CN107043321B - 一种高选择性合成2,3-二氯苯甲醛的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高选择性合成2,3‑二氯苯甲醛的方法。所述方法通过在偶氮腈类化合物的催化作用下，以2,3‑二氯甲苯为原料，溴素和双氧水为辅料，1,2‑二氯乙烷为溶剂，溴化制备2,3‑二氯苄叉二溴，再在溴化氢的水溶液中，在2,3‑二氯苄叉二溴中加入辅助溶剂N,N‑二甲基乙酰胺，催化水解得到2,3‑二氯苯甲醛。本发明方法原料转化率高、选择性高，降低了副产物的产生，制得的产品纯度超过99.5％，总收率超过75％，并且提高了溴素原子利用率，反应温和，工艺过程高效低污染可持续，无氮氧化物排放，实现了2,3‑二氯苯甲醛的绿色生产。
Description
技术领域
本发明属于精细有机化工合成领域，具体涉及一种高选择性合成2,3-二氯苯甲醛的方法。
背景技术
2,3-二氯苯甲醛是一种重要的精细有机化工产品，在医药和染料中具有广泛的用途，是合成抗高血压新药非洛地平的中间体以及染料的中间体。
2,3-二氯苯甲醛作为关键的中间体，其高选择性绿色合成一直是一个挑战性的课题。目前国内的生产方法主要有：(1)2,3-二氯苯胺盐酸盐为原料制备的重氮盐与甲醛肟反应制备2,3-二氯苯甲醛；(2)2,3-二氯甲苯通过光照氯化的方式制备得氯苄经过水解，硝酸氧化的方式制备得2,3-二氯苯甲醛，或者进一步氯化得苄叉二氯一步水解得到2,3-二氯苯甲醛；(3)2,3-二氯甲苯为原料，采用硝化的方式制得2,3-二氯苯基硝基甲烷，再通过高锰酸钾氧化制备得2,3-二氯苯甲醛。以上工艺存在生产控制困难，工艺复杂，条件苛刻等问题。此外上述工艺中原料利用率低，副产物多，成本高，产品质量难以达到要求，工艺环保成本大。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种高选择性合成2,3-二氯苯甲醛的方法。该方法以2,3-二氯甲苯为原料，溴素和双氧水为辅料，以1,2-二氯乙烷为溶剂，在偶氮腈类化合物的催化作用下，溴化得到2,3-二氯苄叉二溴，再在溴化氢水溶液中，在2,3-二氯苄叉二溴中加入辅助溶剂N,N-二甲基乙酰胺，催化水解得到2,3-二氯苯甲醛。
本发明的技术方案如下：
一种高选择性合成2,3-二氯苯甲醛的方法，合成路线如下：
具体步骤如下：
步骤1，将2,3-二氯甲苯、偶氮腈类化合物和1,2-二氯乙烷混合均匀后，升温至70～85℃，滴加溴素，期间间断补加27.5％的双氧水，将反应生成的溴化氢转变成溴素继续用于溴化反应，反应结束后，降至室温，静置分层，除去水相，浓缩有机相得到2,3-二氯苄叉二溴；
步骤2，在2,3-二氯苄叉二溴中加入溴化氢水溶液和辅助溶剂N,N-二甲基乙酰胺催化，升温至130～150℃水解，水解反应结束后，汽提得到粗产物，将粗产物重结晶得到精品2,3-二氯苯甲醛，水解母液直接回收套用。
步骤1中，所述的偶氮腈类化合物作为溴化催化剂，不局限于偶氮二异丁腈，可以是本领域其它常规使用取代基的偶氮腈类化合物。
优选地，步骤1中，所述的溴素与2,3-二氯甲苯的摩尔比为0.5～0.55：1，所述的2,3-二氯甲苯与溶剂1,2-二氯乙烷的质量比为1：2～4。
优选地，步骤1中，所述的2,3-二氯甲苯与27.5％的双氧水的质量比为1.1～1.2：1，所述的2,3-二氯甲苯与偶氮腈类化合物的摩尔比为1：0.05～0.03。
优选地，步骤2中，所述的溴化氢水溶液与2,3-二氯苄叉二溴的质量比为1.5～4:1，所述的溴化氢水溶液的质量分数为8～12％。需要说明的是，将溴化氢水溶液替换为水溶液，反应仍可以进行，但是溴化氢水溶液能够更好的促进反应的进行，同时便于母液的套用。
优选地，步骤2中，所述的辅助溶剂N,N-二甲基乙酰胺与2,3-二氯苄叉二溴的质量比为4～2:1。
优选地，步骤2中，所述的水解反应时间6～10h。
本发明与现有技术相比，具有以下显著优点：
(1)本发明方法制得的产品纯度高，纯度超过99.5％，收率高，总收率超过75％；
