CN106866351A - 一种间二氯苯的制备方法 - Google Patents

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    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C17/00—Preparation of halogenated hydrocarbons
    • C07C17/093—Preparation of halogenated hydrocarbons by replacement by halogens
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Abstract

本发明涉及一种间二氯苯的制备方法，于苯中加入金属卟啉配合物并通入氯气，于70‑120℃条件下进行氯化反应，所述氯化反应的反应压力为1‑4大气压，反应时间为2‑7h，然后于氯化反应后的混合物中加入固体超强酸，于120‑140℃条件下反应1‑4h，获得所述间二氯苯，所述苯、氯气和金属卟啉配合物的物质的量的比例为1:2.3:0.0001‑0.1。本发明的间二氯苯的制备方法具有转化率高、选择性好和收率高的优点。

Description

一种间二氯苯的制备方法
技术领域
本发明涉及医药中间体的制备，特别涉及一种间二氯苯的制备方法。
背景技术
间二氯苯可用作广谱抗真菌药物咪康唑的中间体，其传统合成方法有：1)间苯二胺与硫酸、亚硝酸钠经重氮化反应，制成重氮盐，再经氯化而成；2)间氯苯胺经重氮化，氯化而成，间氯苯胺重氮化法合成率较低、产能不高；3)间二硝基苯直接催化氯化法；4)苯氯化法，苯氯化法其工艺控制条件较难，且分离效率不高。其中间苯二胺重氮化法合成工艺复杂，已经被淘汰。间二硝基苯氯化法中存在易爆炸物间二硝基苯，合成过程存在很大的安全隐患。此外，间二氯苯的合成方法还有：氯苯副产回收法。
上述间二氯苯的合成方法存在产能低和原料消耗多的缺陷。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种产能高且原料利用率高的间二氯苯的制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种间二氯苯的制备方法，于苯中加入金属卟啉配合物并通入氯气，于70-120℃条件下进行氯化反应，所述氯化反应的反应压力为1-4大气压，反应时间为2-7h，然后于氯化反应后的混合物中加入固体超强酸，于120-140℃条件下反应1-4h，获得所述间二氯苯，所述苯、氯气和金属卟啉配合物的物质的量的比例为1:2.3:0.0001-0.1。
本发明的有益效果在于：
(1)以苯为原料，金属卟啉配合物作为催化剂，通入氯气后在催化剂的作用下进行氯化反应，可通过蒸馏等简单操作得到产率较传统方法高的邻二氯苯；得到邻二氯苯后不需经过分离，直接进行转位反应，采用固体超强酸作为催化剂，具有转化率高、选择性好和收率高的优点；经试验检测，其收率可达90-97％；
(2)制备过程中的两个反应的产物蒸馏分离出后，剩下的残渣(主要成分是催化剂)可以直接用于下一次的反应，例如，可以连续使用20次，同时保证产率和转化率无明显降低，大大提高经济效益，具有非常好的应用前景。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式予以说明。
本发明最关键的构思在于：设计上述氯化反应，提高中间产物邻二氯苯的产率，并于氯化反应后的混合物中加入固体超强酸，以提高原料转化率。
本发明提供一种一种间二氯苯的制备方法，于苯中加入金属卟啉配合物并通入氯气，于70-120℃条件下进行氯化反应，所述氯化反应的反应压力为1-4大气压，反应时间为2-7h，然后于氯化反应后的混合物中加入固体超强酸，于120-140℃条件下反应1-4h，获得所述间二氯苯，所述苯、氯气和金属卟啉配合物的物质的量的比例为1:2.3:0.0001-0.1。
