CN114890865B

CN114890865B - 一种氯甲基溴乙基苯的制备方法

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Publication number: CN114890865B
Application number: CN202210817637.4A
Authority: CN
Inventors: 卢凤阳; 于文智; 李强; 袁彬斌; 唐琴; 马南宁; 杨园园; 付文静
Original assignee: Shandong Green Marine Chemical Research Institute Co ltd
Current assignee: Shandong Green Marine Chemical Research Institute Co ltd
Priority date: 2022-07-13
Filing date: 2022-07-13
Publication date: 2023-03-10
Anticipated expiration: 2042-07-13
Also published as: CN114890865A

Abstract

本发明提供了一种氯甲基溴乙基苯，涉及有机合成技术领域。本发明提供的氯甲基溴乙基苯的制备方法，包括以下步骤：将β‑溴苯乙烷、多聚甲醛、磷酸、醋酸和氯化锌混合，通入氯化氢进行氯甲基化反应，得到氯甲基溴乙基苯。本发明以氯化氢和多聚甲醛作为氯甲基化试剂，以氯化锌为催化剂，在磷酸和醋酸存在条件下制备氯甲基溴乙基苯，产物的收率高，纯度高。而且，本发明提供的制备方法，制备原料来源广且成本低，工艺简单，操作简单，无需采用剧毒性的氯甲醚，绿色安全环保，适宜工业化生产。如实施例测试结果所示，本发明提供的制备方法，氯甲基溴乙基苯的收率高达92.06%，纯度高达93.31%，收率高，纯度高。

Description

一种氯甲基溴乙基苯的制备方法

技术领域

本发明涉及有机合成技术领域，具体涉及一种氯甲基溴乙基苯的制备方法。

背景技术

β-溴苯乙烷是一种有机合成中间体，广泛用于医药、农药、工业等领域的原药合成。在医药上用于降血压剂的合成，在农药上用于杀虫剂的合成，在工业上用作新型絮凝剂及分散剂；在感光材料生产中作为黏度调节剂；作为离子交换树脂、交换膜或电镀光泽剂；用于高分子自组装膜、响应性水凝胶、改性驱油聚合物、表面活性剂与聚电解质的相互作用；还可以用于制备对苯乙烯磺酸钠、香料、聚合用单体4-苯乙烯磺酸盐。

目前，对于β-溴苯乙烷的氯甲基化应用研究日渐增多，例如以β-溴苯乙烷为原料，路易斯酸为催化剂，氯甲醚为甲基化试剂合成对氯甲基溴乙基苯，反应式如式1所示。然而，上述方法合成的对氯甲基溴乙基苯的产率仅为29%，产率低。

式1。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种氯甲基溴乙基苯的制备方法，本发明提供的制备方法，产物收率高且纯度高。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种氯甲基溴乙基苯的制备方法，包括以下步骤：

