2,4-二氯苯甲醛合成工艺的制作方法
2021-02-02 13:02:56|289|起点商标网
专利名称:2,4-二氯苯甲醛合成工艺的制作方法
2,4-二氯苯甲醛是一类重要的精细化工产品,广泛用于医药工业、农药工业、染料工业、电子工业、电镀工业及有机合成。2,4-二氯苯甲醛目前国内外所采用的均是以2,4-二硝基甲苯为原料,经还原、重氮化、氯代及氧化(或侧链氯代水解)等反应制备的传统生产方法。步骤多,收率低。Holy和Arnold等(Collet.Czeck,Chem.Commun,30,53,1965)研究发现,以β-二酮类脂肪族化合物为原料,经Vilsmeier反应可制得一系列芳香族醛类化合物,但其仅给出β-二酮用量为3克时的实验方法,未对反应影响因素及关键操作进行阐述,且在其实验方法中,Vilsmeier试剂用量超过理论量的8倍左右,在工业上,无实用价值。后来Weissenfels等人(Z.Chem.,17(2),56,1977)重新研究了Holy等人的实验,发现在较大量制备时,该反应的收率显著下降。其改进方法是采用加入大量其它特殊溶剂的方法,收率仅为60%。由此可见,无论是Holy还是Weissenfel的实验方法,应用于工业生产时,需解决以下几方面的问题①提高在生产时的收率;②减少Vilsmeier试剂用量;③避免大量使用特殊溶剂;④建立方便、经济的产品精制方法。
本发明是利用Vilsmeier反应,在大量制备2,4-二氯苯甲醛时,减少Vilsmeier试剂用量(接近理论配比),不使用其它溶剂,提高收率,建立实用的产品精制方法。从而达到降低原料消耗,减少物料处理量,节省能源,为2,4-二氯苯甲醛工业生产建立一步法合成工艺的目的。利用Vilsmeier反应制备2,4-二氯苯甲醛的方法,到目前为止,除上述二篇文章外,未见其它文献报导。
本方法是以具有结构(Ⅰ)的化合物为原料,经反应制得结构(Ⅱ)的产物,同时产生少量结构(Ⅲ)的副产物
在以戊二酮为原料,其用量由3克增至288克时,不使用其它溶剂,Vilsmeier试剂用量接近理论配比,可保持2,4-二氯苯甲醛的收率高于65%,最高可达75%,产物纯度≥81%(HPLC分析)。
Vilsmeier反应通常为剧烈放热反应,所以一般采用增大Vilsmeier试剂用量或加入其它惰性溶剂的方法以利于反应进行,提高收率,但由于反应后过量的Vilsmeier试剂无法回收,造成物料处理量较大,原料消耗高,设备利用率极低,不利于工业化生产。本发明中对Vilsmeier反应做了以下几点改进来实现本发明的目的1.通过改变Vilsmeier反应的三种基本原料N,N-二甲基甲酰胺(DMF),三氯氧磷(POCl3)和戊二酮之间的配比,控制三者的配比范围为戊二酮∶DMF∶POCl3=1∶2~17.3∶2.1~10(摩尔比),从而减少Vilsmeier试剂用量,降低原料消耗。
2.控制加料次序和方式来控制加料时温度在0°~50℃,反应温度在40~120℃。
3.控制闭环过程的速度和温度来抑制焦油的生成。闭环过程温度控制在-5°~25℃。
4.采用水蒸汽蒸馏的精制方法,可直接将粗产品不经干燥进行精制分离。一次精制,即可使2,4-二氯苯甲醛、副产物,焦油分离,产品纯度≥98%,熔点70~73℃。
本方法所得产品经红外光谱,核磁共振谱,色-质谱联用仪、熔点测定等分析方法证实与2,4-二氯苯甲醛文献报导数据及标准谱图一致。副产品为结构(Ⅲ)所示。由该方法可同时生成少量2,4-二氯间苯二醛,还未见有文献报导。
本方法具有以下优点1.工艺流程短。反应一步完成。
2.反应重复性好,收率较高,最高达75.7%。
3.原料消耗低,物料处理量较小,节省能源,易于工业化生产。与Holy等人的工作相比,DMF用量减少69.7%,POCl3用量减少63%,与Weissenfels等人的工作相比,除省略使用有机溶剂外,实验放大1.44倍,DMF用量减少12.4%,POCl3用量减少18%,收率最大增加15.7%。
4.利用水蒸汽蒸馏法进行精制,粗产品不需干燥,精制方法简单,省去了溶剂消耗,产物纯度较高。
5.本方法具有较大的工业应用价值。
实施例1在250ml三口烧瓶中放入46克POCl3,冷却至-5°~5℃,加入17~30ml DMF,在冷却下加入戊二酮3.0克,升高温度至45~120℃,保温反应2~6小时,将反应混合物在搅拌下倒入冰水中,析出黄色沉淀。过滤,冲洗至中性,干燥后得粗产品5.0克。用环己烷重结晶得2,4-二氯苯甲醛3.9克,纯度98%。熔点71-72℃,收率75%,2,4-二氯间苯二甲醛副产物0.6克。
