CN109180438A - 一种在微通道连续流反应器中合成氯代苯酚类化合物的方法 - Google Patents

Abstract

一种在微通道连续流反应器中连续流合成氯代苯酚类化合物的方法，将苯酚和氯气通入微通道连续流反应器进行氯化反应，再分别利用精馏塔将对氯苯酚、2,4‑二氯苯酚、2,6‑二氯苯酚、2,4,6‑三氯苯酚分离和收集，反应时间大大缩短，且具有连续反应的稳定性，大大提高反应效率，并且降低反应的能耗，具有成本低、质量高的工艺特点，更适合于工业化生产。

Description

一种在微通道连续流反应器中合成氯代苯酚类化合物的方法

技术领域

本发明属于化工产品合成技术领域，涉及一种在微通道连续流反应器中合成氯代苯酚类化合物的方法。

背景技术

氯代苯酚是用途十分广泛的重要中间体。譬如对氯苯酚是制备农药粉锈宁、咪菌酮、防落素、毒鼠磷、丙虫磷、螨卵酯、杀螨醚、除螨酯，医药安妥明，医药中间体对氯苯氧异丁酸、5-氯-2-羟基苯甲酸钠，抗氧化剂BHA（丁基羟基茴香醚），染料快色素酱RH、1,4-二羟基蒽醌、1,4-二氨基蒽醌、对氨基酚和氢醌，炼油行业的选择性溶剂、乙醇变色剂及其它有机合成原料；2,4-二氯苯酚用于制备农药除草醚、2,4-D、噁草酮、伊比磷（EPBP）、毒克散、格螨酯及药物硫双二氯酚等的中间体及原料；2,6-二氯苯酚是一种重要的有机化工原料，广泛应用于有机合成（农药、医药、染料）。主要是强非固醇类的解热镇痛消炎药、镇痛药双氯灭痛（即双氯芬酸钠）的原料。双氯灭痛通过抑制环氧合酶从而减少前列腺素的合成，以及一定程度上抑制脂氧酶而减少白三烯、缓激肽等产物的生成而发挥解热镇痛及抗炎作用。在动物试验和人的临床实践中都证实本品有解热作用。另外2,6-二氯苯酚也是降压药硫酸胍氯酚的原料；2,4,6-三氯苯酚是高效、广谱、低毒型咪唑类杀菌剂咪酰胺的重要中间体。咪酰胺具有预防保护治疗等多重作用，内含咪鲜胺基团的咪唑类广谱杀菌剂。通过抑制甾醇的生物合成而起作用，无内吸作用，对于子囊菌和半知菌引起的多种病害防效极佳。采用基因诱导技术，激活植物抗病基因表达，速效性好，持效期长，无内吸作用。2,4,6-三氯苯酚也作为多亚甲基多苯基多异氰酸酯(PAPI)的封闭剂。

现有技术中制备2，4-二氯苯酚和2,6-二氯苯酚的合成主要采用传统釜式或是塔式连续反应，方法中均普遍存在着反应时间长，效率和氯化收率较低能耗较高的问题。

CN 103435453A公开了一种苯酚定向催化氯化制备2,4-二氯苯酚的方法，该方法是以Lewis酸和一种有机助剂作组合催化剂，将其加入到已加热融化的苯酚液中，在搅拌下均匀通入氯气，整个氯化过程的温度控制在50-100℃范围内，反应时间控制在3-5.5小时，控制通氯量使得苯酚全部转化且多氯代副产物2,4,6-三氯苯酚的含量小于0.3％，所得产品中2,4-二氯苯酚的含量最高可达96.11％。该专利文件中的对比实施例表明在没有采用催化剂组合、反应温度控制在50-100℃范围内，反应长达5小时，所得产品中2,4-二氯苯酚含量达88.8％。

