CN105669364A - 一种合成溴代甲苯的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种合成溴代甲苯的方法，属于一种绿色溴代的化工技术领域。该合成溴代甲苯的方法以氢溴酸、次氯酸钠生成的高活性氯化溴为溴源，以三氯化铁为催化剂，在水溶液中和甲苯反应，高选择性的制备对溴甲苯。本发明的合成对溴甲苯方法以绿色化工要求为指导，用易得、安全、低成本的原料在水相中高选择性、高原子利用率的合成了对溴甲苯，为进一步制备高纯对溴甲苯提供了便利。

Description

一种合成溴代甲苯的方法
技术领域
本发明涉及一种合成溴代甲苯的方法，属于一种绿色溴代的化工技术领域。
背景技术
溴代甲苯合成的传统工艺是甲苯和液溴在催化剂作用下溴代，异构体P:O6.5-7.5:2.5-3.5,难于分离，反应温度70℃以上，还有间位异构体和二取代产物，纯化不易；另外液溴高毒、危险性大，副产氢溴酸，原子利用率30～35％(以对溴甲苯计)。
另一工艺为对甲基苯胺经重氮化后，在溴化亚铜作用下溴代(放氮)生成对溴甲苯(重氮化工艺是本质不安全工艺)；工艺繁杂、成本高、污染大，不安全。
发明内容
本发明解决的技术问题是：提出一种易得、安全、低成本的原料在水相中高选择性、高原子利用率的合成对溴甲苯方法。
为了解决上述技术问题，本发明提出的技术方案是：一种合成溴代甲苯的方法，室温下，以氢溴酸、次氯酸钠生成的高活性氯化溴为溴源，以三氯化铁为催化剂，在水溶液和甲苯反应，高选择性的制备对溴甲苯，具体操作步骤如下：
(1)将三氯化铁、甲苯、质量分数为15±2％的氢溴酸水溶液加入反应瓶中；
(2)在室温，搅拌下滴入质量分数为10±2％次氯酸钠水溶液，滴加过程温度维持在26±3℃；
(3)滴加毕，保温反应1～2小时；
(4)静置、分相，有机相水洗、用质量分数为5％碳酸氢钠水溶液洗，再水洗至中性；
(5)精馏分去甲苯，得溴代甲苯，其中对溴甲苯的质量分数≥97％，邻溴甲苯的质量分数为1.5～2.5％，甲苯的质量分数<1％；氯代甲苯未检出；
(6)溴原子利用率98％以上，选择性97％以上；
(7)所述步骤5分出的甲苯可以回到所述步骤1中作为反应原料。
优选的，次氯酸钠和氢溴酸的摩尔比为1.01:1.02。
优选的，所述步骤2中的反应温度为26℃。
优选的，所述步骤1中反应催化剂三氯化铁和氢溴酸的摩尔比为0.01～0.02:1.02。
优选的，所述步骤1甲苯和氢溴酸的摩尔比为2～3:1.02。
优选的，合成溴代甲苯的方法：具体操作步骤如下：
(1)将1～2％摩尔三氯化铁、2～3摩尔甲苯、1.02摩尔的质量分数为15±2％的氢溴酸水溶液加入反应瓶中；
(2)在室温，搅拌下滴入1.01摩尔的质量分数为10±2％次氯酸钠水溶液，滴加过程温度维持在26℃；
(3)滴加毕，保温反应1～2小时；
(4)静置、分相，有机相水洗、用质量分数为5％碳酸氢钠水溶液洗，再水洗至中性；
(5)精馏分去甲苯，得溴代甲苯，其中对溴甲苯的质量分数为≥97％，邻溴甲苯的质量分数为1.5～2.5％，甲苯的质量分数为<1％；氯代甲苯未检出；
(6)溴原子利用率98％以上，选择性97％以上；
(7)所述步骤5分出的甲苯可以回到所述步骤1中作为反应原料。
本发明的有益效果。
本发明的合成对溴甲苯方法以绿色化工要求为指导，用易得、安全、低成本的原料在水相中高选择性、高原子利用率的合成了对溴甲苯，为进一步制备高纯对溴甲苯提供了便利。
具体实施方式
实施例1
一种合成溴代甲苯的方法，室温下，以氢溴酸、次氯酸钠生成的高活性氯化溴为溴源，以三氯化铁为催化剂，在水溶液和甲苯反应，高选择性的制备对溴甲苯，具体操作步骤如下：
(1)0.01摩尔三氯化铁、2摩尔甲苯、1.02摩尔的质量分数为15±2％的氢溴酸水溶液加入反应瓶中；
(2)室温，搅拌下滴入1.01摩尔的10±2％次氯酸钠溶液，滴加过程温度维持在26℃。
(3)滴加毕，保温反应1小时。
(4)静置、分相，有机相水洗、5％碳酸氢钠溶液洗，再水洗至中性。
(5)精馏分去甲苯，得溴代甲苯，其中对溴甲苯的质量分数为98％，邻溴甲苯质量分数为1.5％，甲苯质量分数为<1％；氯代甲苯未检出。
(6)溴原子利用率99％，选择性98％。
(7)所述步骤5分出的甲苯可以回到所述步骤1中作为反应原料。
实施例2
一种合成溴代甲苯的方法，室温下，以氢溴酸、次氯酸钠生成的高活性氯化溴为溴源，以三氯化铁为催化剂，在水溶液和甲苯反应，高选择性的制备对溴甲苯，具体操作步骤如下：
(1)0.02摩尔三氯化铁、3摩尔甲苯、1.02摩尔的质量分数为15±2％的氢溴酸水溶液加入反应瓶中；
(2)室温，搅拌下滴入1.01摩尔的质量分数10±2％次氯酸钠水溶液，滴加过程温度维持在28℃。
(3)滴加毕，保温反应2小时。
(4)静置、分相，有机相水洗、5％碳酸氢钠溶液洗，再水洗至中性。
(5)精馏分去甲苯，得溴代甲苯，其中对溴甲苯的质量分数为98.5％，邻溴甲苯质量分数为1％，甲苯<1％；氯代甲苯未检出。
(6)溴原子利用率99％以上，选择性98％
(7)所述步骤5分出的甲苯可以回到所述步骤1中作为反应原料。
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 (6)

