CN105753751A - 一种高纯度苯磺酰氯的合成方法 - Google Patents

一种高纯度苯磺酰氯的合成方法 Download PDF

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    • C07C303/02—Preparation of esters or amides of sulfuric acids; Preparation of sulfonic acids or of their esters, halides, anhydrides or amides of sulfonic acids or halides thereof
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    • C07C303/42—Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives
    • C07C303/44—Separation; Purification

Abstract

本发明公开了一种高纯度苯磺酰氯的合成方法，包括如下步骤：（1）磺化反应；（2）继续反应；（3）酸洗；（4）水洗；（5）精馏。所得的苯磺酰氯的外观为无色透明油状液体，收率为85～92%。本发明一种高纯度苯磺酰氯的合成方法，工艺简单，容易实现，其通过合理的原料配比、反应条件和酸洗工艺的设计，一方面提高了苯磺酰氯的产量和产品质量，另一方面，避免大量氯化氢气体瞬间产生，提高了工艺的安全性能；另外，所产生的氯化氢气体制成可销售的盐酸，不仅改善了工作换将，还产生了一定的经济效益。

Description

一种高纯度苯磺酰氯的合成方法
技术领域
本发明涉及有机物合成领域，特别是涉及一种高纯度苯磺酰氯的合成方法。
背景技术
苯磺酰氯是一种用途广泛的化学中间体，用于制备磺酰胺及鉴定各种胺类。工业苯磺酰氯的合成以苯和氯磺酸为原料，经磺化提纯而得。现行苯磺酰氯的合成方法为采用过量的磺酰氯和苯进行磺化反应，反应结束后用水洗破坏过量的磺酰氯，再用碱洗中和，该工艺存在如下问题：1、由于氯磺酸是一种强酸，遇水会立即分解放出大量气体和热量，容易发生事故；2、磺化反应温度高，苯基砜等副产物含量高，导致苯磺酰氯的收率低，仅为40～50%。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种高纯度苯磺酰氯的合成方法，能够解决现有合成苯磺酰氯存在的上述问题。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种高纯度苯磺酰氯的合成方法，包括如下步骤：
（1）磺化反应：向带加热搅拌功能的反应釜中加入氯磺酸，在搅拌状态下，采用恒压滴液漏斗向反应釜内滴加与所述氯磺酸呈一定摩尔比例的纯苯，在恒定温度下保温反应至反应完全，产生的氯化氢气体经冷凝、二级降膜吸收制成盐酸溶液；
（2）加入氯化钠：向步骤（1）中磺化反应充分的混合液中加入一定量的氯化钠，搅拌状态下继续在步骤（1）中的温度下恒温反应一段时间，产生的化氢气体经冷凝、二级降膜吸收制成盐酸溶液；
（3）酸洗：向步骤（2）中反应后的溶液中加入酸液，在恒定温度下搅拌酸洗一段时间，然后静置分层；
（4）水洗：取步骤（3）中酸洗静置后的上层溶液，加入适量蒸馏水洗涤，静置；中层溶液和下层溶液分别收集置入副产物罐和硫酸溶液罐中；
（5）精馏：取步骤（4）中水洗静置溶液的下层置入精馏釜内，在一定温度下减压精馏，收集150℃/-0.098MPa的馏分，为苯磺酰氯纯品。
在本发明一个较佳实施例中，所述步骤（1）中，所述氯磺酸和纯苯的摩尔比例为3.8～4.3：1；所述纯苯的滴加速率为1～3ml/min；所述反应温度为20～30℃，反应时间为1～3h。