(2)本发明由溴化和水解两步反应完成，反应生成的溴化氢能够转化为溴素循环参与反应，提高了溴素的原子利用率，通过辅助溶剂N,N-二甲基乙酰胺代替催化剂催化水解反应的高效进行，水解体系可循环利用绿色无污染，整个工艺过程简单可控，反应温和，减少了有机副产物的生成和无机盐(酸)的排放，工艺过程高效低污染可持续，无氮氧化物排放，节能减排，可根据客户需求分离出高质量的2,3-二氯苄叉二溴，实现了2,3-二氯苯甲醛的绿色生产。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
向1000mL反应釜中加入97.8g的2,3-二氯甲苯，360g1,2-二氯乙烷以及3.9g偶氮二异丁腈，开启搅拌并加热，当料温升至70℃后开始滴加110g溴素，同时滴加27.5％的双氧水108g，反应温度稳定在80℃。经GC检测反应结束以后，反应液通过静置冷却分层，除去水相，有机相浓缩得2,3-二氯苄叉二溴180g。
将溴化得到的产物，投入2000mL的反应釜中，加入9％的溴化氢水溶液360g，加入辅助溶剂N,N-二甲基乙酰胺540g，升温至130～140℃水解8h。通过汽提得到2,3-二氯苯甲醛粗产品，经过重结晶得到精品2,3-二氯苯甲醛81.25g，收率78％，GC纯度99.6％。
实施例2
向1000mL反应釜中加入97.8g的2,3-二氯甲苯，360g1,2-二氯乙烷以及4.1g偶氮二异丁腈，开启搅拌并加热，当料温升至78℃后开始滴加111g溴素，同时滴加27.5％的双氧水110g，反应温度稳定在85℃。经GC检测反应结束以后，反应通过静置冷却分层，除去水相，有机相浓缩得2,3-二氯苄叉二溴182g。
将溴化得到的产物，投入2000mL的反应釜中，加入8％的溴化氢水溶液380g，加入辅助溶剂N,N-二甲基乙酰胺550g，升温至130～140℃水解8h。通过汽提得到2,3-二氯苯甲醛粗产品，经过重结晶得到精品2,3-二氯苯甲醛84g，收率80.6％，GC纯度99.52％。
实施例3
向1000mL反应釜中加入97.8g的2,3-二氯甲苯，350g1,2-二氯乙烷以及4.8g偶氮二异丁腈，开启搅拌并加热，当料温升至76℃后开始滴加113.2g溴素，同时滴加27.5％的双氧水115g，反应温度稳定在85℃。经GC检测反应结束以后，反应通过静置冷却分层，除去水相，有机相浓缩得2,3-二氯苄叉二溴181.7g。
将溴化得到的产物，投入2000mL的反应釜中，加入10％的溴化氢水溶液375g，加入辅助溶剂N,N-二甲基乙酰胺575g，升温至130～140℃水解8h。通过汽提得到2,3-二氯苯甲醛粗产品，经过重结晶得到精品2,3-二氯苯甲醛80.7g，收率77.5％，GC纯度99.63％。
实施例4
向1000mL反应釜中加入97.8g的2,3-二氯甲苯，380g1,2-二氯乙烷以及4.6g偶氮二异丁腈，开启搅拌并加热，当料温升至80℃后开始滴加112.5g溴素，同时滴加27.5％的双氧水117.3g，反应温度稳定在85℃。经GC检测反应结束以后，反应通过静置冷却分层，除去水相，有机相浓缩得2,3-二氯苄叉二溴183g。
将溴化得到的产物，投入2000mL的反应釜中，加入12％的溴化氢水溶液392g，加入辅助溶剂N,N-二甲基乙酰胺568g，升温至130～140℃水解8h。通过汽提得到2,3-二氯苯甲醛粗产品，经过重结晶得到精品2,3-二氯苯甲醛83.4g，收率80.07％，GC纯度99.57％。
对比例1
以N-甲基吡咯烷酮为辅助溶剂。
向1000mL反应釜中加入97.8g的2,3-二氯甲苯，350g1,2-二氯乙烷以及4.8g偶氮二异丁腈，开启搅拌并加热，当料温升至76℃后开始滴加113.2g溴素，同时滴加27.5％的双氧水115g，反应温度稳定在85℃。经GC检测反应结束以后，反应通过静置冷却分层，除去水相，有机相浓缩得2,3-二氯苄叉二溴180.95g。
将溴化得到的产物，投入2000mL的反应釜中，加入10％的溴化氢水溶液375g，加入辅助溶剂N-甲基吡咯烷酮575g，升温至130～140℃水解11h。经GC分析58.86％的苄叉二溴转化为2,3-二氯苯甲醛，通过汽提得到2,3-二氯苯甲醛粗产品，经过重结晶得到精品2,3-二氯苯甲醛44.39g，收率42.6％，GC纯度99.48％。
