CN103304405B - 一种选择性氯化的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种选择性氯化的方法，包括：A）在催化剂条件下，将式（I）结构的化合物、碱性化合物、水与氯化试剂混合，进行氯化反应，得到式（II）结构的化合物；所述催化剂为酰胺类化合物或吡啶类化合物；所述氯化试剂为双氧水盐酸体系或次氯酸钠。与现有技术相比，首先，本发明采用双氧水盐酸体系或次氯酸钠为氯化试剂，并且采用水相氯化法进行氯化，提高了氯化反应的选择性，通过分离即可得到合格产品，使氯化方法安全，也减少了对环境的污染，对设备的腐蚀；其次，通过加入酰胺类化合物或吡啶类化合物为催化剂，提高了氯化反应的收率。

Description

一种选择性氯化的方法

技术领域

本发明属于化学合成技术领域，尤其涉及一种选择性氯化的方法。

背景技术

2-甲-4-氯苯氧乙酸（简称2-甲-4-氯）是激素型内吸收性除草剂，对植物有较强的生理活性，在低浓度时对植物生长有促进作用，而在高浓度时对双子叶植物具有生长抑制作用，可使植物出现畸形直至死亡。2-甲-4-氯作为除草剂使用时具有高效、低毒、低残留、对环境无污染的优良特点，因此其属于优良的除草剂类型。

2-甲-4-氯的生产方法一般有两种：第一种方法是先氯化后缩合，将邻甲酚通氯气氯化后与氯乙酸在碱性调价下缩合，在酸化析出2-甲-4-氯酸，将析出的2-甲-4-氯酸进行烘干得到2-甲-4-氯原药。此方法中邻甲酚通氯气进行氯化反应，其氯化选择性较差，目标产物2-甲-4-氯酚经含量检测仅有55%，有较多的2-甲-6-氯酚产生，而后续酚的分离及缩合后产品的提取分离较困难，工艺过程复杂，工序较多，对环境影响较大，同时产品收率也较低，导致成本较。

第二种方法是先缩合后氯化，将邻甲酚先反应制备得到邻甲酚钠，然后再与氯乙酸钠缩合生成2-甲基苯氧乙酸钠，在酸化，在溶剂条件下通入氯气，生成得到2-甲-4-氯，此方法中溶剂多为甲苯。先进行缩合再氯化氯化选择性相对较高，目标产物2-甲-4-氯含量为90%，其他杂酸2-甲-6-氯酸等的含量仅为8%，经分离溶剂洗涤后即可得到合格产品，但此方式中使用甲苯为溶剂生产危险性高，污染环境，同时产品不能直接分离得到合格产品，必须经溶剂处理，在处理过程中部分产品及杂酸进入溶剂，导致产品收率降低，合格原药的收率仅为60%，溶剂进行处理回收后，得到20%左右的副产品。此工艺中另一种氯化方法是水相酸性氯气氯化，该操作环境友好，但因其是非均相反应，产品中杂质、异构体较多，质量不高。

为了提高2-甲-4-氯的收率，同时减少其生产过程中对环境的危害，潘忠稳等对水相氯化工艺进行了改进，在碱性的邻甲苯氧乙酸钠的水溶液中直接通入氯气，控制适当的浓度和pH值，提高了目标产物的收率，但其同样采用氯气危险性较高。国外研究中有采用次氯酸钠替代氯气以减少其生产过程中的危险性及对设备的要求，但其与氯气氯化相比，产物较低。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种选择性氯化的方法，该氯化方法安全且产率较高。

本发明提供了一种选择性氯化的方法，包括：

A）将式（I）结构的化合物、碱性化合物、水与氯化试剂混合，在催化剂作用下，进行氯化反应，得到式（II）结构的化合物；所述催化剂为酰胺类化合物或吡啶类化合物；所述氯化试剂为双氧水盐酸体系或次氯酸钠；

