將所述餾出物先進行氯化反應(yīng),然后再加入所述固體超強酸。
進一步的,將所述餾出物先依次進行洗滌、干燥和精餾,再進行氯化反應(yīng)。
由上述描述可知,作為一具體的工藝實例,蒸餾后的混合物(主要是鄰二氯苯和少量氯苯),可進行洗滌和干燥;然后進行再次蒸餾或精餾,可得到氯苯和鄰二氯苯的成品。氯苯作為分離液投料,繼續(xù)氯化得到鄰二氯苯,然后再進行分離。可以進一步提高原料的利用率。
進一步的,用水吸收所述氯氣。
由上述描述可知,作為一具體的工藝實例,可用水來吸收氯氣,產(chǎn)生的氯化氫可制備31%鹽酸溶液,用于外售,具有充分利用原料、避免浪費的優(yōu)點;進一步的,所用水的量為苯質(zhì)量的2.08倍,制備的鹽酸溶液質(zhì)量為苯質(zhì)量的3.01倍??刂粕鲜鏊牧考饶鼙WC反應(yīng)副產(chǎn)物氯化氫的完全吸收,又能控制所生成鹽酸溶液的濃度。
實施例一:
本實施例的間二氯苯的制備方法,于苯中加入金屬卟啉配合物并通入氯氣,于70℃條件下進行氯化反應(yīng),所述氯化反應(yīng)的反應(yīng)壓力為1個大氣壓,反應(yīng)時間為2h,然后于氯化反應(yīng)后的混合物中加入固體超強酸,于120℃條件下反應(yīng)1h,獲得所述間二氯苯,所述苯、氯氣和金屬卟啉配合物的物質(zhì)的量的比例為1:2.3:0.0001。其間,可用水吸收氯氣,產(chǎn)生的氯化氫可制備31%鹽酸溶液,用于外售,所用水的量為苯質(zhì)量的2.08倍,制備的鹽酸溶液質(zhì)量為苯質(zhì)量的3.01倍。
氯化反應(yīng)中,金屬卟啉配合物為不同取代基的5,10,15,20-四苯基金屬卟啉,金屬離子是鐵、錳、鈷、銠或銥,反應(yīng)的氯化液從產(chǎn)物中蒸餾出后,剩余殘渣不經(jīng)過處理便可直接用于下一次反應(yīng),可實現(xiàn)連續(xù)反應(yīng)。蒸餾后獲得的混合物(主要是鄰二氯苯,少量氯苯),經(jīng)過洗滌、干燥,然后再次蒸餾,可得到包括氯苯和鄰二氯苯的成品。氯苯作為分離液投料,通過繼續(xù)氯化得到鄰二氯苯后,再進行分離。
蒸餾后獲得的混合物直接進入轉(zhuǎn)位反應(yīng)釜,在催化劑固體超強酸S2O82--ZrO2-AlCl3-Al2O3的催化下,在120℃下密閉反應(yīng)1小時,可以以90%的收率得到間二氯苯。所用固體超強酸的量為1mol。
實施例二:
本實施例的間二氯苯的制備方法,于苯中加入金屬卟啉配合物并通入氯氣,于120℃條件下進行氯化反應(yīng),所述氯化反應(yīng)的反應(yīng)壓力為4個大氣壓,反應(yīng)時間為7h,然后于氯化反應(yīng)后的混合物中加入固體超強酸,于140℃條件下反應(yīng)4h,獲得所述間二氯苯,所述苯、氯氣和金屬卟啉配合物的物質(zhì)的量的比例為1:2.3:0.1。其間,可用水吸收氯氣,產(chǎn)生的氯化氫可制備31%鹽酸溶液,用于外售,所用水的量為苯質(zhì)量的2.08倍,制備的鹽酸溶液質(zhì)量為苯質(zhì)量的3.01倍。
