CN111362776A - 2,5-二取代苄氯的改进制备方法 - Google Patents
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Abstract
2,5‑二取代苄氯的改进制备方法，其特征在于，通过如下反应制备，式中，R1和R2分别独立地表示C1‑10烷基，优选为C1‑6烷基，最优选为甲基；其中，使多聚甲醛和浓盐酸反应后加入对二取代苯，然后进行梯度升温，先升温至50～65℃反应1～3小时，然后升温至75～90℃反应6～10小时。
Description
技术领域
本发明涉及2,5-二取代苄氯的改进制备方法。
背景技术
2,5-二取代苄氯是重要的化工原料和中间体，其中例如2,5-二甲基苄氯是新型杀虫、杀螨剂螺虫乙酯的重要中间体。
作为2,5-二甲基苄氯合成方法之一，现有文献报道了将对二甲苯、甲醛以及少量浓盐酸置于反应釜中，升温至50～90℃通氯化氢气体进行制备。然而，制备过程中通入氯化氢气体存在难以控制气体通入量等问题。并且，工业规模的生产中，生产车间一般不使用氯化氢气体，因此，以上方法难以实现工业大规模生产。
另有文献报道了上述方法的改良措施，其中通过将甲醛与浓盐酸先制备成氯甲基试剂再与对二甲苯反应、并将对二甲苯的用量增加到甲醛的3倍来提高反应的选择性，减少二取代杂质的含量(参见文献1：《2,5-二甲基苯乙酸合成工艺改进研究》(邹建平等，2015年4月))。
作为具体的实施方法，文献1中记载了将浓盐酸加热到70～75℃后往其中滴加甲醛，搅拌反应制备氯甲基试剂备用。将对二甲苯加入三口瓶中升温至55～65℃反应6小时后，滴加上述氯甲基试剂，滴加完毕保温反应4小时。
文献1记载的上述方法中，浓盐酸与甲醛在70～75℃反应，该温度范围下有大量的氯化氢气体挥发，不仅导致环境污染，而且导致盐酸量的大幅减少而影响反应，因此，同样存在反应过程中需要持续通入氯化氢气体进行补充的问题。另外，文献1的方法获得的2,5-二甲基苄氯收率仅为83.6％，不是工业上理想的收率水平。
发明内容
本发明旨在提供一种解决上述课题的改进制备方法。具体地，本发明提供：
(1)2,5-二取代苄氯的改进制备方法，其特征在于，通过如下反应制备，
式中，R1和R2分别独立地表示C1-10烷基，优选为C1-6烷基，最优选为甲基；
其中，使多聚甲醛和浓盐酸反应后加入对二取代苯，然后进行梯度升温，先升温至50～65℃反应1～3小时，然后升温至75～90℃反应6～10小时。
(2)上述(1)所述的方法，其中多聚甲醛和浓盐酸在40～60℃、优选在45～55℃下反应。
(3)上述(1)或(2)所述的方法，其中先升温至55～65℃，然后升温至75～85℃。
(4)上述(1)～(3)中任意一项所述的方法，其中浓盐酸是多聚甲醛的4～6倍摩尔量，多聚甲醛摩尔数＝多聚甲醛的质量/甲醛分子量。
(5)上述(1)～(4)中任意一项所述的方法，其中对二取代苯是多聚甲醛的3～5倍摩尔量，多聚甲醛摩尔数＝多聚甲醛的质量/甲醛分子量。
(6)上述(1)～(5)中任意一项所述的方法，其中多聚甲醛和浓盐酸的反应时间为0.5～2小时、优选为0.5～1小时。
(7)上述(1)～(6)中任意一项的方法，所述反应在密闭容器中进行。
具体实施方式
本发明所用的各种原料可以使用市售品或通过公知的方法制备。
本申请中，多聚甲醛的摩尔量按照单体甲醛的摩尔量计，即，多聚甲醛摩尔数＝多聚甲醛的质量/甲醛分子量。
文献1中，对二甲苯和氯甲基试剂一直在55～65℃的温度下反应。本申请发明人发现，这样的反应温度无法获得理想的收率。然而，如果提高反应温度，例如提高到80℃以上，则导致如上所述的盐酸挥发问题。
本发明的改进方法中，采用梯度升温的方式，二甲苯和氯甲基试剂先在50～65℃、优选55～65℃的较低温度下反应1～3小时。随着反应的进行盐酸浓度逐渐降低，挥发减少，一定时间后升高温度不再导致盐酸的大量挥发，因此后续升温至75～90℃、优选至75～85℃反应6～10小时，以促进反应、提高产物收率。通过这样的梯度升温方式，一方面可以减少盐酸的挥发和消耗量，同时也获得了理想的目标产物收率。
