CN102180779A - 5-氯甲基水杨醛的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及5-氯甲基水杨醛的制备方法。以水杨醛、甲醛和浓盐酸为原料，季铵盐为催化剂，通过水杨醛的氯甲基化反应制备5-氯甲基水杨醛。使用季铵盐可有效阻止5-氯甲基水杨醛产物与水杨醛粘结结块现象，大幅度提高了原料水杨醛的利用率和5-氯甲基水杨醛产物的收率，并且滤出的5-氯甲基水杨醛产物粉末干爽，易于洗涤和干燥，使得5-氯甲基水杨醛的制备过程具有易操作性。

Description

5-氯甲基水杨醛的制备方法

技术领域

本发明涉及一种5-氯甲基水杨醛的制备方法。

技术背景

近年来，用作氧化反应催化剂或烯烃聚合反应催化剂等的小分子Salen型配合物及其高分子Salen型配合物，已经引起了多方面重视。其中5-氯甲基水杨醛(5-chloromethylsalicylicaldehyde，CMSA)是合成水溶性、油溶性和手性Salen型配合物的主要原料之一。现有报道的5-氯甲基水杨醛合成方法均是水杨醛、甲醛水溶液或多聚甲醛在浓盐酸中，低温长时间反应得到产品。本发明人在研究中发现无论采用甲醛水溶液或多聚甲醛为原料，反应体系中是否通入氯化氢气体，所得5-氯甲基水杨醛的产品有粘性，过滤困难、洗涤困难、干燥困难，收率都在70％附近。其主要原因是水杨醛氯甲基化反应生成的5-氯甲基水杨醛是一种不溶于盐酸溶液的固体粉末，与分散在浓盐酸中的水杨醛液珠相互溶合粘结；并且随5-氯甲基水杨醛产物量的不断增加，5-氯甲基水杨醛逐渐和原料水杨醛粘结成直径大小不等的球形体，造成水杨醛不能全部参与氯甲基化反应，所以现有报道的5-氯甲基水杨醛制备收率都不高，同时由于5-氯甲基水杨醛夹生，所以所得5-氯甲基水杨醛还有粘性，不易洗涤，不易烘干。为了解决这一问题，本发明人找到了水杨醛氯甲基化反应中添加季铵盐，可有效阻止5-氯甲基水杨醛产物与原料水杨醛粘结结块现象，大幅度提高了原料水杨醛的利用率和转化率，也提高了5-氯甲基水杨醛产物收率，并且滤出的5-氯甲基水杨醛产物粉末干爽，易于洗涤，易于干燥，使得5-氯甲基水杨醛产品的制备过程具有易操作性。

发明内容

本领域的专业人员熟知甲醛或多聚甲醛在浓盐酸中对水杨醛的氯甲基化反应是制备5-氯甲基水杨醛产物的主反应，但是经历一系列其它反应过程：

其中式①～④反应都在水相中进行，而水杨醛水溶性小，式②是甲醛在浓盐酸中对水杨醛氯甲基化反应的关键步骤。因此，提高水杨醛在水的溶解度就提高水杨醛的氯甲基化反应速度。本发明人在水杨醛氯甲基化反应过程中使用季铵盐，其目的之一是季铵盐产生相转移催化作用，加速式②中反应物质间的碰撞几率。其中所述的季铵盐具有通式(Ⅰ)结构：

其中通式(Ⅰ)中R₁、R₂、R₃和R₄分别选取C₁～C₈的烷基。

本发明选用所述的季铵盐应用于水杨醛的氯甲基化反应过程中，第二个目的是水杨醛氯甲基化反应生成的产物5-氯甲基水杨醛在反应体系中不断沉淀析出，5-氯甲基水杨醛沉淀表面可以吸附季铵盐分子，可减少5-氯甲基水杨醛和水杨醛溶合粘结，减少5-氯甲基水杨醛对水杨醛的包裹，提高了水杨醛参与氯甲基化反应的几率。反应结束后滤出的5-氯甲基水杨醛沉淀颗粒粒径小且蓬松，易于出料、过滤、洗涤和烘干过程。

本发明所述的5-氯甲基水杨醛的制备方法，具体步骤如下：依次称取水杨醛、甲醛、季铵盐和浓盐酸投入反应釜中，开动搅拌机，控温5～35℃，密闭连续搅拌反应40～200小时。出料过滤，制得5-氯甲基水杨醛粗品。滤出的5-氯甲基水杨醛粗品经过40～50℃水洗2次，质量百分浓度为8～10％的碳酸氢钠水溶液室温洗涤一次，最后室温水洗1次，再经45～50℃真空干燥，制得百分含量为94～97％的5-氯甲基水杨醛产物。过滤去除5-氯甲基水杨醛粗品后的反应母液循环使用。其中所述的季铵盐具有通式(Ⅰ)结构：