从上述描述可知，本发明的有益效果在于：
(1)以苯为原料，金属卟啉配合物作为催化剂，通入氯气后在催化剂的作用下进行氯化反应，可通过蒸馏等简单操作得到产率较传统方法高的邻二氯苯；得到邻二氯苯后不需经过分离，直接进行转位反应，采用固体超强酸作为催化剂，具有转化率高、选择性好和收率高的优点；经试验检测，其收率可达90-97％；
(2)制备过程中的两个反应的产物蒸馏分离出后，剩下的残渣(主要成分是催化剂)可以直接用于下一次的反应，例如，可以连续使用20次，同时保证产率和转化率无明显降低，大大提高经济效益，具有非常好的应用前景。
进一步的，所述金属卟啉配合物为不同取代基的5,10,15,20-四苯基金属卟啉。
由上述描述可知，作为一具体的选择实例，金属卟啉配合物为不同取代基的5,10,15,20-四苯基金属卟啉，其中，金属离子可以为铁、锰、钴、铑或铱，或者其他金属离子。
例如，所述金属卟啉配合物的结构式可为下述结构式1-3：
结构式1：
结构式2：
结构式3：
进一步的，所述固体超强酸为S2O8 2--ZrO2-AlCl3-Al2O3。
由上述描述可知，固体超强酸即为SO4 2-/MxOy型固体酸。作为一具体的选择实例，固体超强酸为S2O8 2--ZrO2-AlCl3-Al2O3。具有优异的催化效果，且价格低廉，在反应体系中易于分离。
进一步的，所述固体超强酸的物质的量为苯的1-15mol％。
由上述描述可知，作为一具体的工艺实例，固体超强酸的物质的量为1-15mol％。控制上述固体超强酸的含量有利于减小副产物的生成，提高反应效率，节约成本。
进一步的，所述金属卟啉配合物负载在活性炭上。
由上述描述可知，作为一具体的工艺实例，金属卟啉配合物可以负载在活性炭上，进而更好的催化上述氯化反应的进行。
进一步的，将氯化反应后的混合物先进行蒸馏，再于蒸馏后的馏出物中加入所述固体超强酸。
进一步的，氯化反应后的混合物蒸馏去除馏出物后，将剩余的混合物加入至通入有氯气的苯中。
由上述描述可知，作为一具体的工艺实例，氯化反应后，可从产物中蒸馏出氯化反应的氯化液，剩余的残渣不需经过处理便可直接用于下一次反应，可实现连续反应。
进一步的，将所述馏出物先进行氯化反应，然后再加入所述固体超强酸。
进一步的，将所述馏出物先依次进行洗涤、干燥和精馏，再进行氯化反应。
由上述描述可知，作为一具体的工艺实例，蒸馏后的混合物(主要是邻二氯苯和少量氯苯)，可进行洗涤和干燥；然后进行再次蒸馏或精馏，可得到氯苯和邻二氯苯的成品。氯苯作为分离液投料，继续氯化得到邻二氯苯，然后再进行分离。可以进一步提高原料的利用率。
进一步的，用水吸收所述氯气。
由上述描述可知，作为一具体的工艺实例，可用水来吸收氯气，产生的氯化氢可制备31％盐酸溶液，用于外售，具有充分利用原料、避免浪费的优点；进一步的，所用水的量为苯质量的2.08倍，制备的盐酸溶液质量为苯质量的3.01倍。控制上述水的量既能保证反应副产物氯化氢的完全吸收，又能控制所生成盐酸溶液的浓度。
实施例一：
本实施例的间二氯苯的制备方法，于苯中加入金属卟啉配合物并通入氯气，于70℃条件下进行氯化反应，所述氯化反应的反应压力为1个大气压，反应时间为2h，然后于氯化反应后的混合物中加入固体超强酸，于120℃条件下反应1h，获得所述间二氯苯，所述苯、氯气和金属卟啉配合物的物质的量的比例为1:2.3:0.0001。其间，可用水吸收氯气，产生的氯化氢可制备31％盐酸溶液，用于外售，所用水的量为苯质量的2.08倍，制备的盐酸溶液质量为苯质量的3.01倍。
氯化反应中，金属卟啉配合物为不同取代基的5,10,15,20-四苯基金属卟啉，金属离子是铁、锰、钴、铑或铱，反应的氯化液从产物中蒸馏出后，剩余残渣不经过处理便可直接用于下一次反应，可实现连续反应。蒸馏后获得的混合物(主要是邻二氯苯，少量氯苯)，经过洗涤、干燥，然后再次蒸馏，可得到包括氯苯和邻二氯苯的成品。氯苯作为分离液投料，通过继续氯化得到邻二氯苯后，再进行分离。