其中，n为1～8的整数，R为H或烷基。

优选的，所述步骤A）还包括：在氯化反应过程中，用酸控制反应体系的pH值为4～9。

优选的，所述n为1～4的整数。

优选的，所述R为H或甲基。

优选的，所述碱性化合物为碱金属氢氧化物或碱金属碳酸盐。

优选的，所述催化剂为二甲基甲酰胺、4-（二甲氨基）吡啶、甲酰胺、乙酰胺与丙酰胺中的一种或几种。

优选的，所述催化剂的质量为式（I）结构的化合物质量的1%～5%。

优选的，所述氯化反应的温度为10℃～50℃。

优选的，所述步骤A）具体为：

将式（I）结构的化合物、碱性化合物与水混合，得到混合溶液，然后滴加氯化试剂，在催化剂作用下，进行氯化反应，得到式（II）结构的化合物；所述催化剂为酰胺类化合物或吡啶类化合物；所述氯化试剂为双氧水盐酸体系或次氯酸钠。

优选的，所述式（I）结构的化合物的质量为混合溶液质量的10%～30%。

本发明提供了一种选择性氯化的方法，包括：A）在催化剂条件下，将式（I）结构的化合物、碱性化合物、水与氯化试剂混合，进行氯化反应，得到式（II）结构的化合物；所述催化剂为酰胺类化合物或吡啶类化合物；所述氯化试剂为双氧水盐酸体系或次氯酸钠。与现有技术相比，首先，本发明采用双氧水盐酸体系或次氯酸钠为氯化试剂，并且采用水相氯化法进行氯化，提高了氯化反应的选择性，通过分离即可得到合格产品，使氯化方法安全，也减少了对环境的污染，对设备的腐蚀；其次，通过加入酰胺类化合物或吡啶类化合物为催化剂，提高了氯化反应的收率。

实验结果表明，本发明氯化反应的收率可达到95%以上，纯度可达到97%以上。

附图说明

图1为本发明实施例1中制备得到的2-甲-4-氯原药的高效液相色谱图。

具体实施方式

本发明提供了一种选择性氯化的方法，包括：A）在催化剂条件下，将式（I）结构的化合物、碱性化合物、水与氯化试剂混合，进行氯化反应，得到式（II）结构的化合物；所述催化剂为酰胺类化合物或吡啶类化合物；所述氯化试剂为双氧水盐酸体系或次氯酸钠；

其中，n为1～8的整数，优选为1～4；R为H或烷基，优选为H或C1～C6的烷基，更优选为H、甲基、乙基或丙基；再优选为H或甲基。

本发明中所述原料均为市售即可，并无特殊的限制。

所述碱性化合物为本领域技术人员熟知的碱性化合物即可，并无特殊的限制，本发明中优选为碱金属氢氧化物或碱金属碳酸盐，更优选为氢氧化钠或碳酸钠。

所述氯化试剂为双氧水盐酸体系或次氯酸钠，优选为次氯酸钠。

式（I）结构的化合物、碱性化合物、水与氯化试剂混合，所述混合的步骤具体为：将式（I）结构的化合物、碱性化合物与水混合，得到混合溶液，然后滴加氯化试剂，优选滴加次氯酸钠溶液，所述次氯酸钠的浓度优选为8%～20%，更优选为10%～15%。其中所述式（I）结构的化合物的质量为混合液质量的10%～30%，更优选为10%～20%；所述式（I）结构的化合物与碱性化合物的摩尔比优选为1：（0.5～1.5）。

滴加氯化试剂，在催化剂的作用下，进行氯化反应，所述催化剂为酰胺类化合物或吡啶类化合物，更优选为二甲基甲酰胺、4-（二甲氨基）吡啶、甲酰胺、乙酰胺与丙酰胺中的一种或几种；所述催化剂的用量优选为式（I）结构的化物质量的1%～5%，更优选为1%～3%，再优选为1%～2%；所述催化剂优选在滴加氯化试剂前加入。在催化剂的作用下，可提高氯化反应的收率。

本发明优选还包括：在氯化反应过程中，用酸控制反应体系的pH值为4～9，优选为5～9，更优选为5～7。所述酸为本领域技术人员熟知的无机酸即可，并无特殊的限制，本发明中优选为硝酸、盐酸或硫酸。

所述氯化反应的温度优选为10℃～50℃，更优选为10℃～30℃。氯化反应的过程中优选用高效液相色谱进行监控，反应终点的确定为式（I）结构化合物液相归一小于或等于1.0%。

氯化反应结束后，优选还包括：将反应体系在65℃～75℃条件下酸化至pH值小于或等于1，然后降温过滤，烘干后得到式（II）结构的化合物。所述酸化优选采用盐酸或硫酸进行。