在本发明一个较佳实施例中，所述步骤（2）中，所述氯化钠的加入量为8～10g；所述反应时间为10～30min。
在本发明一个较佳实施例中，所述步骤（1）和（2）中，所述盐酸溶液的质量浓度为38%。
在本发明一个较佳实施例中，所述步骤（3）中，所述酸液的质量浓度为50～60%，所述酸液为盐酸、硫酸或废酸；所述酸洗温度小于30℃，时间为20～40min。
在本发明一个较佳实施例中，所述步骤（5）中，所述减压精馏的温度为200～250℃。
在本发明一个较佳实施例中，所述搅拌速率为100～300r/min。
在本发明一个较佳实施例中，所述苯磺酰氯的外观为无色透明油状液体，收率为85～92%。
本发明的有益效果是：本发明一种高纯度苯磺酰氯的合成方法，工艺简单，容易实现，其通过合理的原料配比、反应条件和酸洗工艺的设计，一方面提高了苯磺酰氯的产量和产品质量，另一方面，避免大量氯化氢气体瞬间产生，提高了工艺的安全性能；另外，所产生的氯化氢气体制成可销售的盐酸，不仅改善了工作换将，还产生了一定的经济效益。
附图说明
图1是本发明一种高纯度苯磺酰氯的合成方法一较佳实施例的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
请参阅图1，本发明实施例包括：
实施例1
一种高纯度苯磺酰氯的合成方法，包括如下步骤：
（1）磺化反应：以摩尔比例为3.8：1的氯磺酸和纯苯为原料，先将氯磺酸加入带加热搅拌功能的反应釜中，在搅拌速率为100r/min的搅拌状态下，再采用恒压滴液漏斗以1ml/min的滴加速率滴加纯苯，在20℃下保温反应2h至反应完全，产生的氯化氢气体经冷凝、二级降膜吸收制成质量浓度为38%盐酸溶液；
（2）加入氯化钠：向步骤（1）中磺化反应充分的混合液中加入10g干燥的氯化钠，在搅拌速率为300r/min的搅拌状态下继续在20℃的温度下恒温反应30min，产生的氯化氢气体经冷凝、二级降膜吸收制成质量浓度为38%的盐酸溶液；氯化钠会和一部分副产物反应，生成苯磺酰氯，这不仅减少了副产物的生成，而且还提高了产率；
（3）酸洗：向步骤（2）中反应后的溶液中加入质量浓度为60%的废酸液，在30℃以下恒定温度下以200r/min的速率搅拌酸洗20min，然后静置分层；
（4）水洗：取步骤（3）中酸洗静置后的上层溶液，加入适量蒸馏水洗涤，静置；中层溶液和下层溶液分别收集置入副产物罐和硫酸溶液罐中，其中，硫酸溶液罐中的硫酸溶液可用作酸洗的酸液，实现循环利用；
（5）精馏：取步骤（4）中水洗静置溶液的下层置入精馏釜内，在250℃的温度下减压精馏，收集150℃/-0.098MPa的馏分，为苯磺酰氯纯品。
实施例2
一种高纯度苯磺酰氯的合成方法，包括如下步骤：
（1）磺化反应：以摩尔比例为4.3：1的氯磺酸和纯苯为原料，先将氯磺酸加入带加热搅拌功能的反应釜中，在搅拌速率为100r/min的搅拌状态下，再采用恒压滴液漏斗以3ml/min的滴加速率滴加纯苯，在30℃下保温反应1h至反应完全，产生的氯化氢气体经冷凝、二级降膜吸收制成质量浓度为38%盐酸溶液；
（2）加入氯化钠：向步骤（1）中磺化反应充分的混合液中加入8g干燥的氯化钠，在搅拌速率为300r/min的搅拌状态下继续在30℃的温度下恒温反应10min，产生的氯化氢气体经冷凝、二级降膜吸收制成质量浓度为38%的盐酸溶液；氯化钠会和一部分副产物反应，生成苯磺酰氯，这不仅减少了副产物的生成，而且还提高了产率；
（3）酸洗：向步骤（2）中反应后的溶液中加入质量浓度为50%的硫酸液，在30℃以下恒定温度下以200r/min的速率搅拌酸洗20min，然后静置分层；
（4）水洗：取步骤（3）中酸洗静置后的上层溶液，加入适量蒸馏水洗涤，静置；中层溶液和下层溶液分别收集置入副产物罐和硫酸溶液罐中；
（5）精馏：取步骤（4）中水洗静置溶液的下层置入精馏釜内，在200℃的温度下减压精馏，收集150℃/-0.098MPa的馏分，为苯磺酰氯纯品。