2,6-二氯苯酚生产方法国内外文献报道已有很多，目前2,6-二氯苯酚制备方法主要有以下几类：

1)尼泊金酯法，即以尼泊金酯为原料，采用磺酰氯进行氯化，再经水解、脱羧等步骤制得。该法原料价格较高，反应条件较苛刻，设备腐蚀严重，工艺上现已很少应用。

2)磺化氯化法，即以苯酚为原料，经浓硫酸磺化制得对羟基苯磺酸，经氯化、水解脱磺酸基制得2,6-二氯苯酚，其收率60％左右，过程繁琐，三废较多，污染重。苯酚缩合法。

3)以苯酚和丙酮为原料，经缩合制备双酚A，而后再经氯化、脱羟基合成2,6-二氯苯酚。反应步骤多，原料成本高。

4)以2,2,6,6-四氯环己酮为原料，烷基磷、砷化合物为催化剂，在120-180℃下直接脱氯制得2,6-二氯苯酚，该法催化剂毒性大，成本高。

文献1（苯酚的系列氯代衍生物的合成与应用[J].中国氯碱，2002,(8):16-22），介绍苯酚的系列氯代衍生物的合成与应用。其中述及了2,4,6-三氯苯酚的生产方法有：（1）苯酚深度氯化法，以苯酚为原料，经氯气深度氯化制得。（2）混合氯代酚氯化法，生产其它氯代酚过程中产生的混合氯代酚，可以根据生产和市场情况，提取邻氯苯酚、对氯苯酚、2,4-二氯苯酚或2,6-二氯苯酚中的一种或几种销售，剩余的混合氯代酚作为原料，经过氯化后提纯而得。

文献2（卤代苯酚和聚卤代苯醚的合成及其结构鉴定[J].山东工业大学学报,1995，25(4):329-336）提出的2,4,6-三氯苯酚制备方法为：（1）将苯酚置于带回流冷凝管的三口烧瓶中，加热至50-55℃开始通化学计量1/3的氯气,此后于70-75℃条件下再通入化学计量2/3的氯气，反应完全后，冷却得粗产品。（2）精制：将上述粗产品溶于热的无水乙醇中,重结晶得白色针状结晶。

文献3（一种2,4,6-三氯苯酚的合成方法，CN104311396B）介绍以苯酚为原料制备2,4,6-三氯苯酚的方法有：以苯酚为原料，在催化剂巯基乙胺的作用下经氯气深度氯化制得2,4,6-三氯苯酚粗品，再经发汗结晶得到2,4,6-三氯苯酚产品。

文献1、文献2及文献3均述及了以苯酚为起始原料，通过氯气氯化制备2,4,6-三氯苯酚。文献1还述及了以氯代酚生产过程中产生的混合氯代酚作为原料，经过氯化后提纯而得2,4,6-三氯苯酚。文献1及文献2均未述及在以苯酚合成2,4,6-三氯苯酚的过程中利用使用催化剂去提高产品质量及收率，而文献3采用催化剂巯基乙胺、发汗结晶的方法去提高产品质量。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种在微通道连续流反应器中合成氯代苯酚类化合物的方法。

技术方案：本发明提供了一种在微通道连续流反应器中合成氯代苯酚类化合物的方法，包括以下步骤：

1）将苯酚加入微通道连续流反应器后，再将氯气通入微通道连续流反应器，并且所述微通道连续流反应器温度保持60-80℃进行氯化反应；

2）按时取样检测微通道反应器内氯代苯酚类化合物的含量，当对氯苯酚的含量达到55%时，停止通氯气；

3）反应液由管道输送至对氯精馏塔，分离出对氯苯酚和邻氯苯酚混合酚；当对氯苯酚含量大于99%时，邻氯苯酚混合酚转入二氯微通道连续流反应器中，通氯气继续反应，反应温度70-80℃；按时取样检测二氯微通道反应器内氯代苯酚类化合物的含量，当2,4-二氯苯酚的含量达到80%时，停止通氯气；反应液由管道输送至2,4-二氯苯酚精馏塔，当2,4-二氯苯酚含量大于99%时，2,6-二氯苯酚混合酚转入2,6-二氯苯酚精馏塔中精馏，当2,6-二氯苯酚含量大于99%时，2,6-二氯苯酚精馏塔中剩余的高含量2,4,6-三氯苯酚转入2,4,6-三氯苯酚精馏塔精馏，得2,4,6-三氯苯酚。

