CN110483332A - 2,6-二氯氯苄氨碘化法制备2,6-二氯苯腈的方法 - Google Patents

2,6-二氯氯苄氨碘化法制备2,6-二氯苯腈的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种2,6‑二氯氯苄氨碘化法制备2,6‑二氯苯腈的方法,该方法综合分析制备2,6‑二氯苯腈的方法的基础上,利用卤素单质进行清洁氧化转换,提出以2,6‑二氯氯苄为原料,使用卤素单质作为氧化剂,经氨碘化一步法制备2,6‑二氯苯腈的方法。与传统工艺相比本方法催化剂简单、能耗低、生产更易控制、无副产物、环境污染小等,因而从多个方面降低工业成本,提高工业生产效率。本发明的2,6‑二氯氯苄氨碘化法制备2,6‑二氯苯腈的方法,其是以2,6‑二氯氯苄为原料,以单质碘为氧化剂,以氨水为溶剂,加入催化剂,在20‑150℃的水合釜中反应0.1‑18h,经分离得到2,6‑二氯苯腈。

Description

2,6-二氯氯苄氨碘化法制备2,6-二氯苯腈的方法
技术领域
本发明涉及一种化工原料2,6-二氯苯腈的制备方法,更具体地说涉及一种2,6-二氯氯苄氨碘化法制备2,6-二氯苯腈的方法。
背景技术
2,6-二氯苯腈是一种重要的合成转化前体,尤其是在酯、酰胺、羧酸、胺和含氮杂环的合成中。其已被广泛用于农业化学品、药物化学品和功能材料化学品中间体的合成,被广泛应用于生产2,6-二氟苯腈、2,6-二氟苯胺、草克乐、氟虫脲等。2,6-二氯苯腈还是一种优良的除草剂,对一年生和多年生的杂草有着表现出极好的抑制效果。
2,6-二氯苯腈合成方法众多,根据原料不同可分为如下几类:
(1)苯胺重氮化法
李新颖等(李新颖,祁同生,聂丰秋,王艳辉,林秀荣.2,6-二氯苯甲腈的合成路线[J].河北化工,1996(03):40-43.)在2,6-二氯苯甲腈的合成路线中提到,以2,6-二氯苯胺为原料,经重氮化、腈化反应制得2,6-二氯苯腈。但,2,6-二氯苯胺不易得到、价格昂贵,且使用剧毒的腈化物。故该路线只适用于实验室内小批量合成2,6-二氯苯腈。
(2)羟胺肟化法
2,6-二氯甲苯或2-氯-6-硝基甲苯侧链氯化生成2,6-二氯苄叉二氯,在最新的研究进展中也采用在光和五氯化磷的作用下制备2,6-二氯氯苄。在氯化锌和一水合苯磺酸的存在下进行水解生成2,6-二氯苯甲醛,与盐酸羟胺反应后生成2,6-二氯苯甲醛肟,经脱水后可得最终产物2,6-二氯苯腈。专利(CN103382166.A)公开了一种制备2,6-二氯苯腈的方法,使用2,6-二氯甲苯为原料,在五氯化磷和光的催化作用下进行氯化反应得到2,6-二氯苄叉二氯,再经水解、腈化得到2,6-二氯苯甲腈粗品后精制,纯度在99.8-99.95%。专利(CN1775747.A)公开了2,6-二氯苯腈工业化生产的方法,以6-氯-2-硝基甲苯为原料,在五氯化磷以及吡啶的作用下与氯气发生反应生成2,6-二氯苄后,与甲酸和氯化锌生成2,6-二氯苯甲醛。再与盐酸羟胺进行腈化反应,精制后获得含量99.8%以上的2,6-二氯苯腈。专利(CN103588679.A)公开了一种2,4-二氯苯腈的合成方法,将2,4-二氯苯甲醛与盐酸羟胺进行混合,在70~75℃下反应20~40min,得到乳白色固体粉末2,4-二氯苯甲醛肟。再与醋酸酐进行混合,在110~120℃下反应2~4h,得到2,4-二氯苯腈,收率90%。
(3)2,6-二氯甲苯氨氧化法
以2,6-二氯甲苯为原料,与氨气、空气按照一定比例进入固定床反应器中,于300~500℃下反应。此方法所需能耗较高,且反应后的冷却步骤延长了反应周期。专利(CN1230537.A)公开了用于制备2,6-二氯苯甲腈工艺,以2,6-二氯甲苯、氨气和氧气为原料,以V-P-Na体系的组合物为催化剂进行反应,反应过程中添加溴或溴化合物。
专利(CN102603569.A)公开了一种3,4-二氯苯腈的生产方法,将固定床内填入催化剂(将氧化钠、氯化钡、二氧化硅、氧化锶和氧化钙按一定比例混合,并在110~130℃下预处理6~12h成型,再经600~750℃烧结8~12h),再将催化剂在320~420℃下通氧预处理10~14h,然后用泵注入3,4-二氯甲苯的同时通入氨气,即得到3,4-二氯苯腈粗品,收率在88%以上。
(4)2,6-二氯氯苄氨氧化法
专利(CN108774156.A)公开了一种制备2,6-二氯苯甲腈的方法,以2,6-二氯氯苄为原料,采用气相氨氧化法,催化剂为自制DBN-1,在390℃下反应后,再经过降温、水洗、离心脱水得到2,6-二氯苯甲腈粗品。专利(CN109046454.A)公开了一种用于合成合成2,6-二氯苯甲腈的催化剂及其制备方法,该催化剂可用于2,6-二氯甲苯或2,6-二氯氯苄为原料制备2,6-二氯苯甲腈的反应,还可减少2,6-二氯氯苄的过度氧化,2,6-二氯苯腈收率最高为89.2%。
综上所述,羟胺肟化法路线较长,反应所需能耗大、催化剂较多,氯化过程中产生较多副产物,总收率偏低;2,6-二氯甲苯氨氧化法所需的催化剂成分极为复杂,且合成步骤较为繁琐,导致生产成本较高;2,6-二氯氯苄氨氧化法所需的催化剂制备工艺复杂,生产过程不易控制、能耗偏高。无论是从能源、环保、安全方面还是经济成本方面考虑,急需开发新的生产工艺。