实施例3
一种高纯度苯磺酰氯的合成方法，包括如下步骤：
（1）磺化反应：以摩尔比例为4.0：1的氯磺酸和纯苯为原料，先将氯磺酸加入带加热搅拌功能的反应釜中，在搅拌速率为100r/min的搅拌状态下，再采用恒压滴液漏斗以2ml/min的滴加速率滴加纯苯，在25℃下保温反应3h至反应完全，产生的氯化氢气体经冷凝、二级降膜吸收制成质量浓度为38%盐酸溶液；
（2）加入氯化钠：向步骤（1）中磺化反应充分的混合液中加入10g干燥的氯化钠，在搅拌速率为300r/min的搅拌状态下继续在25℃的温度下恒温反应20min，产生的氯化氢气体经冷凝、二级降膜吸收制成质量浓度为38%的盐酸溶液；氯化钠会和一部分副产物反应，生成苯磺酰氯，这不仅减少了副产物的生成，而且还提高了产率；
（3）酸洗：向步骤（2）中反应后的溶液中加入质量浓度为55%的盐酸液，在20℃以下恒定温度下以200r/min的速率搅拌酸洗40min，然后静置分层；
（4）水洗：取步骤（3）中酸洗静置后的上层溶液，加入适量蒸馏水洗涤，静置；中层溶液和下层溶液分别收集置入副产物罐和硫酸溶液罐中；
（5）精馏：取步骤（4）中水洗静置溶液的下层置入精馏釜内，在200℃的温度下减压精馏，收集150℃/-0.098MPa的馏分，为苯磺酰氯纯品。
上述方法得到的苯磺酰氯产品，其外观为无色透明油状液体，收率为85～92%。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种高纯度苯磺酰氯的合成方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）磺化反应：向带加热搅拌功能的反应釜中加入氯磺酸，在搅拌状态下，采用恒压滴液漏斗向反应釜内滴加与所述氯磺酸呈一定摩尔比例的纯苯，在恒定温度下保温反应至反应完全，产生的氯化氢气体经冷凝、二级降膜吸收制成盐酸溶液；
（2）继续反应：向步骤（1）中磺化反应充分的混合液中加入一定量的氯化钠，搅拌状态下继续在步骤（1）中的温度下恒温反应一段时间，产生的化氢气体经冷凝、二级降膜吸收制成盐酸溶液；
（3）酸洗：向步骤（2）中反应后的溶液中加入酸液，在恒定温度下搅拌酸洗一段时间，然后静置分层；
（4）水洗：取步骤（3）中酸洗静置后的上层溶液，加入适量蒸馏水洗涤，静置；中层溶液和下层溶液分别收集置入副产物罐和硫酸溶液罐中；
（5）精馏：取步骤（4）中水洗静置溶液的下层置入精馏釜内，在一定温度下减压精馏，收集150℃/-0.098MPa的馏分，为苯磺酰氯纯品。
2.根据权利要求1所述的高纯度苯磺酰氯的合成方法，其特征在于，所述步骤（1）中，所述氯磺酸和纯苯的摩尔比例为3.8～4.3：1；所述纯苯的滴加速率为1～3ml/min；所述反应温度为20～30℃，反应时间为1～3h。
3.根据权利要求1所述的高纯度苯磺酰氯的合成方法，其特征在于，所述步骤（2）中，所述氯化钠的加入量为8～10g；所述反应时间为10～30min。
4.根据权利要求1所述的高纯度苯磺酰氯的合成方法，其特征在于，所述步骤（1）和（2）中，所述盐酸溶液的质量浓度为38%。
5.根据权利要求1所述的高纯度苯磺酰氯的合成方法，其特征在于，所述步骤（3）中，所述酸液的质量浓度为50～60%，所述酸液为盐酸、硫酸或废酸；所述酸洗温度小于30℃，时间为20～40min。
6.根据权利要求1所述的高纯度苯磺酰氯的合成方法，其特征在于，所述步骤（5）中，所述减压精馏的温度为200～250℃。
7.根据权利要求1所述的高纯度苯磺酰氯的合成方法，其特征在于，所述搅拌速率为100～300r/min。
8.根据权利要求1至7任一项所述的高纯度苯磺酰氯的合成方法，其特征在于，所述苯磺酰氯的外观为无色透明油状液体，收率为85～92%。
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