本发明所述的在微通道连续流反应器中合成氯代苯酚类化合物的方法，采用连续流微通道反应器反应，反应时间大大缩短，且具有连续反应的稳定性，大大提高反应效率，并且降低反应的能耗，生产的成本低。此外，微通道内径小，比表面积大，物料以精确比例瞬间均匀混合，以提高反应效率和产品质量。整个反应过程都进行精确检测，可以精确控制物料反应的时间，一旦到达最佳反应时间可以立即传输到下一段反应或者终止反应，可以有效消除因为反应时间过长而导致的副产物生成的缺陷，反应效率更高，获得的产品收率高、纯度高。可以同时生产氯代苯酚类化合物的系列化合物，包括对氯苯酚、2,4-二氯苯酚、2,6-二氯苯酚、2,4,6-三氯苯酚，具有成本低、质量高的工艺特点，更适合于工业化生产。

进一步的，上述的在微通道连续流反应器中合成氯代苯酚类化合物的方法，所述氯气的进气速度为40-60升/小时。进气速度合理，反应充分，生产效率高。

进一步的，上述的在微通道连续流反应器中合成氯代苯酚类化合物的方法，所述对氯精馏塔采用蒸汽分离，压力-0.1MPa，温度塔顶120℃，塔底180℃。

进一步的，上述的在微通道连续流反应器中合成氯代苯酚类化合物的方法，所述2,4-二氯苯酚精馏塔采用热油分离，压力-0.1MPa，温度塔顶80℃，塔底140℃。

进一步的，上述的在微通道连续流反应器中合成氯代苯酚类化合物的方法，所述2,6-二氯苯酚精馏塔采用热油分离，压力-0.1MPa，温度塔顶90℃，塔底150℃。

进一步的，上述的在微通道连续流反应器中合成氯代苯酚类化合物的方法，所述2,4,6-三氯苯酚精馏塔采用热油分离，压力-0.1MPa，温度塔顶100℃，塔底160℃。

进一步的，上述的在微通道连续流反应器中合成氯代苯酚类化合物的方法，所述苯酚与氯气的摩尔比为1：1-1.2。

进一步的，上述的在微通道连续流反应器中合成氯代苯酚类化合物的方法，所述氯代苯酚类化合物在精馏塔中进行冷却，用保温水降温后进行收集。可以实现快速收集高纯度产物，提高整个生产的效率。

进一步的，上述的在微通道连续流反应器中合成氯代苯酚类化合物的方法，所述微通道连续流反应器中的反应温度由外部换热器进行控制。温度控制精确，效率高且稳定性好。

进一步的，上述的在微通道连续流反应器中合成氯代苯酚类化合物的方法，所述外部换热器中的换热介质为导热油。性能稳定，且易于实现。

上述技术方案可以看出，本发明具有如下有益效果：本发明所述的在微通道连续流反应器中合成氯代苯酚类化合物的方法，采用连续流微通道反应器，反应时间大大缩短，反应控制精确，自动化程度高，且具有连续反应的稳定性，大大提高反应效率，并且降低反应的能耗，生产的成本低。可以同时生产氯代苯酚类化合物的系列化合物，包括对氯苯酚、2,4-二氯苯酚、2,6-二氯苯酚、2,4,6-三氯苯酚，具有成本低、质量高的工艺特点，更适合于工业化生产。

