CN113831214A - 一种连续流催化氯化合成2,5-二氯三氟甲苯的方法 - Google Patents

一种连续流催化氯化合成2,5-二氯三氟甲苯的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种连续流催化氯化合成2,5‑二氯三氟甲苯的方法,属于合成工艺领域。该方法以邻氯三氟甲苯、氯气为原料,在催化剂的存在下,于连续流反应器中高选择性地合成了2,5‑二氯三氟甲苯。本发明的合成方法比起传统方法具有更高的选择性,极大降低了副产物的产生,减少了反应时间,提高了生产效率,得到了高收率和高纯度的2,5‑二氯三氟甲苯,具有很好的工业化应用前景。

Description

一种连续流催化氯化合成2,5-二氯三氟甲苯的方法
技术领域
本发明属于合成工艺领域,具体涉及一种连续流催化氯化合成2,5-二氯三氟甲苯的方法。
背景技术
索拉非尼(sorafenib)是一种口服多激酶抑制药,它能够靶向作用于肿瘤细胞和肿瘤血管丝氨酸和(或)苏氨酸及受体酪氨酸激酶,具有抑制肿瘤细胞增殖和血管形成的双重作用。Ⅰ期临床的推荐剂量为400mg,每日两次。Ⅱ及Ⅲ期临床实验表明索拉非尼对肾癌,肝癌,黑素瘤和非小细胞肺癌都有一定的治疗作用,FDA已批准索拉非尼用于肾癌,肝癌的治疗。
Figure BDA0003252903220000011
2,5-二氯三氟甲苯(又称2,5-二氯-α,α,α-三氟甲苯或三氟化-2,5-二氯甲苯,CAS号:320-50-3)是一种合成索拉非尼的关键中间体。目前合成2,5-二氯三氟甲苯到的方法主要是利用传统搅拌釜通过邻氯三氟甲苯氯化得到2,5-二氯三氟甲苯,但是这种方法氯化条件不好控制,选择性差,副产物非常多,导致产物纯度低、收率低。
Figure BDA0003252903220000012
连续流微通道反应器技术是目前国际制药、化工领域最热门的技术之一。连续流微通道反应器具有传质快、传热快的特点,有利于反应过程精细化的控制。更重要的是,连续流的实施还可以避免由于反应过程中热量的急速积累,给反应工艺带来的危险。由于反应器体积小,即使采用苛刻的反应工艺,整个过程的安全风险也大幅降低。因此,该技术具有高效的传质传热、精确控温控时、本质安全、无放大效应等优点。但是,连续流微通道反应器技术并不是适用于所有物质的合成,而且也不是将传统搅拌釜中的工艺简单应用于连续流微通道反应器中反应即可达到目的。连续流微通道反应器的微结构导致该方法不适合反应中有大量固体产生的反应,否则容易堵塞微通道,导致生产无法连续进行;在连续流微通道反应中,需要根据目标产物的特性严格控制原料流量、反应物当量比以及连续流微通道反应器中各模块的设定参数。对于不同的目标产物,利用连续流微通道反应器合成的工艺通常并不相同。
目前还未见利用连续流微通道反应器来制备2,5-二氯三氟甲苯的报道。为了安全、高效、快捷的合成2,5-二氯三氟甲苯,亟需开发出利用连续流微通道反应器来合成2,5-二氯三氟甲苯的工艺。
发明内容
本发明的目的在于提供一种反应选择性高,安全环保,能够明显提高目标产物2,5-二氯三氟甲苯的收率和纯度的连续流合成方法。
本发明提供了一种连续流合成2,5-二氯三氟甲苯的方法,所述方法是在连续流反应器中进行的,连续流反应器包括气液混合模块、反应模块和气液分离模块;所述方法包括以下步骤:
(1)将邻氯三氟甲苯、催化剂混合,得到物料1;
(2)将物料1和氯气输入气液混合模块,得到物料2;将物料2输入反应模块,得到物料3;物料3输入气液分离模块,收集分离出的液体;
(3)将分离出的液体进行后处理,得到2,5-二氯三氟甲苯。
进一步地,步骤(1)中,物料1中还包括助催化剂。
进一步地,步骤(1)中,所述催化剂为铁催化剂;所述助催化剂为含卤素的催化剂;所述邻氯三氟甲苯、催化剂和助催化剂之间的重量比为1:
(0.001~0.5):(0.0001~0.05)。
进一步地,所述铁催化剂选自铁粉、二氯化铁、三氯化铁、四氧化三铁中的一种或多种;所述含卤素的催化剂选自溴素、溴苯、碘、碘苯中的一种或多种;所述邻氯三氟甲苯、催化剂和助催化剂之间的重量比为1:0.1:0.01。
进一步地,步骤(2)中,物料2在反应模块停留的时间为3~60min;气液混合模块的温度设置为-5~50℃;反应模块的温度设置为-5~50℃;
和/或,步骤(2)中,物料1输入气液混合模块的流速为10~1000mL/min;氯气输入气液混合模块的流速为1~200L/min。
进一步地,步骤(2)中,物料2在反应模块停留的时间为10min;气液混合模块的温度设置为0~30℃,优选为0℃;反应模块的温度设置为0~30℃,优选为0℃;
和/或,步骤(2)中,物料1输入气液混合模块的流速为10mL/min;氯气输入气液混合模块的流速为6L/min。
进一步地,步骤(1)中,物料1中还包含溶剂,所述溶剂为无机溶剂或有机溶剂;
优选地,所述溶剂选自浓盐酸、二氯甲烷、二氯乙烷、四氯化碳、三氯甲烷中的一种或多种,所述邻氯三氟甲苯与溶剂之间的体积比为1:(0~5)。
进一步地,步骤(3)中,所述后处理方法为:将分离出的液体加入冰水中,析出2,5-二氯三氟甲苯粗品;将2,5-二氯三氟甲苯粗品精馏后得到2,5-二氯三氟甲苯。
进一步地,精馏的真空度为0~30mmHg,精馏的温度为60~120℃。