单质碘是目前可用的最简单的氧化剂之一,具有反应条件温和、廉价且易于获得等特点,常用于各种有机合成反应中。Shinpei Iida和Hideo Togo等(Shinpei Iida,Direct oxidative conversion of alkyl halides into nitriles with moleculariodine and 1,3-diiodo-5,5-dimethylhydantoin in aq ammonia.Tetrahedron 2009,65(31):6257-6262和Iida,Shinpei,and Hideo Togo,Direct oxidative conversion ofalcohols and amines to nitriles with molecular iodine and DIH in aqNH3.Tetrahedron 2007,63(34):8274-8281)致力于将氨基或卤代苄基氧化成腈基的研究,使用单质碘或琥珀酰亚胺等氧化剂将具有氨基或氯代苄基的有机物氧化成对应的腈基。因此,需要研制开发一种利用卤素单质制备2,6-二氯苯腈的方法的新方法。
发明内容
本发明针对现有技术的问题与不足,提供一种2,6-二氯氯苄氨碘化法制备2,6-二氯苯腈的方法,该方法综合分析制备2,6-二氯苯腈的方法的基础上,利用卤素单质进行清洁氧化转换,提出以2,6-二氯氯苄为原料,使用卤素单质作为氧化剂,经氨碘化一步法制备2,6-二氯苯腈的方法。与传统工艺相比本方法催化剂简单、能耗低、生产更易控制、无副产物、环境污染小等,因而从多个方面降低工业成本,提高工业生产效率。
本发明是通过以下技术方案实现的:
本发明的2,6-二氯氯苄氨碘化法制备2,6-二氯苯腈的方法,其是以2,6-二氯氯苄为原料,以单质碘为氧化剂,以氨水为溶剂,加入催化剂,在20-150℃的水合釜中反应0.1-18h,经分离得到2,6-二氯苯腈。具体是将2,6-二氯氯苄、单质碘、氨水、催化剂、铵盐,加入到反应釜中。密封反应釜后,开启搅拌,氮气置换空气三次。升温至目标温度,反应结束后打开反应釜,即可得到2,6-二氯苯腈。
本发明上述的方法,其进一步的技术方案是所述的催化剂为铵盐类催化剂或相转移催化剂,使用铵盐类催化剂时,其原料摩尔比为2,6-二氯氯苄:单质碘:氨:铵盐催化剂=1:15-35:5-45:0.1-4;使用相转移催化剂时,其原料摩尔比为2,6-二氯氯苄:单质碘:氨:相转移催化剂=1:15-35:5-45:0.001-0.1。
本发明上述的方法,其再进一步的技术方案是所述的铵盐类催化剂为氯化铵、碘化铵、氟化铵、硫酸铵、硝酸铵、碳酸铵、碳酸氢铵、溴化铵、甲酸铵或醋酸铵。
本发明上述的方法,其进一步的技术方案还可以是所述的相转移催化剂为季铵盐类或叔胺类催化剂。更进一步的技术方案是所述的相转移催化剂为四甲基氯化铵、四乙基氯化铵、苯基三甲基氯化铵、苯基三乙基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵、四丁基硫酸氢铵、四甲基溴化铵、四乙基溴化铵、四丙基溴化铵、四丁基溴化铵、十烷基三甲基溴化铵、十二烷基三甲基溴化铵或十六烷基三甲基溴化铵。
本发明上述的方法,其进一步的技术方案还可以是所述的反应时的温度为50-80℃。
本发明上述的方法,其进一步的技术方案还可以是所述的反应时间为5-11h。
本发明上述的方法,其再进一步的技术方案还可以是所述的使用铵盐类催化剂时,其原料摩尔比为2,6-二氯氯苄:卤素单质:氨:铵盐催化剂=1:20-30:5-40:0.5-3;使用相转移催化剂时,其原料摩尔比为2,6-二氯氯苄:卤素单质:氨:相转移催化剂=1:20-30:5-40:0.005-0.1。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果:
本发明的方法具有工艺路线较短,原料易得,催化剂简单,生产控制简单,能耗低,收率高,无副产物污染小,从多个方面降低工业成本,可提高工业生产效率,适合工业化生产。
具体实施方式
实施例1
在150mL水合釜内,加入2,6-二氯氯苄2g、氨水60mL、碘单质7.62g、十六烷基三甲基氯化铵0.6g。密封反应釜后开启搅拌,使用氮气置换三次。升温至70℃,反应时间为9h,得到2,6-二氯苯腈的收率为97.7%。
实施例2
在150mL水合釜内,加入2,6-二氯氯苄2g、氨水60mL、碘单质7.62g、四甲基氯化铵0.6g。密封反应釜后开启搅拌,使用氮气置换三次。升温至70℃,反应时间为9h,得到2,6-二氯苯腈的收率为97.5%。
实施例3
在150mL水合釜内,加入2,6-二氯氯苄2g、氨水60mL、碘单质7.62g、碘化铵7.25g。密封反应釜后开启搅拌,使用氮气置换三次。升温至70℃,反应时间为9h,得到2,6-二氯苯腈的收率为97.4%。
实施例4
在150mL水合釜内,加入2,6-二氯氯苄2g、氨水60mL、碘单质7.62g、氯化铵5.35g。密封反应釜后开启搅拌,使用氮气置换三次。升温至70℃,反应时间为9h,得到2,6-二氯苯腈的收率为96.8%。
实施例5
在150mL水合釜内,加入2,6-二氯氯苄2g、氨水60mL、碘单质7.62g、乙酸铵7.71g。密封反应釜后开启搅拌,使用氮气置换三次。升温至70℃,反应时间为9h,得到2,6-二氯苯腈的收率为95.0%。
对比例1
在150mL水合釜内,加入2,6-二氯氯苄2g、氨水60mL、碘单质5.08g。密封反应釜后开启搅拌,使用氮气置换三次。升温至80℃,反应时间为5h,得到2,6-二氯苯腈的收率为45.8%。
对比例2
在150mL水合釜内,加入2,6-二氯氯苄2g、氨水60mL、碘单质7.62g。密封反应釜后开启搅拌,使用氮气置换三次。升温至70℃,反应时间为9h,得到2,6-二氯苯腈的收率为74.3%。
从对比例可以看出本发明的方法其收率远远大于现有技术。