具体实施方式

实施例1

一种在微通道连续流反应器中合成氯代苯酚类化合物的方法，包括以下步骤：

1）将苯酚加入微通道连续流反应器后，再将氯气通入微通道连续流反应器，并且所述微通道连续流反应器温度保持60℃进行氯化反应；其中，所述苯酚与氯气的摩尔比为1：1所述氯气的进气速度为40升/小时；所述微通道连续流反应器中的反应温度由外部换热器进行控制，并且，所述外部换热器中的换热介质为导热油；

2）按时取样检测微通道反应器内氯代苯酚类化合物的含量，当对氯苯酚的含量达到55%时，停止通氯气；

3）反应液由管道输送至对氯精馏塔，所述对氯精馏塔采用蒸汽分离，压力-0.1MPa，温度塔顶120℃，塔底180℃，分离出对氯苯酚和邻氯苯酚混合酚；当对氯苯酚含量大于99%时，邻氯苯酚混合酚转入二氯微通道连续流反应器中，通氯气继续反应，反应温度70℃；按时取样检测二氯微通道反应器内氯代苯酚类化合物的含量，当2,4-二氯苯酚的含量达到80%时，停止通氯气；反应液由管道输送至2,4-二氯苯酚精馏塔，所述2,4-二氯苯酚精馏塔采用热油分离，压力-0.1MPa，温度塔顶80℃，塔底140℃，当2,4-二氯苯酚含量大于99%时，2,6-二氯苯酚混合酚转入2,6-二氯苯酚精馏塔中精馏，所述2,6-二氯苯酚精馏塔采用热油分离，压力-0.1MPa，温度塔顶90℃，塔底150℃，当2,6-二氯苯酚含量大于99%时，2,6-二氯苯酚精馏塔中剩余的高含量2,4,6-三氯苯酚转入2,4,6-三氯苯酚精馏塔精馏，所述2,4,6-三氯苯酚精馏塔采用热油分离，压力-0.1MPa，温度塔顶100℃，塔底160℃，得2,4,6-三氯苯酚。此外，所述氯代苯酚类化合物在精馏塔中进行冷却，用保温水降温后分别进行收集。

实施例2

一种在微通道连续流反应器中合成氯代苯酚类化合物的方法，包括以下步骤：

1）将苯酚加入微通道连续流反应器后，再将氯气通入微通道连续流反应器，并且所述微通道连续流反应器温度保持80℃进行氯化反应；其中，所述苯酚与氯气的摩尔比为1：1.2，所述氯气的进气速度为60升/小时；所述微通道连续流反应器中的反应温度由外部换热器进行控制，并且，所述外部换热器中的换热介质为导热油；

2）按时取样检测微通道反应器内氯代苯酚类化合物的含量，当对氯苯酚的含量达到55%时，停止通氯气；

3）反应液由管道输送至对氯精馏塔，所述对氯精馏塔采用蒸汽分离，压力-0.1MPa，温度塔顶120℃，塔底180℃，分离出对氯苯酚和邻氯苯酚混合酚；当对氯苯酚含量大于99%时，邻氯苯酚混合酚转入二氯微通道连续流反应器中，通氯气继续反应，反应温度80℃；按时取样检测二氯微通道反应器内氯代苯酚类化合物的含量，当2,4-二氯苯酚的含量达到80%时，停止通氯气；反应液由管道输送至2,4-二氯苯酚精馏塔，所述2,4-二氯苯酚精馏塔采用热油分离，压力-0.1MPa，温度塔顶80℃，塔底140℃，当2,4-二氯苯酚含量大于99%时，2,6-二氯苯酚混合酚转入2,6-二氯苯酚精馏塔中精馏，所述2,6-二氯苯酚精馏塔采用热油分离，压力-0.1MPa，温度塔顶90℃，塔底150℃，当2,6-二氯苯酚含量大于99%时，2,6-二氯苯酚精馏塔中剩余的高含量2,4,6-三氯苯酚转入2,4,6-三氯苯酚精馏塔精馏，所述2,4,6-三氯苯酚精馏塔采用热油分离，压力-0.1MPa，温度塔顶100℃，塔底160℃，得2,4,6-三氯苯酚。此外，所述氯代苯酚类化合物在精馏塔中进行冷却，用保温水降温后分别进行收集。