进一步地,精馏的真空度为5mmHg,精馏的温度为100℃。
本发明的连续流反应器可以是连续流微通道反应器或连续流管式反应器。
连续流反应器中的气液混合模块能够将输入的气体和液体混合均匀,然后输出到下一工序。反应模块能够为输入的物料提供反应场所,反应结束后输出到下一工序。气液分离模块能够将输入的气体和液体分离,并分别输出。
与现有技术相比,本发明合成2,5-二氯三氟甲苯的方法具有以下优势:
1、本发明通过连续流反应器高选择性地合成了2,5-二氯三氟甲苯,极大地减少了副产物的产生,缩短了反应时间,提高了生产效率,提高了产物的收率和纯度。
2、本发明连续流催化氯化合成2,5-二氯三氟甲苯的方法采用连续流合成工艺,当工艺操作达到定态时,反应器内物料的组成、以及温度等状态参数不随时间而变化,反应是一个稳态过程;本发明合成方法的生产过程和产品质量都更稳定。
总之,本发明连续流催化氯化合成2,5-二氯三氟甲苯的方法安全、高效、操作简单、易于大规模生产,能够明显提高目标产物2,5-二氯三氟甲苯的收率和纯度,应用前景广阔。
显然,根据本发明的上述内容,按照本领域的普通技术知识和惯用手段,在不脱离本发明上述基本技术思想前提下,还可以做出其它多种形式的修改、替换或变更。
以下通过实施例形式的具体实施方式,对本发明的上述内容再作进一步的详细说明。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实例。凡基于本发明上述内容所实现的技术均属于本发明的范围。
附图说明
图1为本发明利用连续流反应器合成2,5-二氯三氟甲苯的工艺流程示意图。
具体实施方式
本发明所用原料与设备均为已知产品,通过购买市售产品所得。
实施例1、利用连续流反应器合成2,5-二氯三氟甲苯的方法
连续流反应器包括顺序连接的气液混合模块、反应模块、气液分离模块。反应路线如下:
Figure BDA0003252903220000031
反应操作如下:
取50g邻氯三氟甲苯与5g三氯化铁、0.5g溴苯混合均匀,通过计量泵输送进入气液混合模块,流速为10mL/min;将氯气通过气体流量计输送进入气液混合模块,流速为6L/min。在气液混合模块停留0.5min后,进入反应模块充分反应,在反应模块停留时间为10min,气液混合模块和反应模块温度均设定为0℃。然后进入气液分离模块,收集分离出的液体。
最后将分离出的液体加入冰水混合物,析出2,5-二氯三氟甲苯粗品;然后将粗品于5mmHg,100℃下精馏得到54.3g 2,5-二氯三氟甲苯纯品,所得2,5-二氯三氟甲苯纯品的GC纯度为99.5%,收率为91%。
实施例2、利用连续流反应器合成2,5-二氯三氟甲苯的方法
参照实施例1的方法利用连续流反应器合成2,5-二氯三氟甲苯,区别仅在于不加助催化剂溴苯。实施例2所得2,5-二氯三氟甲苯纯品的GC纯度为98.5%,收率为55%。
实施例3、利用连续流反应器合成2,5-二氯三氟甲苯的方法
参照实施例1的方法利用连续流反应器合成2,5-二氯三氟甲苯,区别仅在于不加催化剂三氯化铁,也不加助催化剂三氯化铁。实施例3所得2,5-二氯三氟甲苯纯品的GC纯度为95.5%,收率为34%。
实施例4、利用连续流反应器合成2,5-二氯三氟甲苯的方法
参照实施例1的方法利用连续流反应器合成2,5-二氯三氟甲苯,区别仅在于气液混合模块和反应模块温度均设定为10℃。实施例4所得2,5-二氯三氟甲苯纯品的GC纯度为98.9%,收率为88%。
实施例5、利用连续流反应器合成2,5-二氯三氟甲苯的方法
参照实施例1的方法利用连续流反应器合成2,5-二氯三氟甲苯,区别仅在于气液混合模块和反应模块温度均设定为20℃。实施例5所得2,5-二氯三氟甲苯纯品的GC纯度为99.1%,收率为84%。
实施例6、利用连续流反应器合成2,5-二氯三氟甲苯的方法
参照实施例1的方法利用连续流反应器合成2,5-二氯三氟甲苯,区别仅在于气液混合模块和反应模块温度均设定为30℃。实施例6所得2,5-二氯三氟甲苯纯品的GC纯度为99.0%,收率为81%。
实施例7、利用连续流反应器合成2,5-二氯三氟甲苯的方法
参照实施例1的方法利用连续流反应器合成2,5-二氯三氟甲苯,区别仅在于气液混合模块和反应模块温度均设定为40℃。实施例6所得2,5-二氯三氟甲苯纯品的GC纯度为98.7%,收率为76%。
实施例8、利用连续流反应器合成2,5-二氯三氟甲苯的方法
参照实施例1的方法利用连续流反应器合成2,5-二氯三氟甲苯,区别仅在于气液混合模块和反应模块温度均设定为50℃。实施例6所得2,5-二氯三氟甲苯纯品的GC纯度为96.6%,收率为63%。
上述实验结果表明,本发明通过连续流反应器高选择性地合成了2,5-二氯三氟甲苯,极大地减少了副产物的产生,缩短了反应时间,得到了高收率和高纯度的产物2,5-二氯三氟甲苯。特别地,根据实施例1、4-6可以看出,在催化剂和助催化剂存在下,于0~30℃下反应得到的产物2,5-二氯三氟甲苯的纯度高达99%以上,收率高达81%以上。
综上,本发明提供了一种连续流催化氯化合成2,5-二氯三氟甲苯的方法。本发明的合成方法比起传统方法具有更高的选择性,极大降低了副产物的产生,减少了反应时间,提高了生产效率,得到了高收率和高纯度的2,5-二氯三氟甲苯,具有很好的工业化应用前景。