1.一种合成溴代甲苯的方法，其特征在于:室温下，以氢溴酸、次氯酸钠生成的高活性氯化溴为溴源，以三氯化铁为催化剂，在水溶液和甲苯反应，高选择性的制备对溴甲苯，具体操作步骤如下：
(1)将三氯化铁、甲苯、质量分数为15±2％的氢溴酸水溶液加入反应瓶中；
(2)在室温，搅拌下滴入质量分数为10±2％次氯酸钠水溶液，滴加过程温度维持在26±3℃；
(3)滴加毕，保温反应1～2小时；
(4)静置、分相，有机相水洗、用质量分数为5％碳酸氢钠水溶液洗，再水洗至中性；
(5)精馏分去甲苯，得溴代甲苯，其中对溴甲苯的质量分数≥97％，邻溴甲苯的质量分数为1.5～2.5％，甲苯的质量分数<1％；氯代甲苯未检出；
(6)溴原子利用率98％以上，选择性97％以上；
(7)所述步骤5分出的甲苯可以回到所述步骤1中作为反应原料。
2.根据权利要求1所述的合成溴代甲苯的方法，其特征在于：次氯酸钠和氢溴酸的摩尔比为1.01:1.02。
3.根据权利要求1所述的合成溴代甲苯的方法，其特征在于：所述步骤2中的反应温度为26℃。
4.根据权利要求1所述的合成溴代甲苯的方法，其特征在于：所述步骤1中反应催化剂三氯化铁和氢溴酸的摩尔比为0.01～0.02:1.02。
5.根据权利要求1所述的合成溴代甲苯的方法，其特征在于：所述步骤1甲苯和氢溴酸的摩尔比为2～3:1.02。
6.根据权利要求1所述的合成溴代甲苯的方法，其特征在于：具体操作步骤如下：
(1)将1～2％摩尔三氯化铁、2～3摩尔甲苯、1.02摩尔的质量分数为15±2％的氢溴酸水溶液加入反应瓶中；
(2)在室温，搅拌下滴入1.01摩尔的质量分数为10±2％次氯酸钠水溶液，滴加过程温度维持在26℃；
(3)滴加毕，保温反应1～2小时；
(4)静置、分相，有机相水洗、用质量分数为5％碳酸氢钠水溶液洗，再水洗至中性；
(5)精馏分去甲苯，得溴代甲苯，其中对溴甲苯的质量分数为≥97％，邻溴甲苯的质量分数为1.5～2.5％，甲苯的质量分数为<1％；氯代甲苯未检出；
(6)溴原子利用率98％以上，选择性97％以上；
(7)所述步骤5分出的甲苯可以回到所述步骤1中作为反应原料。
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