蒸馏后获得的混合物直接进入转位反应釜，在催化剂固体超强酸S2O8 2--ZrO2-AlCl3-Al2O3的催化下，在120℃下密闭反应1小时，可以以90％的收率得到间二氯苯。所用固体超强酸的量为1mol。
实施例二：
本实施例的间二氯苯的制备方法，于苯中加入金属卟啉配合物并通入氯气，于120℃条件下进行氯化反应，所述氯化反应的反应压力为4个大气压，反应时间为7h，然后于氯化反应后的混合物中加入固体超强酸，于140℃条件下反应4h，获得所述间二氯苯，所述苯、氯气和金属卟啉配合物的物质的量的比例为1:2.3:0.1。其间，可用水吸收氯气，产生的氯化氢可制备31％盐酸溶液，用于外售，所用水的量为苯质量的2.08倍，制备的盐酸溶液质量为苯质量的3.01倍。
氯化反应中，金属卟啉配合物为不同取代基的5,10,15,20-四苯基金属卟啉，金属离子是铁、锰、钴、铑或铱，反应的氯化液从产物中蒸馏出后，剩余残渣不经过处理便可直接用于下一次反应，可实现连续反应。蒸馏后获得的混合物(主要是邻二氯苯，少量氯苯)，经过洗涤、干燥，然后再次蒸馏，可得到包括氯苯和邻二氯苯的成品。氯苯作为分离液投料，通过继续氯化得到邻二氯苯后，再进行分离。
蒸馏后获得的混合物直接进入转位反应釜，在催化剂固体超强酸S2O8 2--ZrO2-AlCl3-Al2O3的催化下，在140℃下密闭反应4小时，可以以97％的收率得到间二氯苯。所用催化剂固体超强酸的量为15mol。
实施例三：
本实施例的间二氯苯的制备方法，于苯中加入金属卟啉配合物并通入氯气，于100℃条件下进行氯化反应，所述氯化反应的反应压力为3个大气压，反应时间为5h，然后于氯化反应后的混合物中加入固体超强酸，于130℃条件下反应3h，获得所述间二氯苯，所述苯、氯气和金属卟啉配合物的物质的量的比例为1:2.3:0.01。其间，可用水吸收氯气，产生的氯化氢可制备31％盐酸溶液，用于外售，所用水的量为苯质量的2.08倍，制备的盐酸溶液质量为苯质量的3.01倍。
氯化反应中，金属卟啉配合物为不同取代基的5,10,15,20-四苯基金属卟啉，金属离子是铁、锰、钴、铑或铱，反应的氯化液从产物中蒸馏出后，剩余残渣不经过处理便可直接用于下一次反应，可实现连续反应。蒸馏后获得的混合物(主要是邻二氯苯，少量氯苯)，经过洗涤、干燥，然后再次蒸馏，可得到包括氯苯和邻二氯苯的成品。氯苯作为分离液投料，通过继续氯化得到邻二氯苯后，再进行分离。
蒸馏后获得的混合物直接进入转位反应釜，在催化剂固体超强酸S2O8 2--ZrO2-AlCl3-Al2O3的催化下，在130℃下密闭反应2小时，可以以95％的收率得到间二氯苯。所用催化剂固体超强酸的量为1-15mol。
实施例四
将78公斤苯和0.1公斤催化剂(5,10,15,20-四苯基铁卟啉)加入反应装置中，通入145公斤氯气进行反应。用适量水吸收氯化氢。氯化液经过蒸馏得到氯苯和邻二氯苯混合物，混合物用5％氢氧化钠容易洗涤，干燥后，进行精馏，分离得邻二氯苯135公斤以及少量氯苯。反应釜中的残渣直接用于后续反应。
实施例五
将78公斤苯和实施例1中的蒸馏后的残渣【主要是催化剂(5,10,15,20-四苯基铁卟啉)】加入反应装置中，通入145公斤氯气进行反应。用适量水吸收氯化氢。氯化液经过蒸馏得到氯苯和邻二氯苯混合物，混合物用5％氢氧化钠容易洗涤，干燥后，进行精馏，分离得邻二氯苯132公斤以及少量氯苯。反应釜中的残渣直接用于后续反应。
实施例六
将78公斤苯和实施例2中的蒸馏后的残渣【主要是催化剂(5,10,15,20-四苯基铁卟啉)】加入反应装置中，通入145公斤氯气进行反应。用适量水吸收氯化氢。氯化液经过蒸馏得到氯苯和邻二氯苯混合物，混合物用5％氢氧化钠容易洗涤，干燥后，进行精馏，分离得邻二氯苯133公斤以及少量氯苯。反应釜中的残渣直接用于后续反应。
实施例七