实施例2在1000ml三口烧瓶中放入408克POCl3,冷却至-5℃,加入200~400ml DMF,在冷却下加入72克戊二酮。升高温度至45~120℃,恒温反应2-6小时,将反应混合物在搅拌下倒入冰水中,析出黄色沉淀。过滤,冲洗至中性。将湿滤饼直接放入长颈园底烧瓶中,通水蒸汽进行水蒸汽蒸馏,得到2,4-二氯苯甲醛94.5克,收率75.7%,熔点71-72℃。
实施例3将10克纯2,4-二氯苯甲醛进行水蒸汽蒸馏,回收得到9.8克,回收率98%。
权利要求
1.一种制备2,4-二氯苯甲醛的一步法合成工艺,其特征在于(1)通过降低Vilsmeier试剂用量,使戊二酮、DMF、三氯氧磷三者的摩尔比为1∶2~17.3∶2.1~10;(2)改变加料次序、方式来控制反应温度,首先加入三氯氧磷,再分批加入DMF,控制加入速度,使反应温度在0~50℃,待温度不变后,滴加戊二酮,加完后加热,使温度在45~120℃,恒温反应2~6小时;(3)控制水解闭环速度和温度,来抑止焦油生成,提高产品收率,反应完,将物料在搅拌下,缓慢地倒入冰水中,始终保持水温在0~20℃范围。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于工业化的精制方法是将粗产品不经干燥,直接进行水蒸汽蒸馏,即可得到纯度≥98%白色2,4-二氯苯甲醛,熔点为71~72℃。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于由Vilsmeier反应合成2,4-二氯苯甲醛的同时,生成一部分2,4-二氯-间-苯二甲醛,该付产物可将粗产品用环己烷重结晶,蒸发部分溶剂后,即可得到2,4二氯间苯二甲醛结晶;或是粗产品经水蒸汽蒸馏得到2,4二氯苯甲醛后,再用过热蒸汽蒸馏也可得此付产物。
全文摘要
本发明属于精细化工产品2,4-二氯苯甲醛一步法合成工艺。它是用戊二酮,在不使用其它溶剂情况下,控制戊二酮、DMF和三氯氧磷的配比及反应条件,以接近理论用量的Vilsmeier试剂,制得最高收率为75%的产品,经精制纯度达98%以上,熔点为71~72℃。
文档编号C07C45/00GK1072674SQ9111100
公开日1993年6月2日 申请日期1991年11月25日 优先权日1991年11月25日
发明者刘志广, 吕俊民, 张华 , 刘立新 申请人:大连理工大学
2,4-二氯苯甲醛是一类重要的精细化工产品,广泛用于医药工业、农药工业、染料工业、电子工业、电镀工业及有机合成。2,4-二氯苯甲醛目前国内外所采用的均是以2,4-二硝基甲苯为原料,经还原、重氮化、氯代及氧化(或侧链氯代水解)等反应制备的传统生产方法。步骤多,收率低。Holy和Arnold等(Collet.Czeck,Chem.Commun,30,53,1965)研究发现,以β-二酮类脂肪族化合物为原料,经Vilsmeier反应可制得一系列芳香族醛类化合物,但其仅给出β-二酮用量为3克时的实验方法,未对反应影响因素及关键操作进行阐述,且在其实验方法中,Vilsmeier试剂用量超过理论量的8倍左右,在工业上,无实用价值。后来Weissenfels等人(Z.Chem.,17(2),56,1977)重新研究了Holy等人的实验,发现在较大量制备时,该反应的收率显著下降。其改进方法是采用加入大量其它特殊溶剂的方法,收率仅为60%。由此可见,无论是Holy还是Weissenfel的实验方法,应用于工业生产时,需解决以下几方面的问题①提高在生产时的收率;②减少Vilsmeier试剂用量;③避免大量使用特殊溶剂;④建立方便、经济的产品精制方法。
本发明是利用Vilsmeier反应,在大量制备2,4-二氯苯甲醛时,减少Vilsmeier试剂用量(接近理论配比),不使用其它溶剂,提高收率,建立实用的产品精制方法。从而达到降低原料消耗,减少物料处理量,节省能源,为2,4-二氯苯甲醛工业生产建立一步法合成工艺的目的。利用Vilsmeier反应制备2,4-二氯苯甲醛的方法,到目前为止,除上述二篇文章外,未见其它文献报导。
本方法是以具有结构(Ⅰ)的化合物为原料,经反应制得结构(Ⅱ)的产物,同时产生少量结构(Ⅲ)的副产物
在以戊二酮为原料,其用量由3克增至288克时,不使用其它溶剂,Vilsmeier试剂用量接近理论配比,可保持2,4-二氯苯甲醛的收率高于65%,最高可达75%,产物纯度≥81%(HPLC分析)。