将β-溴苯乙烷、多聚甲醛、磷酸、醋酸和氯化锌混合，通入氯化氢进行氯甲基化反应，得到氯甲基溴乙基苯。

优选的，所述氯甲基溴乙基苯包括2-氯甲基溴乙基苯、3-氯甲基溴乙基苯和4-氯甲基溴乙基苯中的一种或几种。

优选的，所述β-溴苯乙烷与多聚甲醛的摩尔比为1：（4.3~4.37），所述多聚甲醛以甲醛的量计；

所述β-溴苯乙烷与多聚甲醛的摩尔比为1：（4.3~4.37），所述多聚甲醛以甲醛的量计；

所述β-溴苯乙烷、磷酸和醋酸的摩尔比为1：（1.85~1.92）：（3.04~3.11）；

所述β-溴苯乙烷与氯化锌的摩尔比为1：（1.59~1.66）；

所述β-溴苯乙烷与氯化氢的摩尔比为1：（2.71~2.78）；

所述氯甲基化反应的温度为29~45℃，保温时间为3.5~6h。

优选的，所述通入氯化氢的时间为78~82min。

优选的，所述氯甲基化反应后，还包括后处理，所述后处理包括：

将所得氯甲基化反应液进行分相，得到有机相和回收混酸；所述回收混酸循环利用；

将所述有机相依次进行水洗和碱性水溶液洗，得到氯甲基溴乙基苯。

优选的，所述碱性水溶液洗时体系的pH值为7.5~8.5。

本发明提供了一种氯甲基溴乙基苯的制备方法，包括以下步骤：将β-溴苯乙烷、多聚甲醛、磷酸、醋酸和氯化锌混合，通入氯化氢进行氯甲基化反应，得到氯甲基溴乙基苯；所述β-溴苯乙烷与多聚甲醛的摩尔比为1：（4.3~4.37），所述多聚甲醛以甲醛的量计；所述β-溴苯乙烷、磷酸和醋酸的摩尔比为1：（1.85~1.92）：（3.04~3.11）；所述β-溴苯乙烷与氯化锌的摩尔比为1：（1.59~1.66）；所述β-溴苯乙烷与氯化氢的摩尔比为1：（2.71~2.78）；所述氯甲基化反应的温度为29~45℃，保温时间为3.5~6h。本发明以氯化氢和多聚甲醛作为氯甲基化试剂，以氯化锌为催化剂，在磷酸和醋酸存在条件下制备氯甲基溴乙基苯，磷酸极少氧化，不易挥发分解，与醋酸混合作为溶剂，能够减少原料的挥发氧化，β-溴苯乙烷与氯甲基化试剂能充分接触发生反应，产物的收率高，纯度高。本发明提供的制备方法在29~45℃条件下反应3.5~6h即可制备得到氯甲基溴乙基苯，与传统的氯甲基溴乙基苯的制备方法相比，制备条件易控制，反应温度更低，反应时间更短，制备周期短，能耗低，生产成本低。而且，本发明提供的制备方法，制备原料来源广且成本低，工艺简单，操作简单，无需采用剧毒性的氯甲醚，绿色安全环保，适宜工业化生产。如实施例测试结果所示，本发明提供的制备方法，氯甲基溴乙基苯的收率高达92.06%，纯度高达93.31%，收率高，纯度高。

附图说明

图1为实施例1制备的氯甲基溴乙基苯的HPLC谱图；

图2为实施例2制备的氯甲基溴乙基苯的HPLC谱图。

具体实施方式

在本发明中，若无特殊说明，所有的原料组分均为本领域技术人员熟知的市售商品。

在本发明中，所述氯甲基溴乙基苯优选包括2-氯甲基溴乙基苯、3-氯甲基溴乙基苯和4-氯甲基溴乙基苯中的一种或几种。在本发明中，当氯甲基溴乙基苯为2-氯甲基溴乙基苯、3-氯甲基溴乙基苯和4-氯甲基溴乙基苯的混合物时，所述2-氯甲基溴乙基苯、3-氯甲基溴乙基苯和4-氯甲基溴乙基苯的摩尔比优选为9：2~3：38~39，更优选为9：2.5：38~39。

在，所述β-溴苯乙烷与多聚甲醛的摩尔比为1：（4.3~4.37），优选为1：（4.31~4.36），更优选为1：（4.32~4.35），最优选为1：（4.33~4.34），所述多聚甲醛以甲醛的量计。

在本发明中，所述β-溴苯乙烷、磷酸和醋酸的摩尔比为1：（1.85~1.92）：（3.04~3.11），优选为1：（1.86~1.91）：（3.05~3.1），更优选为1：（1.87~1.9：（3.06~3.09，最优选为1：（1.88~1.89）：（3.07~3.08）。

在本发明中，所述β-溴苯乙烷与氯化锌的摩尔比为1：（1.59~1.66），优选为1：（1.6~1.65），更优选为1：（1.62~1.64），最优选为1：1.63。

在本发明中，所述混合的温度优选为29~32℃，更优选为30~31℃；本发明对于所述混合的方式没有特殊限定，能够将原料混合均匀即可，具体如搅拌混合；所述搅拌混合的转速优选为330~350r/min，更优选为340r/min。

在本发明中，所述β-溴苯乙烷与氯化氢的摩尔比为1：（2.71~2.78），优选为1：（2.72~2.77），更优选为1：（2.73~2.76），最优选为1：（2.74~2.75）。在本发明中，所述通入氯化氢的时间优选为78~82min，更优选为79~81min，进一步优选为80min；所述氯化氢的通入流量优选为0.24~0.26L/min，更优选为0.25L/min；在本发明的具体实施例中，优选利用密封性好的管道通入氯化氢，以保证气体通入流量稳定；所述管道的直径优选为2~4mm，更优选为3mm。在本发明中，所述通入氯化氢时体系的温度优选为29~32℃，更优选为30~31℃。

在本发明中，所述氯甲基化反应的温度为29~45℃，优选为35~43℃，更优选为39~42℃；所述氯甲基化反应的保温时间为3.5~6h，优选为3.5~4h，更优选为3.6~3.8h。在本发明中，所述氯甲基化反应为放热反应，优选通过降温控制所述氯甲基化反应的温度。

