CN101348427B

CN101348427B - 异壬酰氯的简便合成方法

Info

Publication number: CN101348427B
Application number: CN2008101508379A
Authority: CN
Inventors: 张有明; 陈小春; 魏太保; 李景峰
Original assignee: Northwest Normal University
Current assignee: Northwest Normal University
Priority date: 2008-08-30
Filing date: 2008-08-30
Publication date: 2011-06-29
Anticipated expiration: 2028-08-30
Also published as: CN101348427A

Abstract

本发明提供了一种异壬酰氯的简便合成方法，是将二(三氯甲基)碳酸酯与异壬酸以1.0:3～1.5:3的摩尔比置于反应器中，加入异壬酸质量1％～10％的有机胺作催化剂，搅拌，升温至20～150℃，反应20～150min，冷却后，减压蒸馏得到异壬酰氯。所得酰氯经气相色谱分析，纯度在99.00％以上，收率在90.00％以上。本发明制备异壬酰氯，工艺路线先进，工艺条件温和，操作简单安全，反应收率高，生产成本低，三废小，副产物少，具有较大的实施价值和社会经济效益。

Description

异壬酰氯的简便合成方法

技术领域

本发明属于有机化学领域，涉及一种酰氯类化合物的合成方法，尤其涉及一种异壬酰氯的合成方法。

背景技术

异壬酰氯是一种脂肪族酰氯，化学名为3，5，5-三甲基己酰氯，CAS号为36727-29-4，英文名Isononanoyl Chloride或3，5，5-Trimethylhexanoylchloride，密度为0.93Kg/m³，沸点为188～190℃，折射率为1.436，闪点为284°F，它是生产引发剂的重要化工原料。目前，异壬酰氯的生产主要通过异壬酸与PCl₃、PCl₅、POCl₃、双光气和光气等作为酰氯化剂的反应来实现，这些酰氯化剂存在毒性大，刺激性强，操作危险，反应条件要求较高，成本较高，对设备腐蚀性大，后处理复杂，对环境污染比较难控制的缺陷。因此，开发一种反应条件和工艺流程简单，对设备腐蚀性小，环保的制备异壬酰氯的新方法有重要的应用价值。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的缺陷，提供一种工艺简单，操作安全、环境污染小，收率和纯度高的合成异壬酰氯的简便方法。

本发明是以异壬酸为原料，二(三氯甲基)碳酸酯作为氯化试剂，有机胺为催化剂的条件下直接合成而得。

其具体合成工艺为：将二(三氯甲基)碳酸酯与异壬酸以1.0∶3～1.0∶2的摩尔比置于反应器中，加入异壬酸质量1％～10％的有机胺作催化剂，搅拌，升温至20～150℃(优选30～90℃)，反应20～150min(优选20～70min，最佳45min)；用NaOH溶液吸收尾气；冷却后，减压蒸馏得到异壬酰氯。

反应方程式为：

所采用的有机胺为四甲基胍、吡啶、吗啉、N，N-二甲基乙酰胺、咪唑、2-甲基咪唑中的一种；优选吗啉。

本发明的二(三氯甲基)碳酸酯与异壬酸的反应可以是在有机溶剂中进行。反应结束后，蒸除溶剂，减压蒸馏收集异壬酰氯。其中有机溶剂可采用四氢呋喃、氯仿、四氯甲烷中的一种。

本发明与现有合成技术相比具有以下优点：

1、本发明采用的氯化试剂二(三氯甲基)碳酸酯(俗称固体光气)反应活性高，熔点为78～79℃、沸点为205～206℃，即使在沸腾时也仅分解出微量的光气，是一种稳定的固体化合物，便于储存运输和使用。以异壬酸为起始原料，用二(三氯甲基)碳酸酯代替POCl₃、PCl₃、PCl₅、POCl₃或氯甲酸三氯甲酯，反应的主要副产物为氯化氢和二氧化碳两种气体，很容易除净。

2、本发明方法工艺简单，反应条件温和，操作安全、方便，能耗低，三废少，产品纯度高，收率好，宜于工业化生产。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明。

实施例1：在配有温度计、机械搅拌、回流冷凝管、干燥管和尾气吸收瓶的50ml四口烧瓶中，在室温、常压下，加入4.45g二(三氯甲基)碳酸酯固体，再加入2.37g异壬酸和0.005g的吗啉；开启搅拌，并缓慢升温至75℃，保温，反应至不再产生气体(一般需要1小时左右)；反应液冷却后，减压蒸馏得到异壬酰氯。经气相色谱分析，异壬酰氯收率为87.9％，纯度为98.62％，外观为浅黄色液体，b.p.90～92℃/20kpa。