将78公斤苯和0.09公斤催化剂(5,10,15,20-四苯基锰卟啉)加入反应装置中，通入148公斤氯气进行反应。用适量水吸收氯化氢。氯化液经过蒸馏得到氯苯和邻二氯苯混合物，混合物用5％氢氧化钠容易洗涤，干燥后，进行精馏，分离得邻二氯苯130公斤以及少量氯苯。反应釜中的残渣直接用于后续反应。
实施例八
将78公斤苯和实施例4中的蒸馏后的残渣【主要是催化剂(5,10,15,20-四苯基锰卟啉)】加入反应装置中，通入148公斤氯气进行反应。用适量水吸收氯化氢。氯化液经过蒸馏得到氯苯和邻二氯苯混合物，混合物用5％氢氧化钠容易洗涤，干燥后，进行精馏，分离得邻二氯苯130公斤以及少量氯苯。反应釜中的残渣直接用于后续反应。
实施例九
将78公斤苯和实施例5中的蒸馏后的残渣【主要是催化剂(5,10,15,20-四苯基锰卟啉)】加入反应装置中，通入148公斤氯气进行反应。用适量水吸收氯化氢。氯化液经过蒸馏得到氯苯和邻二氯苯混合物，混合物用5％氢氧化钠容易洗涤，干燥后，进行精馏，分离得邻二氯苯128公斤以及少量氯苯。反应釜中的残渣直接用于后续反应。
实施例十
将100公斤邻二氯苯和1公斤催化剂S2O8 2--ZrO2-AlCl3-Al2O3加入反应装置中，氮气保护以及密闭条件下，100℃下搅拌2小时，反应完后，直接进行精馏，分离得间二氯苯95公斤。反应釜中的残渣直接用于后续反应。
实施例十一
将100公斤邻二氯苯和实施例7中的蒸馏残渣(大约1公斤催化剂S2O8 2--ZrO2-AlCl3-Al2O3)加入反应装置中，氮气保护以及密闭条件下，120℃下搅拌2小时，反应完后，直接进行精馏，分离得间二氯苯93公斤。反应釜中的残渣直接用于后续反应。
实施例十二
将100公斤邻二氯苯和实施例8中的蒸馏残渣(大约1公斤催化剂S2O8 2--ZrO2-AlCl3-Al2O3)加入反应装置中，氮气保护以及密闭条件下，120℃下搅拌2.5小时，反应完后，直接进行精馏，分离得间二氯苯94公斤。反应釜中的残渣直接用于后续反应。
综上所述，本发明提供的间二氯苯的制备方法具有转化率高、选择性好和收率高的优点。
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内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种间二氯苯的制备方法，其特征在于，于苯中加入金属卟啉配合物并通入氯气，于70-120℃条件下进行氯化反应，所述氯化反应的反应压力为1-4大气压，反应时间为2-7h，然后于氯化反应后的混合物中加入固体超强酸，于120-140℃条件下反应1-4h，获得所述间二氯苯，所述苯、氯气和金属卟啉配合物的物质的量的比例为1:2.3:0.0001-0.1。
2.根据权利要求1所述的间二氯苯的制备方法，其特征在于，所述金属卟啉配合物为不同取代基的5,10,15,20-四苯基金属卟啉。
3.根据权利要求1所述的间二氯苯的制备方法，其特征在于，所述固体超强酸为S2O8 2--ZrO2-AlCl3-Al2O3。
4.根据权利要求1所述的间二氯苯的制备方法，其特征在于，所述固体超强酸的物质的量为1-15mol％。
5.根据权利要求1所述的间二氯苯的制备方法，其特征在于，所述金属卟啉配合物负载在活性炭上。
6.根据权利要求1所述的间二氯苯的制备方法，其特征在于，将氯化反应后的混合物先进行蒸馏，再于蒸馏后的馏出物中加入所述固体超强酸。
7.根据权利要求6所述的间二氯苯的制备方法，其特征在于，氯化反应后的混合物蒸馏去除馏出物后，将剩余的混合物加入至通入有氯气的苯中。
8.根据权利要求6所述的间二氯苯的制备方法，其特征在于，将所述馏出物先进行氯化反应，然后再加入所述固体超强酸。
9.根据权利要求6所述的间二氯苯的制备方法，其特征在于，将所述馏出物先依次进行洗涤、干燥和精馏，再进行氯化反应。
10.根据权利要求1所述的间二氯苯的制备方法，其特征在于，用水吸收所述氯气。
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