Claims (8)

1.一种2,6-二氯氯苄氨碘化法制备2,6-二氯苯腈的方法,其特征在于该方法是以2,6-二氯氯苄为原料,以单质碘为氧化剂,以氨水为溶剂,加入催化剂,在20-150℃的水合釜中反应0.1-18h,经分离得到2,6-二氯苯腈。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于所述的催化剂为铵盐类催化剂或相转移催化剂,使用铵盐类催化剂时,其原料摩尔比为2,6-二氯氯苄:单质碘:氨:铵盐催化剂=1:15-35:5-45:0.1-4;使用相转移催化剂时,其原料摩尔比为2,6-二氯氯苄:单质碘:氨:相转移催化剂=1:15-35:5-45:0.001-0.1。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于所述的铵盐类催化剂为氯化铵、碘化铵、氟化铵、硫酸铵、硝酸铵、碳酸铵、碳酸氢铵、溴化铵、甲酸铵或醋酸铵。
4.根据权利要求2所述的方法,其特征在于所述的相转移催化剂为季铵盐类或叔胺类催化剂。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于所述的相转移催化剂为四甲基氯化铵、四乙基氯化铵、苯基三甲基氯化铵、苯基三乙基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵、四丁基硫酸氢铵、四甲基溴化铵、四乙基溴化铵、四丙基溴化铵、四丁基溴化铵、十烷基三甲基溴化铵、十二烷基三甲基溴化铵或十六烷基三甲基溴化铵。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于所述的反应时的温度为50-80℃。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于所述的反应时间为5-11h。
8.根据权利要求2所述的方法,其特征在于所述的使用铵盐类催化剂时,其原料摩尔比为2,6-二氯氯苄:卤素单质:氨:铵盐催化剂=1:20-30:5-40:0.5-3;使用相转移催化剂时,其原料摩尔比为2,6-二氯氯苄:卤素单质:氨:相转移催化剂=1:20-30:5-40:0.005-0.1。
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