实施例2：保持二(三氯甲基)碳酸酯固体、异壬酸和催化剂吗啉的投料比不变，改变加入的溶剂为氯仿，其它操作均与实施例2相同，得到的异壬酰氯，经气相色谱分析，异壬酰氯收率为77.65％，纯度为99.32％，外观为无色液体，b.p.90～92℃/20kpa。

实施例3：保持二(三氯甲基)碳酸酯固体、异壬酸和催化剂吗啉的投料比不变，改变加入的溶剂为四氯化碳，其它操作均与实施例2相同，得到的异壬酰氯，经气相色谱分析，异壬酰氯收率为71.1％，纯度为98.18％，外观为无色液体，b.p.90～92℃/20kpa。

实施例4：在配有温度计、机械搅拌、回流冷凝管、干燥管和尾气吸收瓶的50ml四口烧瓶中加入3ml四氢呋喃，在室温、常压下，加入4.45g二(三氯甲基)碳酸酯固体，再加入2.37g异壬酸和0.005g的吗啉；开启搅拌，并缓慢升温至75℃，保温，反应至不再产生气体(一般需要1小时左右)，蒸除溶剂；冷却后，减压蒸馏得到异壬酰氯。经气相色谱分析，异壬酰氯收率为86.55％，纯度为99.28％，外观为无色液体，b.p.90～92℃/20kpa。

从实施例1～4中我们可以看出，在无溶剂条件下，所得酰氯为浅黄色，杂质较多；而当加入极性较小的氯仿、四氯化碳等有机溶剂时，所得产品收率较低；而当加入极性较大的四氢呋喃等有机溶剂时，所得产品收率较高，且产品色泽好，杂质少。

实施例5～8：改变实施例1中的催化剂种类和催化剂的投料量(使异壬酸与催化剂的投料摩尔比发生改变)，其它操作条件均与实施例1相同，得到的异壬酰氯的结果如表2所示。

表2 催化剂种类及用量对收率的影响

实施例	催化剂	催化剂用量(以占异壬酸的质量百分比计)	纯度(％)	收率(％)
					5	吡啶	1.4％	99.31	79.06
6	N，N-二甲基乙酰胺	2.9％	98.95	85.14
					7	咪唑	4.3％	98.78	83.89
8	吗啉	4.3％	98.56	87.9

从实施例5～8可以看出，在吡啶、吗啉、N，N-二甲基乙酰胺、咪唑四种催化剂剂中，优选吗啉做催化剂将获得较好的收率，且催化剂用量以占异壬酸质量的4.3％为宜，催化剂用量太少，催化不完全，产品收率较低，而催化剂用量太大，带来催化剂的浪费。

实施例9～10

改变实施例1中的反应温度，反应时间，其它操作条件均与实例1相同，得到的异壬酰氯结果如表3所示。

表3 反应温度及反应时间对收率的影响

实施例	反应温度(℃)	反应时间(min)	纯度(％)	收率(％)
					9	75	45	98.9	84.48
10	90	60	97.23	87.56

从实施例9、10的结果可以看出：反应温度和反应时间对产品收率都有一定影响。温度太低，固体光气仍以固体的形式存在，反应为固液二相型反应，反应不充分，产品收率较低，而如果反应温度太高，则带来能源的浪费，因此反应温度应控制在80～90℃为宜；反应时间太短反应不充分，而反应时间太长副反应相应增加，因此反应时间应控制在60min为宜。

Claims

1.一种异壬酰氯的简便合成方法，其特征在于：将二(三氯甲基)碳酸酯与异壬酸以1.0∶3～1.0∶2的摩尔比置于反应器中，加入异壬酸质量1％～10％的吗啉作催化剂，搅拌，升温至30～90℃，反应20～70min，冷却后，减压蒸馏得到异壬酰氯。

2.如权利要求1所述异壬酰氯的简便合成方法，其特征在于：所述二(三氯甲基)碳酸酯与异壬酸的反应是在有机溶剂中进行。

3.如权利要求2所述异壬酰氯的简便合成方法，其特征在于：所述有机溶剂为四氢呋喃、氯仿、四氯甲烷中的一种。