所述氯甲基化反应后，本发明优选还包括后处理，所述后处理优选包括：将所得氯甲基化反应液进行分相，得到有机相和回收混酸；所述回收混酸循环利用；将所述有机相依次进行水洗和碱性水溶液洗，得到氯甲基溴乙基苯。在本发明中，所述分相优选在静置条件下进行，所述静置的时间优选为0.5~1h；所述静置的温度优选为室温。在本发明中，所述碱性水溶液优选包括碱性试剂和水，所述碱性试剂优选包括碳酸钠、碳酸氢钠和碳酸钾中的一种或几种；所述碱性试剂和水的质量比优选为1：（3.5~4.0），更优选为1：（3.6~3.9），进一步优选为1：（3.7~3.8）。在本发明中，所述碱性水溶液洗时体系的pH值优选为7.5~8.5，更优选为7.8~8.3，进一步优选为8~8.2；当体系的pH值小于pH时，优选在体系中加入碱性试剂以控制体系pH值在7.5~8.5范围内。本发明在上述弱碱性条件下进行洗涤，能够防止未反应完的原料在酸性条件下反应而生成杂质。

在本发明的具体实施例中，所述将所述有机相依次进行水洗和碱性水溶液洗，得到氯甲基溴乙基苯，具体包括：在所述有机相中加入水第一搅拌混合后第一分相，得到水洗水相和水洗有机相；在所述水洗有机相中加入碱性试剂和水进行第二搅拌混合后第二分相，得到碱洗水相和碱洗有机相（即氯甲基溴乙基苯）；所述水洗水相和碱洗水相回收处理。在本发明中，所述水洗用水与有机相的质量比优选为1：（3.6~5），更优选为1：（3.75~4.5），进一步优选为1：（3.84~4.2）。在本发明中，所述第一分相和第二分相优选在静置条件下进行，所述静置的温度优选为室温，所述静置的时间优选为30~60min，更优选为40~50min。在本发明中，所述第一搅拌混合和第二搅拌混合的转速独立地优选为330~350r/min，更优选为340r/min，时间独立地优选为25~50min，更优选为30~40min。

在本发明中，当所述回收混酸循环利用时，优选包括以下步骤：将β-溴苯乙烷、多聚甲醛、回收混酸和氯化锌混合，通入氯化氢进行氯甲基化反应，得到氯甲基溴乙基苯。在本发明中，所述β-溴苯乙烷的加入量优选为第一次氯甲基化反应过程中β-溴苯乙烷质量的100%；所述多聚甲醛的加入量优选为第一次氯甲基化反应过程中多聚甲醛质量的20~25%，更优选为23%；所述氯化锌的加入量优选为第一次氯甲基化反应过程中氯化锌质量的10~15%，更优选为12.5%；所述氯化氢的通入量优选为第一次氯甲基化反应过程中氯化氢加入量的100%；其他制备条件与前述氯甲基溴乙基苯的制备条件相同，在此不再一一赘述。在本发明中，所述回收混酸的循环利用次数优选为15~20次，循环利用时只需补加少量的氯甲基化试剂（氯化氢和多聚甲醛）和催化剂（氯化锌），生产16批氯甲基溴乙基苯，回收混酸循环利用15次可节省16倍的磷酸和醋酸用量、节省3.59倍的多聚甲醛用量、节省5.58倍氯化锌用量，大大降低了生产原料成本和废酸处理成本，具有很高的经济收益。

下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅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，本领域普通技术人员在没有做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

依次将磷酸50g、醋酸50g、氯化锌60g、β-溴苯乙烷50g和多聚甲醛25g加入到500mL四口反应瓶中，在350r/min的搅拌速度下升温至40℃，在40℃条件下，以0.2L/min的流量通入氯化氢气体20g，通入时间约为1h，然后保温反应6h，在室温条件下静置0.5h分相，得到有机相（上层）和回收混酸（下层）；在有机相中加入去离子水15g，在40℃、350r/min条件下搅拌30min，停止搅拌，在室温条件下静置分相，得到水洗水相（上层）和水洗有机相（下层）；向水洗有机相中加15g去离子水和4g碳酸钠，在40℃、350r/min条件下搅拌30min，进行碱洗30min，在室温条件下静置分相，所得碱洗有机相为氯甲基溴乙基苯（48g，纯度（即氯甲基溴乙基苯含量）为79.88%，收率为76.19%）。