氯化反應(yīng)中,金屬卟啉配合物為不同取代基的5,10,15,20-四苯基金屬卟啉,金屬離子是鐵、錳、鈷、銠或銥,反應(yīng)的氯化液從產(chǎn)物中蒸餾出后,剩余殘渣不經(jīng)過處理便可直接用于下一次反應(yīng),可實現(xiàn)連續(xù)反應(yīng)。蒸餾后獲得的混合物(主要是鄰二氯苯,少量氯苯),經(jīng)過洗滌、干燥,然后再次蒸餾,可得到包括氯苯和鄰二氯苯的成品。氯苯作為分離液投料,通過繼續(xù)氯化得到鄰二氯苯后,再進行分離。
蒸餾后獲得的混合物直接進入轉(zhuǎn)位反應(yīng)釜,在催化劑固體超強酸S2O82--ZrO2-AlCl3-Al2O3的催化下,在140℃下密閉反應(yīng)4小時,可以以97%的收率得到間二氯苯。所用催化劑固體超強酸的量為15mol。
實施例三:
本實施例的間二氯苯的制備方法,于苯中加入金屬卟啉配合物并通入氯氣,于100℃條件下進行氯化反應(yīng),所述氯化反應(yīng)的反應(yīng)壓力為3個大氣壓,反應(yīng)時間為5h,然后于氯化反應(yīng)后的混合物中加入固體超強酸,于130℃條件下反應(yīng)3h,獲得所述間二氯苯,所述苯、氯氣和金屬卟啉配合物的物質(zhì)的量的比例為1:2.3:0.01。其間,可用水吸收氯氣,產(chǎn)生的氯化氫可制備31%鹽酸溶液,用于外售,所用水的量為苯質(zhì)量的2.08倍,制備的鹽酸溶液質(zhì)量為苯質(zhì)量的3.01倍。
氯化反應(yīng)中,金屬卟啉配合物為不同取代基的5,10,15,20-四苯基金屬卟啉,金屬離子是鐵、錳、鈷、銠或銥,反應(yīng)的氯化液從產(chǎn)物中蒸餾出后,剩余殘渣不經(jīng)過處理便可直接用于下一次反應(yīng),可實現(xiàn)連續(xù)反應(yīng)。蒸餾后獲得的混合物(主要是鄰二氯苯,少量氯苯),經(jīng)過洗滌、干燥,然后再次蒸餾,可得到包括氯苯和鄰二氯苯的成品。氯苯作為分離液投料,通過繼續(xù)氯化得到鄰二氯苯后,再進行分離。
蒸餾后獲得的混合物直接進入轉(zhuǎn)位反應(yīng)釜,在催化劑固體超強酸S2O82--ZrO2-AlCl3-Al2O3的催化下,在130℃下密閉反應(yīng)2小時,可以以95%的收率得到間二氯苯。所用催化劑固體超強酸的量為1-15mol。
實施例四
將78公斤苯和0.1公斤催化劑(5,10,15,20-四苯基鐵卟啉)加入反應(yīng)裝置中,通入145公斤氯氣進行反應(yīng)。用適量水吸收氯化氫。氯化液經(jīng)過蒸餾得到氯苯和鄰二氯苯混合物,混合物用5%氫氧化鈉容易洗滌,干燥后,進行精餾,分離得鄰二氯苯135公斤以及少量氯苯。反應(yīng)釜中的殘渣直接用于后續(xù)反應(yīng)。
實施例五
將78公斤苯和實施例1中的蒸餾后的殘渣【主要是催化劑(5,10,15,20-四苯基鐵卟啉)】加入反應(yīng)裝置中,通入145公斤氯氣進行反應(yīng)。用適量水吸收氯化氫。氯化液經(jīng)過蒸餾得到氯苯和鄰二氯苯混合物,混合物用5%氫氧化鈉容易洗滌,干燥后,進行精餾,分離得鄰二氯苯132公斤以及少量氯苯。反應(yīng)釜中的殘渣直接用于后續(xù)反應(yīng)。
實施例六