本发明采用双氧水盐酸体系或次氯酸钠为氯化试剂，并且采用水相氯化法进行氯化，提高了氯化反应的选择性，通过分离即可得到合格产品，使氯化方法安全，也减少了对环境的污染，对设备的腐蚀。

实验结果表明，本发明氯化反应的收率可达到95%以上，纯度可达到97%以上。

为了进一步说明本发明，以下结合实施例对本发明提供的一种选择性氯化的方法进行详细描述。

以下实施例中所用的试剂均为市售。

实施例1

将32g（98%，0.193mol）邻甲苯氧乙酸、24.1g（0.193mol）32%氢氧化钠溶液与260g水加至1000ml四口反应瓶中，室温下搅拌均匀，然后将反应瓶浸入25℃水浴中，加入0.5g乙酰胺，再匀速滴加10%的次氯酸钠溶液，同时滴加适量的30%的盐酸，控制反应体系的pH值为6～9，待滴加完理论量的次氯酸钠溶液后取样，使用高效液相色谱检测反应结果，当邻甲苯氧乙酸的液相归一≤1.0%时，停止滴加，将反应液在65℃的条件下加盐酸酸化至pH≤1，降温抽滤并烘干，得到2-甲-4-氯原药38.1g，收率为95.6%，纯度为98.65%。

利用高效液相色谱仪对实施例1中得到的2-甲-4-氯原药进行分析，得到其高效液相色谱图如图1所示，其分析结果如表1所示。

表1高效液相色谱图分析结果

实施例2

将32g（98%，0.193mol）邻甲苯氧乙酸、24.1g（0.193mol）32%氢氧化钠溶液与260g水加至1000ml四口反应瓶中，室温下搅拌均匀，然后将反应瓶浸入25℃水浴中，加入1.5g DMF，再匀速滴加12%的次氯酸钠溶液，同时滴加适量的30%的盐酸，控制反应体系的pH值为5～7，待滴加完理论量的次氯酸钠溶液后取样，使用高效液相色谱检测反应结果，当邻甲苯氧乙酸的液相归一≤1.0%时，停止滴加，将反应液在65℃的条件下加盐酸酸化至pH≤1，降温抽滤并烘干，得到2-甲-4-氯原药37.9g，收率为95.3%，纯度为97.4%。

实施例3

将32g（98%，0.193mol）邻甲苯氧乙酸、24.1g（0.193mol）32%氢氧化钠溶液与260g水加至1000ml四口反应瓶中，室温下搅拌均匀，然后将反应瓶浸入25℃水浴中，加入1.0g丙酰胺，再匀速滴加12%的次氯酸钠溶液，同时滴加适量的30%的盐酸，控制反应体系的pH值为5～7，待滴加完理论量的次氯酸钠溶液后取样，使用高效液相色谱检测反应结果，当邻甲苯氧乙酸的液相归一≤1.0%时，停止滴加，将反应液在65℃的条件下加盐酸酸化至pH≤1，降温抽滤并烘干，得到2-甲-4-氯原药38.2g，收率为95.9%，纯度为97.3%。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种选择性氯化的方法，其特征在于，包括：

A)将式(I)结构的化合物、碱性化合物、水与氯化试剂混合，在催化剂作用下，进行氯化反应，得到式(II)结构的化合物；所述氯化试剂为次氯酸钠；

其中，n为1～8的整数，R为H或C1～C6的烷基；

所述催化剂为4-(二甲氨基)吡啶或催化剂为甲酰胺、乙酰胺与丙酰胺中的一种或几种。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤A)还包括：在氯化反应过程中，用酸控制反应体系的pH值为4～9。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述n为1～4的整数。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述R为H或甲基。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述碱性化合物为碱金属氢氧化物或碱金属碳酸盐。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述催化剂的质量为式(I)结构的化合物质量的1％～5％。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氯化反应的温度为10℃～50℃。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤A)具体为：

将式(I)结构的化合物、碱性化合物与水混合，得到混合溶液，然后滴加氯化试剂，在催化剂作用下，进行氯化反应，得到式(II)结构的化合物；所述氯化试剂为次氯酸钠。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述式(I)结构的化合物的质量为混合溶液质量的10％～30％。