本实施例制备的氯甲基溴乙基苯的HPGC谱图如图1，具体信息如表1所示：

表1 实施例1制备的氯甲基苯乙烯的气相信息

由图1和表1可知，4-氯甲基溴乙基苯纯度为62.93%，3-氯甲基溴乙基苯纯度为4.59%，2-氯甲基溴乙基苯纯度为12.34%。

实施例2

依次将磷酸50g、醋酸50g、氯化锌60g、β-溴苯乙烷50g和多聚甲醛35g加入到500mL四口反应瓶中，在350r/min的搅拌速度下升温至30℃，以0.25L/min的流量通入氯化氢气体26.8g，通入时间约为80min，然后在40℃条件下保温反应3.5h，在室温条件下静置0.5h分相，得到有机相（上层）和回收混酸（下层）；在有机相中加入去离子水15g，在40℃、350r/min条件下搅拌30min，停止搅拌，在室温条件下静置分相，得到水洗水相（上层）和水洗有机相（下层）；向水洗有机相中加15g去离子水和4g碳酸钠，在40℃、350r/min条件下搅拌30min，进行碱洗30min，在室温条件下静置分相，所得碱洗有机相为氯甲基溴乙基苯（58g，纯度为93.31%，收率为92.06%）。

本实施例制备的氯甲基溴乙基苯的HPGC谱图如图2，具体信息如表2所示。

表2 实施例2制备的氯甲基苯乙烯的气相信息

由图2和表2可知，4-氯甲基溴乙基苯纯度为74.16%，3-氯甲基溴乙基苯纯度为4.90%，2-氯甲基溴乙基苯纯度为14.25%。

实施例3

（1）将实施例2得到的回收混酸加入到500mL四口反应瓶中，然后依次加入氯化锌7.5g、β-溴苯乙烷50g和多聚甲醛8.1g，在350r/min的搅拌速度下升温至30℃，以0.25L/min的流量通入氯化氢气体26.8g，通入时间约为80min，然后在40℃条件下保温反应3.5h，在室温条件下静置0.5h分相，得到有机相（上层）和回收混酸（下层）；在有机相中加入去离子水15g，在40℃、350r/min条件下搅拌30min，停止搅拌，在室温条件下静置分相，得到水洗水相（上层）和水洗有机相（下层）；向水洗有机相中加15g去离子水和4g碳酸钠，在40℃、350r/min条件下搅拌30min，进行碱洗30min，在室温条件下静置分相，所得碱洗有机相为氯甲基溴乙基苯。

（2）按照步骤（1）的方法，将步骤（1）得到的回收混酸进行循环利用15次，以步骤（1）作为循环利用1次，循环利用1~15次的产物的量如表3所示：

表3 回收混酸的循环利用结果

由表3可知，回收混酸在进行循环利用15次时，产品收率和纯度均能稳定在82%以上，有效降低了生成成本和废酸处理成本。

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和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种氯甲基溴乙基苯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将β-溴苯乙烷、多聚甲醛、磷酸、醋酸和氯化锌混合，通入氯化氢进行氯甲基化反应，得到氯甲基溴乙基苯；

所述β-溴苯乙烷与多聚甲醛的摩尔比为1：(4.3～4.37)，所述多聚甲醛以甲醛的量计；

所述β-溴苯乙烷、磷酸和醋酸的摩尔比为1：(1.85～1.92)：(3.04～3.11)；

所述β-溴苯乙烷与氯化锌的摩尔比为1：(1.59～1.66)；

所述β-溴苯乙烷与氯化氢的摩尔比为1：(2.71～2.78)；

所述氯甲基化反应的温度为29～45℃，保温时间为3.5～4h；

所述氯甲基溴乙基苯包括2-氯甲基溴乙基苯、3-氯甲基溴乙基苯和4-氯甲基溴乙基苯；

所述氯甲基化反应后，还包括后处理，所述后处理包括：

将所述有机相依次进行水洗和碱性水溶液洗，得到氯甲基溴乙基苯；

当所述回收混酸循环利用时包括以下步骤：将β-溴苯乙烷、多聚甲醛、回收混酸和氯化锌混合，通入氯化氢进行氯甲基化反应，得到氯甲基溴乙基苯；所述β-溴苯乙烷的加入量为第一次氯甲基化反应过程中β-溴苯乙烷质量的100％；所述多聚甲醛的加入量为第一次氯甲基化反应过程中多聚甲醛质量的20～25％；所述氯化锌的加入量为第一次氯甲基化反应过程中氯化锌质量的10～15％；所述氯化氢的通入量优选为第一次氯甲基化反应过程中氯化氢加入量的100％；所述回收混酸的循环利用次数为15～20次。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述通入氯化氢的时间为78～82min。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述碱性水溶液洗时体系的pH值为7.5～8.5。