將78公斤苯和實施例2中的蒸餾后的殘渣【主要是催化劑(5,10,15,20-四苯基鐵卟啉)】加入反應(yīng)裝置中,通入145公斤氯氣進行反應(yīng)。用適量水吸收氯化氫。氯化液經(jīng)過蒸餾得到氯苯和鄰二氯苯混合物,混合物用5%氫氧化鈉容易洗滌,干燥后,進行精餾,分離得鄰二氯苯133公斤以及少量氯苯。反應(yīng)釜中的殘渣直接用于后續(xù)反應(yīng)。
實施例七
將78公斤苯和0.09公斤催化劑(5,10,15,20-四苯基錳卟啉)加入反應(yīng)裝置中,通入148公斤氯氣進行反應(yīng)。用適量水吸收氯化氫。氯化液經(jīng)過蒸餾得到氯苯和鄰二氯苯混合物,混合物用5%氫氧化鈉容易洗滌,干燥后,進行精餾,分離得鄰二氯苯130公斤以及少量氯苯。反應(yīng)釜中的殘渣直接用于后續(xù)反應(yīng)。
實施例八
將78公斤苯和實施例4中的蒸餾后的殘渣【主要是催化劑(5,10,15,20-四苯基錳卟啉)】加入反應(yīng)裝置中,通入148公斤氯氣進行反應(yīng)。用適量水吸收氯化氫。氯化液經(jīng)過蒸餾得到氯苯和鄰二氯苯混合物,混合物用5%氫氧化鈉容易洗滌,干燥后,進行精餾,分離得鄰二氯苯130公斤以及少量氯苯。反應(yīng)釜中的殘渣直接用于后續(xù)反應(yīng)。
實施例九
將78公斤苯和實施例5中的蒸餾后的殘渣【主要是催化劑(5,10,15,20-四苯基錳卟啉)】加入反應(yīng)裝置中,通入148公斤氯氣進行反應(yīng)。用適量水吸收氯化氫。氯化液經(jīng)過蒸餾得到氯苯和鄰二氯苯混合物,混合物用5%氫氧化鈉容易洗滌,干燥后,進行精餾,分離得鄰二氯苯128公斤以及少量氯苯。反應(yīng)釜中的殘渣直接用于后續(xù)反應(yīng)。
實施例十
將100公斤鄰二氯苯和1公斤催化劑S2O82--ZrO2-AlCl3-Al2O3加入反應(yīng)裝置中,氮氣保護以及密閉條件下,100℃下攪拌2小時,反應(yīng)完后,直接進行精餾,分離得間二氯苯95公斤。反應(yīng)釜中的殘渣直接用于后續(xù)反應(yīng)。
實施例十一
將100公斤鄰二氯苯和實施例7中的蒸餾殘渣(大約1公斤催化劑S2O82--ZrO2-AlCl3-Al2O3)加入反應(yīng)裝置中,氮氣保護以及密閉條件下,120℃下攪拌2小時,反應(yīng)完后,直接進行精餾,分離得間二氯苯93公斤。反應(yīng)釜中的殘渣直接用于后續(xù)反應(yīng)。
實施例十二
將100公斤鄰二氯苯和實施例8中的蒸餾殘渣(大約1公斤催化劑S2O82--ZrO2-AlCl3-Al2O3)加入反應(yīng)裝置中,氮氣保護以及密閉條件下,120℃下攪拌2.5小時,反應(yīng)完后,直接進行精餾,分離得間二氯苯94公斤。反應(yīng)釜中的殘渣直接用于后續(xù)反應(yīng)。
綜上所述,本發(fā)明提供的間二氯苯的制備方法具有轉(zhuǎn)化率高、選擇性好和收率高的優(yōu)點。
以上所述僅為本發(fā)明的實施例,并非因此限制本發(fā)明的專利范圍,凡是利用本發(fā)明說明書內(nèi)容所作的等同變換,或直接或間接運用在相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域,均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內(nèi)。