通式(Ⅰ)中R₁、R₂、R₃和R₄分别选取C₁～C₈的烷基；所述的季铵盐用量是水杨醛质量的0.1～15％。

其中所述的水洗用量是5-氯甲基水杨醛粗品质量的100～300％；所述的质量百分浓度为8～10％碳酸氢钠水溶液洗涤用量是5-氯甲基水杨醛粗品质量的10～30％。

本发明提供的5-氯甲基水杨醛制备方法的显著特点是：

①本发明所述的季铵盐商品来源广泛，季铵盐作为催化剂使用方便，易操作。

②本发明所述的季铵盐用量小，对5-氯甲基水杨醛制备原料成本影响小。由于水杨醛的氯甲基化反应过程中使用所述的季铵盐作为催化剂，水杨醛的原料转化率提高了，5-氯甲基水杨醛产物收率提高了，反而大幅度降低了5-氯甲基水杨醛的制备成本，也大幅度减少了三废量。

③本发明所述的季铵盐分子吸附在5-氯甲基水杨醛沉淀表面上，减少5-氯甲基水杨醛和水杨醛溶合粘结，阻止5-氯甲基水杨醛与水杨醛融合粘结成直径大小不等球形体的现象，提高了水杨醛参与氯甲基化反应的几率。

④水杨醛的氯甲基化反应结束后滤出的5-氯甲基水杨醛沉淀颗粒粒径小且蓬松，易于出料、过滤、洗涤和烘干过程，制备操作简便易行。

综上所述，本发明提供的5-氯甲基水杨醛制备方法具有工业生产价值。

实施例1

在500mL反应烧瓶中，投入水杨醛50g、质量百分浓度为37％的甲醛溶液55g和三乙基苄基氯化铵2.5g，开启搅拌机，控温5～15℃，再加入质量百分浓度为37～38％盐酸200mL，搅拌反应12小时后，10小时内连续向反应体系中通入氯化氢气体37g。此后密闭继续反应24小时直至结束。出料过滤制得5-氯甲基水杨醛粗品，投入洗涤烧瓶中，并加水150g，控制洗涤烧瓶内物料温度40～45℃，搅拌洗涤1小时。此后重复水洗一次；再用质量百分浓度为8～10％的碳酸氢钠水溶液室温洗涤一次，最后用水再洗1次，过滤的5-氯甲基水杨醛经45～50℃真空干燥，制得5-氯甲基水杨醛产物65.4g，熔点78～85℃，收率93.6％。

实施例2

依照实施例1的操作方法和步骤，将质量百分浓度为37％的甲醛溶液55g改换为多聚甲醛23g，反应时间延长为96小时，制得5-氯甲基水杨醛产物67.1g，熔点82～85℃，收率96％。

实施例3

依照实施例1的操作方法和步骤，将质量百分浓度为37％的甲醛溶液55g和三乙基苄基氯化铵1g改换为多聚甲醛23g和三正丁基苄基氯化铵3.8g，制得5-氯甲基水杨醛产物67.2g，熔点82～86℃，收率96.1％。

实施例4

在500mL反应烧瓶中，投入水杨醛50g、质量百分浓度为37％的甲醛溶液55g，开启搅拌机，控温5～15℃，再加入实施例1中过滤去除5-氯甲基水杨醛粗品后的反应母液180mL和质量百分浓度为37～38％盐酸20mL，此后其余操作同实施例1，制得5-氯甲基水杨醛产物60.8g，熔点79～85℃，收率87％。

实施例5

在500mL反应烧瓶中，投入水杨醛50g、多聚甲醛23g，开启搅拌机，控温5～15℃，再加入实施例1中的实施例1中过滤去除5-氯甲基水杨醛粗品后的的反应母液180mL和质量百分浓度为37～38％盐酸20mL，搅拌反应12小时后，向反应体系中通入氯化氢气体80小时直至反应结束。出料过滤制得5-氯甲基水杨醛粗品，其余洗涤和烘干操作同实施例1，制得5-氯甲基水杨醛产物66.6g，熔点82～86℃，收率95.3％。

Claims (1)

1.5-氯甲基水杨醛的制备方法，将水杨醛、甲醛、季铵盐和浓盐酸投入反应釜中，控温5～35℃，连续搅拌反应40～200小时，制得5-氯甲基水杨醛，其特征在于所述的季铵盐具有通式(Ⅰ)结构：

通式(Ⅰ)中R₁、R₂、R₃和R₄分别选取C₁～C₈的烷基；所述的季铵盐用量是水杨醛质量的0.1～15％。