Vilsmeier反应通常为剧烈放热反应,所以一般采用增大Vilsmeier试剂用量或加入其它惰性溶剂的方法以利于反应进行,提高收率,但由于反应后过量的Vilsmeier试剂无法回收,造成物料处理量较大,原料消耗高,设备利用率极低,不利于工业化生产。本发明中对Vilsmeier反应做了以下几点改进来实现本发明的目的1.通过改变Vilsmeier反应的三种基本原料N,N-二甲基甲酰胺(DMF),三氯氧磷(POCl3)和戊二酮之间的配比,控制三者的配比范围为戊二酮∶DMF∶POCl3=1∶2~17.3∶2.1~10(摩尔比),从而减少Vilsmeier试剂用量,降低原料消耗。
2.控制加料次序和方式来控制加料时温度在0°~50℃,反应温度在40~120℃。
3.控制闭环过程的速度和温度来抑制焦油的生成。闭环过程温度控制在-5°~25℃。
4.采用水蒸汽蒸馏的精制方法,可直接将粗产品不经干燥进行精制分离。一次精制,即可使2,4-二氯苯甲醛、副产物,焦油分离,产品纯度≥98%,熔点70~73℃。
本方法所得产品经红外光谱,核磁共振谱,色-质谱联用仪、熔点测定等分析方法证实与2,4-二氯苯甲醛文献报导数据及标准谱图一致。副产品为结构(Ⅲ)所示。由该方法可同时生成少量2,4-二氯间苯二醛,还未见有文献报导。
本方法具有以下优点1.工艺流程短。反应一步完成。
2.反应重复性好,收率较高,最高达75.7%。
3.原料消耗低,物料处理量较小,节省能源,易于工业化生产。与Holy等人的工作相比,DMF用量减少69.7%,POCl3用量减少63%,与Weissenfels等人的工作相比,除省略使用有机溶剂外,实验放大1.44倍,DMF用量减少12.4%,POCl3用量减少18%,收率最大增加15.7%。
4.利用水蒸汽蒸馏法进行精制,粗产品不需干燥,精制方法简单,省去了溶剂消耗,产物纯度较高。
5.本方法具有较大的工业应用价值。
实施例1在250ml三口烧瓶中放入46克POCl3,冷却至-5°~5℃,加入17~30ml DMF,在冷却下加入戊二酮3.0克,升高温度至45~120℃,保温反应2~6小时,将反应混合物在搅拌下倒入冰水中,析出黄色沉淀。过滤,冲洗至中性,干燥后得粗产品5.0克。用环己烷重结晶得2,4-二氯苯甲醛3.9克,纯度98%。熔点71-72℃,收率75%,2,4-二氯间苯二甲醛副产物0.6克。
实施例2在1000ml三口烧瓶中放入408克POCl3,冷却至-5℃,加入200~400ml DMF,在冷却下加入72克戊二酮。升高温度至45~120℃,恒温反应2-6小时,将反应混合物在搅拌下倒入冰水中,析出黄色沉淀。过滤,冲洗至中性。将湿滤饼直接放入长颈园底烧瓶中,通水蒸汽进行水蒸汽蒸馏,得到2,4-二氯苯甲醛94.5克,收率75.7%,熔点71-72℃。
实施例3将10克纯2,4-二氯苯甲醛进行水蒸汽蒸馏,回收得到9.8克,回收率98%。
权利要求
1.一种制备2,4-二氯苯甲醛的一步法合成工艺,其特征在于(1)通过降低Vilsmeier试剂用量,使戊二酮、DMF、三氯氧磷三者的摩尔比为1∶2~17.3∶2.1~10;(2)改变加料次序、方式来控制反应温度,首先加入三氯氧磷,再分批加入DMF,控制加入速度,使反应温度在0~50℃,待温度不变后,滴加戊二酮,加完后加热,使温度在45~120℃,恒温反应2~6小时;(3)控制水解闭环速度和温度,来抑止焦油生成,提高产品收率,反应完,将物料在搅拌下,缓慢地倒入冰水中,始终保持水温在0~20℃范围。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于工业化的精制方法是将粗产品不经干燥,直接进行水蒸汽蒸馏,即可得到纯度≥98%白色2,4-二氯苯甲醛,熔点为71~72℃。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于由Vilsmeier反应合成2,4-二氯苯甲醛的同时,生成一部分2,4-二氯-间-苯二甲醛,该付产物可将粗产品用环己烷重结晶,蒸发部分溶剂后,即可得到2,4二氯间苯二甲醛结晶;或是粗产品经水蒸汽蒸馏得到2,4二氯苯甲醛后,再用过热蒸汽蒸馏也可得此付产物。
全文摘要
本发明属于精细化工产品2,4-二氯苯甲醛一步法合成工艺。它是用戊二酮,在不使用其它溶剂情况下,控制戊二酮、DMF和三氯氧磷的配比及反应条件,以接近理论用量的Vilsmeier试剂,制得最高收率为75%的产品,经精制纯度达98%以上,熔点为71~72℃。
文档编号C07C45/00GK1072674SQ9111100
公开日1993年6月2日 申请日期1991年11月25日 优先权日1991年11月25日
发明者刘志广, 吕俊民, 张华 , 刘立新 申请人:大连理工大学
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