实施例3

一种在微通道连续流反应器中合成氯代苯酚类化合物的方法，包括以下步骤：

1）将苯酚加入微通道连续流反应器后，再将氯气通入微通道连续流反应器，并且所述微通道连续流反应器温度保持70℃进行氯化反应；其中，所述苯酚与氯气的摩尔比为1：1.1，所述氯气的进气速度为50升/小时；所述微通道连续流反应器中的反应温度由外部换热器进行控制，并且，所述外部换热器中的换热介质为导热油；

2）按时取样检测微通道反应器内氯代苯酚类化合物的含量，当对氯苯酚的含量达到55%时，停止通氯气；

3）反应液由管道输送至对氯精馏塔，所述对氯精馏塔采用蒸汽分离，压力-0.1MPa，温度塔顶120℃，塔底180℃，分离出对氯苯酚和邻氯苯酚混合酚；当对氯苯酚含量大于99%时，邻氯苯酚混合酚转入二氯微通道连续流反应器中，通氯气继续反应，反应温度75℃；按时取样检测二氯微通道反应器内氯代苯酚类化合物的含量，当2,4-二氯苯酚的含量达到80%时，停止通氯气；反应液由管道输送至2,4-二氯苯酚精馏塔，所述2,4-二氯苯酚精馏塔采用热油分离，压力-0.1MPa，温度塔顶80℃，塔底140℃，当2,4-二氯苯酚含量大于99%时，2,6-二氯苯酚混合酚转入2,6-二氯苯酚精馏塔中精馏，所述2,6-二氯苯酚精馏塔采用热油分离，压力-0.1MPa，温度塔顶90℃，塔底150℃，当2,6-二氯苯酚含量大于99%时，2,6-二氯苯酚精馏塔中剩余的高含量2,4,6-三氯苯酚转入2,4,6-三氯苯酚精馏塔精馏，所述2,4,6-三氯苯酚精馏塔采用热油分离，压力-0.1MPa，温度塔顶100℃，塔底160℃，得2,4,6-三氯苯酚。此外，所述氯代苯酚类化合物在精馏塔中进行冷却，用保温水降温后分别进行收集。

实施例4

一种在微通道连续流反应器中合成氯代苯酚类化合物的方法，包括以下步骤：

1）将苯酚加入微通道连续流反应器后，再将氯气通入微通道连续流反应器，并且所述微通道连续流反应器温度保持80℃进行氯化反应；其中，所述苯酚与氯气的摩尔比为1：1所述氯气的进气速度为50升/小时；所述微通道连续流反应器中的反应温度由外部换热器进行控制，并且，所述外部换热器中的换热介质为导热油；

2）按时取样检测微通道反应器内氯代苯酚类化合物的含量，当对氯苯酚的含量达到55%时，停止通氯气；

3）反应液由管道输送至对氯精馏塔，所述对氯精馏塔采用蒸汽分离，压力-0.1MPa，温度塔顶120℃，塔底180℃，分离出对氯苯酚和邻氯苯酚混合酚；当对氯苯酚含量大于99%时，邻氯苯酚混合酚转入二氯微通道连续流反应器中，通氯气继续反应，反应温度80℃；按时取样检测二氯微通道反应器内氯代苯酚类化合物的含量，当2,4-二氯苯酚的含量达到80%时，停止通氯气；反应液由管道输送至2,4-二氯苯酚精馏塔，所述2,4-二氯苯酚精馏塔采用热油分离，压力-0.1MPa，温度塔顶80℃，塔底140℃，当2,4-二氯苯酚含量大于99%时，2,6-二氯苯酚混合酚转入2,6-二氯苯酚精馏塔中精馏，所述2,6-二氯苯酚精馏塔采用热油分离，压力-0.1MPa，温度塔顶90℃，塔底150℃，当2,6-二氯苯酚含量大于99%时，2,6-二氯苯酚精馏塔中剩余的高含量2,4,6-三氯苯酚转入2,4,6-三氯苯酚精馏塔精馏，所述2,4,6-三氯苯酚精馏塔采用热油分离，压力-0.1MPa，温度塔顶100℃，塔底160℃，得2,4,6-三氯苯酚。此外，所述氯代苯酚类化合物在精馏塔中进行冷却，用保温水降温后分别进行收集。