Claims (10)

1.一种连续流合成2,5-二氯三氟甲苯的方法,其特征在于:所述方法是在连续流反应器中进行的,连续流反应器包括气液混合模块、反应模块和气液分离模块;所述方法包括以下步骤:
(1)将邻氯三氟甲苯、催化剂混合,得到物料1;
(2)将物料1和氯气输入气液混合模块,得到物料2;将物料2输入反应模块,得到物料3;物料3输入气液分离模块,收集分离出的液体;
(3)将分离出的液体进行后处理,得到2,5-二氯三氟甲苯。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:步骤(1)中,物料1中还包括助催化剂。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于:步骤(1)中,所述催化剂为铁催化剂;所述助催化剂为含卤素的催化剂;所述邻氯三氟甲苯、催化剂和助催化剂之间的重量比为1:(0.001~0.5):(0.0001~0.05)。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于:所述铁催化剂选自铁粉、二氯化铁、三氯化铁、四氧化三铁中的一种或多种;所述含卤素的催化剂选自溴素、溴苯、碘、碘苯中的一种或多种;所述邻氯三氟甲苯、催化剂和助催化剂之间的重量比为1:0.1:0.01。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:步骤(2)中,物料2在反应模块停留的时间为3~60min;气液混合模块的温度设置为-5~50℃;反应模块的温度设置为-5~50℃;
和/或,步骤(2)中,物料1输入气液混合模块的流速为10~1000mL/min;氯气输入气液混合模块的流速为1~200L/min。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于:步骤(2)中,物料2在反应模块停留的时间为10min;气液混合模块的温度设置为0~30℃,优选为0℃;反应模块的温度设置为0~30℃,优选为0℃;
和/或,步骤(2)中,物料1输入气液混合模块的流速为10mL/min;氯气输入气液混合模块的流速为6L/min。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:步骤(1)中,物料1中还包含溶剂,所述溶剂为无机溶剂或有机溶剂;
优选地,所述溶剂选自浓盐酸、二氯甲烷、二氯乙烷、四氯化碳、三氯甲烷中的一种或多种,所述邻氯三氟甲苯与溶剂之间的体积比为1:(0~5)。
8.根据权利要求1~7任一项所述的方法,其特征在于:步骤(3)中,所述后处理方法为:将分离出的液体加入冰水中,析出2,5-二氯三氟甲苯粗品;将2,5-二氯三氟甲苯粗品精馏后得到2,5-二氯三氟甲苯。
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于:精馏的真空度为0~30mmHg,精馏的温度为60~120℃。
10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于:精馏的真空度为5mmHg,精馏的温度为100℃。
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