在优选的实施方式中，加入多聚甲醛和浓盐酸后，加热到40～60℃、优选加热到45～55℃使多聚甲醛溶解并与浓盐酸反应。该温度范围内多聚甲醛和浓盐酸可以很好地反应生成氯甲基试剂，同时可以避免浓盐酸挥发而导致其量逐步减少、进而导致后续如不通入氯化氢气体进行补充则反应不能顺利继续进行的问题。
多聚甲醛和浓盐酸的反应时间为0.5～2小时、优选为0.5～1小时。
在更优选的实施方式中，浓盐酸的加入量是多聚甲醛的4倍摩尔量以上，低于4倍摩尔量不利于反应进行，难以达到理想的收率。另一方面，本发明通过在氯甲基试剂与二取代苯的反应中进行梯度升温，以及优选地大幅降低多聚甲醛和浓盐酸的反应温度，可以大幅减少反应过程中的盐酸挥发，从而可以减少盐酸的消耗量，因此浓盐酸的加入量优选为多聚甲醛的6倍摩尔量以下。6倍摩尔量以上的浓盐酸加入量不仅增加原料成本，也导致后处理成本的升高。
优选地，对二取代苯是多聚甲醛的3～5倍摩尔量，低于3倍摩尔量时反应选择性较低，副产的二取代杂质较多，另一方面，高于5倍摩尔量时，对反应选择性的提高效果有限，还因大量过量的对二取代苯导致后处理时间和成本增加。
在更优选的实施方式中，上述反应在密闭容器中进行。使用密闭容器可以更进一步地减少盐酸的挥发。
以下通过具体实施例对本发明方法的优选实施方式进行说明，但本发明不限于这些具体实施方式和实施例，任何在不脱离本发明主旨范围内的修改和变更均落入本发明的范围。
实施例
实施例中，高效液相测定条件：
仪器为Agilent 1100液相色谱仪，UV检测器；
色谱柱为Kromasil 100-5-C18,4.6×250mm；
流动相为甲醇：水＝7:3(V/V)；
柱温为30℃；流速为1.0mL/min；
检测波长为225nm。
实施例1
往反应容器中投入多聚甲醛100g、浓盐酸1350g(浓度36～38％的市售品，按36％浓度计)，升温至50℃±2℃，搅拌反应0.5～1小时。然后将对二甲苯1060g加入到反应釜中，升温至60±2℃反应2～3小时，然后升温至80±2℃反应6～8小时。取样，对上层有机相通过如上高效液相进行定量检测，测得2,5-二甲基苄氯含量≥37％，反应合格。静置，分液。有机相导入脱溶釜，减压蒸馏，得2,5-二甲基苄氯。
5个批次的2,5-二甲基苄氯含量和收率如下表1所示。其中收率是相对于多聚甲醛(按照单体甲醛计)计。
表1
| 批次 | 收率％ | 含量％ |
| 1 | 86.78 | 97.51 |
| 2 | 97.25 | 96.21 |
| 3 | 93.21 | 95.09 |
| 4 | 89.33 | 98.61 |
| 5 | 95.43 | 97.68 |
比较例1
往反应釜中投入多聚甲醛100kg、浓盐酸1350kg(浓度36～38％的市售品，按36％浓度计)，升温至50℃±2℃，搅拌反应0.5～1小时。然后将对二甲苯1060g加入到反应釜中，升温至80±2℃反应8～10小时。静置，分液。有机相导入脱溶釜，减压蒸馏，得2,5-二甲基苄氯，含量为95.55％，收率为80.98％。
比较例2
将浓盐酸的量调整为1000g，其它与实施例1相同。结果2,5-二甲基苄氯的收率仅为50％左右。
Claims (7)
1.2,5-二取代苄氯的改进制备方法，其特征在于，通过如下反应制备，
式中，R1和R2分别独立地表示C1-10烷基，优选为C1-6烷基，最优选为甲基；
其中，使多聚甲醛和浓盐酸反应后加入对二取代苯，然后进行梯度升温，先升温至50～65℃反应1～3小时，然后升温至75～90℃反应6～10小时。
2.权利要求1所述的方法，其中多聚甲醛和浓盐酸在40～60℃、优选在45～55℃下反应。
3.权利要求1或2所述的方法，其中先升温至55～65℃，然后升温至75～85℃。
4.权利要求1～3中任意一项所述的方法，其中浓盐酸是多聚甲醛的4～6倍摩尔量，多聚甲醛摩尔数＝多聚甲醛的质量/甲醛分子量。
5.权利要求1～4中任意一项所述的方法，其中对二取代苯是多聚甲醛的3～5倍摩尔量，多聚甲醛摩尔数＝多聚甲醛的质量/甲醛分子量。
6.权利要求1～5中任意一项所述的方法，其中多聚甲醛和浓盐酸的反应时间为0.5～2小时、优选为0.5～1小时。
7.权利要求1～6中任意一项的方法，所述反应在密闭容器中进行。
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