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，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种在微通道连续流反应器中合成氯代苯酚类化合物的方法，其特征在于：包括以下步骤：

1）将苯酚加入微通道连续流反应器后，再将氯气通入微通道连续流反应器，并且所述微通道连续流反应器温度保持60-80℃进行氯化反应；

2）按时取样检测微通道反应器内氯代苯酚类化合物的含量，当对氯苯酚的含量达到55%时，停止通氯气；

3）反应液由管道输送至对氯精馏塔，分离出对氯苯酚和邻氯苯酚混合酚；当对氯苯酚含量大于99%时，邻氯苯酚混合酚转入二氯微通道连续流反应器中，通氯气继续反应，反应温度70-80℃；按时取样检测二氯微通道反应器内氯代苯酚类化合物的含量，当2,4-二氯苯酚的含量达到80%时，停止通氯气；反应液由管道输送至2,4-二氯苯酚精馏塔，当2,4-二氯苯酚含量大于99%时，2,6-二氯苯酚混合酚转入2,6-二氯苯酚精馏塔中精馏，当2,6-二氯苯酚含量大于99%时，2,6-二氯苯酚精馏塔中剩余的高含量2,4,6-三氯苯酚转入2,4,6-三氯苯酚精馏塔精馏，得2,4,6-三氯苯酚。

2.根据权利要求1所述的在微通道连续流反应器中合成氯代苯酚类化合物的方法，其特征在于：所述氯气的进气速度为40-60升/小时。

3.根据权利要求1所述的在微通道连续流反应器中合成氯代苯酚类化合物的方法，其特征在于：所述对氯精馏塔采用蒸汽分离，压力-0.1MPa，温度塔顶120℃，塔底180℃。

4.根据权利要求1所述的在微通道连续流反应器中合成氯代苯酚类化合物的方法，其特征在于：所述2,4-二氯苯酚精馏塔采用热油分离，压力-0.1MPa，温度塔顶80℃，塔底140℃。

5.根据权利要求1所述的在微通道连续流反应器中合成氯代苯酚类化合物的方法，其特征在于：所述2,6-二氯苯酚精馏塔采用热油分离，压力-0.1MPa，温度塔顶90℃，塔底150℃。

6.根据权利要求1所述的在微通道连续流反应器中合成氯代苯酚类化合物的方法，其特征在于：所述2,4,6-三氯苯酚精馏塔采用热油分离，压力-0.1MPa，温度塔顶100℃，塔底160℃。

7.根据权利要求1所述的在微通道连续流反应器中合成氯代苯酚类化合物的方法，其特征在于：所述苯酚与氯气的摩尔比为1：1-1.2。

8.根据权利要求1-7任一项所述的在微通道连续流反应器中合成氯代苯酚类化合物的方法，其特征在于：所述氯代苯酚类化合物在精馏塔中进行冷却，用保温水降温后进行收集。

9.根据权利要求8所述的在微通道连续流反应器中合成氯代苯酚类化合物的方法，其特征在于：所述微通道连续流反应器中的反应温度由外部换热器进行控制。

10.根据权利要求9所述的在微通道连续流反应器中合成氯代苯酚类化合物的方法，其特征在于：所述外部换热器中的换热介质为导热油。