CN102617312B - 一种2-氯-6-氟苯甲醛的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种2-氯-6-氟苯甲醛的制备方法，属于有机合成技术领域。该制备方法包括将2-氯-6-氟甲苯在光照下进行氯化反应得到2-氯-6-氟氯苄、2-氯-6-氟二氯苄和2-氯-6-氟三氯苄；当2-氯-6-氟氯苄含量小于0.5%时，加入铁系固体超强酸，在100-200℃条件下滴加水并保温4±0.5小时；加入碱液，经搅拌使所得液相分层，取液相分层后的有机相经减压蒸馏或者精馏提纯得到2-氯-6-氟苯甲醛。
Description
技术领域
本发明涉及一种2-氯-6-氟苯甲醛的制备方法，属于有机合成技术领域。
背景技术
2-氯-6-氟苯甲醛是一种重要的有机合成中间体，在医药行业中，2-氯-6-氟苯甲醛主要用于生产抗菌性能良好的氟氯青霉素，是双氯青霉素的换代产品，具有更好的疗效；在农药行业，2-氯-6-氟苯甲醛主要用于高效低毒杀菌剂的生产，被称为拟生物农药中间体。
目前2-氯-6-氟苯甲醛的制备是以2-氯-6-氟甲苯在过氧苯甲酰或者偶氮二异丁腈为自由基引发剂氯化得到2-氯-6-氟二氯苄，然后在85％硫酸中90℃水解得到2-氯-6-氟苯甲醛，含量99％，收率约为90％。
该制备方法的反应过程如下：
据申请人了解，现有技术中制备2-氯-6-氟苯甲醛方法所用催化剂为硫酸，且加入量较大。硫酸具有高腐蚀性和高危险性，其存放和操作过程对容器和操作人员的要求较高，且反应所需容器要求耐酸耐腐蚀，增加了生产成本。此外，现有制备2-氯-6-氟苯甲醛的反应过程较复杂，成本高，污染大。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提出一种低污染、反应简单、低成本的制取高品质2-氯-6-氟苯甲醛的方法。
为了解决上述技术问题，本发明提出的技术方案是：一种2-氯-6-氟苯甲醛的制备方法，包括以下步骤：
1)将2-氯-6-氟甲苯在光照下进行氯化反应得到2-氯-6-氟氯苄、2-氯-6-氟二氯苄和2-氯-6-氟三氯苄，光照温度保持在100-200℃；
2)经检测，当2-氯-6-氟氯苄的含量小于0.5％时，加入铁系固体超强酸，在100-200℃条件下滴加水并保温4±0.5小时；
3)在80-100℃条件下加入碱液，调节混合液的pH值≥8，经搅拌使所得液相分层，取液相分层后的有机相层经提纯得到2-氯-6-氟苯甲醛。
上述技术方案的优化是：所述铁系固体超强酸为铁系SO4 2-/Fe3O4，所述碱液是的碳酸钠、碳酸钾、氢氧化钠或者氢氧化钾水溶液。
上述技术方案的进一步优化是：所述滴加水的时间是2-4小时，所述滴加水与所述2-氯-6-氟甲苯的质量比是15±2％。
上述技术方案的更进一步优化是：在所述第1)步骤中，将2-氯-6-氟甲苯与三氯化磷混合后在光照下进行氯化反应。
上述技术方案中的反应过程还可以用如下反应式表达：
上述技术方案的完善一是：所述提纯是减压蒸馏或者精馏，所述光照采用金属卤化灯作为光源。
上述技术方案的完善二是：在所述第2)步骤中，用气相色谱检测反应瓶液相中2-氯-6-氟氯苄的含量。
上述技术方案的完善三是：在所述加入铁系固体超强酸之前，先停止通氯气，同时向反应容器中通入氮气，除去反应容器中未反应的氯气。
上述技术方案的完善四是：在所述液相分层后的水相中加入活性炭，经搅拌和过滤，再用盐酸或者稀硫酸调节混合液的pH值≤6，析出得到2-氯-6-氟苯甲酸。
本发明的有益效果是：1)由于采用了目前世界上最优秀电光源之一的金属卤化灯对2-氯-6-氟甲苯进行光照以发生氯化反应，因此反应过程中不需加入催化剂，产物品质好；2)由于在水解时采用了铁系固体超强酸SO4 2-/Fe3O4作为水解催化剂，因此避免了硫酸等液体强酸在运输、储存方面对容器的苛刻要求，且操作时危险性降低；用硫酸做水解催化剂收率约是90％，采用铁系固体超强酸SO4 2-/Fe3O4收率可达到95％，收率明显提高；同时采用硫酸作为水解催化剂，会因为硫酸的特性产生一些杂质，而用SO4 2-/Fe3O4则没有这些问题。
具体实施方式
实施例一
本实施例制备2-氯-6-氟苯甲醛的具体过程如下：
1)向装有回流冷凝管、尾气吸收装置和温度计的500ml四口玻璃反应瓶中加入250g 2-氯-6-氟甲苯和0.5ml三氯化磷(在此步骤中加入三氯化磷可以提高产品品质)，在金属卤化灯照射下保持180℃条件下通入氯气。
2)用气相色谱检测反应瓶液相中2-氯-6-氟氯苄的含量，当检测到2-氯-6-氟氯苄的含量小于0.5％时，停止通氯气，同时向反应瓶中通入氮气，除去瓶中未反应的氯气。
3)向反应瓶液相中加入0.5g铁系固体超强酸SO4 2-/Fe3O4，在180℃条件下将37.5g水在2小时内缓慢匀速滴入反应瓶，并保温4小时，气相色谱检测2-氯-6-氟二氯苄、2-氯-6-氟三氯苄转化完全，在95℃条件下缓慢加入碳酸钠水溶液调节混合液的pH值为8，搅拌30分钟，待液相分层后将水相和有机相分离。将有机相进行减压蒸馏，得到2-氯-6-氟苯甲醛182g，气相色谱检测含量为99.7％，收率为95％。