对比例2
以二甲胺水溶液为辅助溶剂。
向1000mL反应釜中加入97.8g的2,3-二氯甲苯，350g1,2-二氯乙烷以及4.8g偶氮二异丁腈，开启搅拌并加热，当料温升至76℃后开始滴加113.2g溴素，同时滴加27.5％的双氧水115g，反应温度稳定在85℃。经GC检测反应结束以后，反应通过静置冷却分层，除去水相，有机相浓缩得2,3-二氯苄叉二溴180.95g。
将溴化得到的产物，投入2000mL的反应釜中，加入10％的溴化氢水溶液375g，加入辅助溶剂二甲胺水溶液575g，升温至130～140℃水解11h。经GC分析87.58％的苄叉二溴转化为2,3-二氯苯甲醛，通过汽提得到2,3-二氯苯甲醛粗产品，经过重结晶得到精品2,3-二氯苯甲醛70.68g，收率68％，GC纯度99.51％。
Claims (4)
1.一种高选择性合成2,3-二氯苯甲醛的方法，其特征在于，具体步骤如下：向1000mL反应釜中加入97.8g的2,3-二氯甲苯，360g1,2-二氯乙烷以及3.9g偶氮二异丁腈，开启搅拌并加热，当料温升至70℃后开始滴加110g溴素，同时滴加27.5％的双氧水108g，反应温度稳定在80℃，经GC检测反应结束以后，反应液通过静置冷却分层，除去水相，有机相浓缩得2,3-二氯苄叉二溴180g；
将溴化得到的产物，投入2000mL的反应釜中，加入9％的溴化氢水溶液360g，加入辅助溶剂N,N-二甲基乙酰胺540g，升温至130～140℃水解8h，通过汽提得到2,3-二氯苯甲醛粗产品，经过重结晶得到精品2,3-二氯苯甲醛81.25g。
2.一种高选择性合成2,3-二氯苯甲醛的方法，其特征在于，具体步骤如下：
向1000mL反应釜中加入97.8g的2,3-二氯甲苯，360g1,2-二氯乙烷以及4.1g偶氮二异丁腈，开启搅拌并加热，当料温升至78℃后开始滴加111g溴素，同时滴加27.5％的双氧水110g，反应温度稳定在85℃，经GC检测反应结束以后，反应通过静置冷却分层，除去水相，有机相浓缩得2,3-二氯苄叉二溴182g；
将溴化得到的产物，投入2000mL的反应釜中，加入8％的溴化氢水溶液380g，加入辅助溶剂N,N-二甲基乙酰胺550g，升温至130～140℃水解8h，通过汽提得到2,3-二氯苯甲醛粗产品，经过重结晶得到精品2,3-二氯苯甲醛84g。
3.一种高选择性合成2,3-二氯苯甲醛的方法，其特征在于，具体步骤如下：
向1000mL反应釜中加入97.8g的2,3-二氯甲苯，350g1,2-二氯乙烷以及4.8g偶氮二异丁腈，开启搅拌并加热，当料温升至76℃后开始滴加113.2g溴素，同时滴加27.5％的双氧水115g，反应温度稳定在85℃，经GC检测反应结束以后，反应通过静置冷却分层，除去水相，有机相浓缩得2,3-二氯苄叉二溴181.7g；
将溴化得到的产物，投入2000mL的反应釜中，加入10％的溴化氢水溶液375g，加入辅助溶剂N,N-二甲基乙酰胺575g，升温至130～140℃水解8h，通过汽提得到2,3-二氯苯甲醛粗产品，经过重结晶得到精品2,3-二氯苯甲醛80.7g。
4.一种高选择性合成2,3-二氯苯甲醛的方法，其特征在于，具体步骤如下：
向1000mL反应釜中加入97.8g的2,3-二氯甲苯，380g1,2-二氯乙烷以及4.6g偶氮二异丁腈，开启搅拌并加热，当料温升至80℃后开始滴加112.5g溴素，同时滴加27.5％的双氧水117.3g，反应温度稳定在85℃，经GC检测反应结束以后，反应通过静置冷却分层，除去水相，有机相浓缩得2,3-二氯苄叉二溴183g；
将溴化得到的产物，投入2000mL的反应釜中，加入12％的溴化氢水溶液392g，加入辅助溶剂N,N-二甲基乙酰胺568g，升温至130～140℃水解8h，通过汽提得到2,3-二氯苯甲醛粗产品，经过重结晶得到精品2,3-二氯苯甲醛83.4g。
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