上述制备过程中得到的水相加入活性炭5g搅拌30分钟后过滤，得无色透明液体，用盐酸调节混合液的pH值为6，析出白色固体2-氯-6-氟苯甲酸85g，液相色谱检测含量为99.3％，收率为94.1％。
实施例二
1)向装有回流冷凝管、尾气吸收装置和温度计的500ml四口玻璃反应瓶中加入250g 2-氯-6-氟甲苯，在金属卤化灯照射、150℃条件下通入氯气。
2)用气相色谱检测反应瓶液相中2-氯-6-氟氯苄的含量，当检测到2-氯-6-氟氯苄的含量小于0.5％时，停止通氯气，同时向反应瓶中通入氮气，除去瓶中未反应的氯气。
3)向反应瓶液相中加入1g铁系固体超强酸SO4 2-/Fe3O4，在150℃条件下将40g水在3小时内缓慢匀速滴入反应瓶，并保温4小时，气相色谱检测2-氯-6-氟二氯苄、2-氯-6-氟三氯苄转化完全，在85℃条件下缓慢加入碳酸钠水溶液调节混合液的pH值为9，搅拌30分钟，待液相分层后将水相和有机相分离。将有机相进行精馏，得到2-氯-6-氟苯甲醛178g，气相色谱检测含量为99.7％，收率为92.7％。
上述制备过程得到的水相加入活性炭5g搅拌30分钟后过滤，得无色透明液体，用稀硫酸调节混合液的pH值为5，析出白色固体2-氯-6-氟苯甲酸81.4g，液相色谱检测含量为99.2％，收率为90％。
实施例三
本实施例与实施例二基本相同，所不同的是：(1)在第1)步骤中，光照温度是120℃；(2)在第3)步骤中，滴水时的温度是120℃；加入碳酸钾水溶液时的温度是80℃；调节混合液的pH值为10；保温时间为4.2小时；
实施例四
本实施例与实施例二基本相同，所不同的是：(1)在第1)步骤中，光照温度是200℃；(2)在第3)步骤中，滴加水的时间为4小时；加入水的质量为42g；保温时间为3.5小时；所加入碱液为氢氧化钾水溶液，温度是90℃；调节混合液的pH值为8.5。
实施例五
本实施例与实施例二基本相同，所不同的是：在第3)步骤中，(1)滴加水的时间为200分钟；(2)保温时间为4.5小时；(3)加入水的质量为33g；(4)加入的碱液为氢氧化钠水溶液，温度是100℃；调节混合液的pH值为12。
上述实施例中，最优化的技术方案为实施例一，该方案可以提高产品品质，降低生产成本，减少三废的产生；实施例一中所加入的三氯化磷并不是本发明涉及的技术方案所必须的，加入三氯化磷的主要目的是提高产品品质。
本发明的不局限于上述实施例所述的具体技术方案，凡采用等同替换形成的技术方案均为本发明要求的保护范围。
Claims (9)
1.一种2-氯-6-氟苯甲醛的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
1）将2-氯-6-氟甲苯在光照下进行氯化反应得到2-氯-6-氟氯苄、2-氯-6-氟二氯苄和2-氯-6-氟三氯苄, 光照温度保持在100-200℃；
2）经检测，当2-氯-6-氟氯苄的含量小于0.5%时，加入铁系固体超强酸，所述铁系固体超强酸为铁系SO4 2-/Fe3O4，在100-200℃条件下滴加水并保温4±0.5小时；
3）在80-100℃条件下加入碱液，调节混合液的pH值≥8，经搅拌使所得液相分层，取液相分层后的有机相层经提纯得到2-氯-6-氟苯甲醛。
2.根据权利要求1所述的2-氯-6-氟苯甲醛的制备方法，其特征在于：所述碱液是碳酸钠，氢氧化钠，氢氧化钾或者碳酸钾水溶液。
3.根据权利要求2所述的2-氯-6-氟苯甲醛的制备方法，其特征在于：所述滴加水的时间是2-4小时，所述滴加水与所述2-氯-6-氟甲苯的质量比是15±2%。
4.根据权利要求3所述的2-氯-6-氟苯甲醛的制备方法，其特征在于：在所述第1）步骤中，将2-氯-6-氟甲苯与三氯化磷混合后在光照下进行氯化反应。
5.根据权利要求1-4之任一所述的2-氯-6-氟苯甲醛的制备方法，其特征在于：所述反应过程如下：
。
6.根据权利要求1-4之任一所述的2-氯-6-氟苯甲醛的制备方法，其特征在于：所述提纯是减压蒸馏或者精馏，所述光照采用金属卤化灯作为光源。
7.根据权利要求1-4之任一所述的2-氯-6-氟苯甲醛的制备方法，其特征在于：在所述第2）步骤中，用气相色谱检测反应瓶液相中2-氯-6-氟氯苄的含量。
8.根据权利要求1-4之任一所述的2-氯-6-氟苯甲醛的制备方法，其特征在于：所述第2）步骤中，在加入铁系固体超强酸之前，先停止通氯气，同时向反应容器中通入氮气，除去反应容器中未反应的氯气。
9.根据权利要求1-4之任一所述的2-氯-6-氟苯甲醛的制备方法，其特征在于：在所述液相分层后的水相中加入活性炭，经搅拌和过滤，再用盐酸或稀硫酸调节混合液的pH值≤6，析出得到2-氯-6-氟苯甲酸。
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