CN118164940A - 一种苯酞的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于化学化工技术领域，具体涉及一种苯酞的制备方法。所述制备方法包括以下步骤：将邻甲基苯甲酸溶于无水乙醇，加入硫酰氯以偶氮二异丁腈为催化剂，进行取代反应，反应完成后脱去乙醇，获得邻甲基氯苯甲酸；以甲苯为溶剂，所述邻甲基氯苯甲酸与液碱进行环合反应，获得苯酞。本发明中原料价格便宜，市场易得，邻甲基苯甲酸不属于危险化学品，安全性高，本发明所述的制备方法工艺简单，收率高，达到了93％，且制得的苯酞纯度较高，达到了99％。

Description

一种苯酞的制备方法

技术领域

本发明属于化学化工技术领域，具体涉及一种苯酞的制备方法。

背景技术

苯酞，又名邻羟基甲基苯甲酸内酯，纯品为针状或片状结晶，易溶于醇、醚和热水，极微溶于冷水。苯酞是精细化学品的中间体，医药方面用于生产抗凝血药苯基茚满二酮及苯噻啶、抗焦虑药多虑平、以及泻药等；农药方面用于生产杀菌剂四氯苯酞；此外还可用于染料中间体1,4-二氯蒽醌和1-氯蒽醌等的合成。

目前，苯酞的合成方法主要有以下几种：邻苯二甲酰胺还原法、使用锌-醋酸等为还原剂，还原邻苯二甲酸酐、苯酐加氢法；但由于邻苯二甲酰胺原料价格昂贵，且使用邻苯二甲酰胺为原料的方法合成苯酞对环境的污染较为严重，因此已经面临淘汰，且使用该方法得到的苯酞纯度为95％，收率为80％。而使用苯酐加氢法中反应均需要在高温加氢加压下于高压釜中进行，产物后处理成本比较高，面临着副产物多，收率较低等缺点，加氢过程中会产生多种副产物，且加氢反应为为强烈的放热反应，氢气在高温高压下与钢材接触，钢材内的碳分子易与氢气发生反应生成碳氢化合物，使钢制设备强度降低，发生氢脆，且反应尾气中有未完全反应的氢气和其他杂质在排放时易引发着火或爆炸。

有鉴于此，本发明需要提供一种收率更高的苯酞的制备方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术中制得的苯酞收率低的缺陷，提供一种苯酞的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案进行。

本发明的提供一种苯酞的制备方法，包括以下步骤：

将邻甲基苯甲酸溶于无水乙醇，加入硫酰氯以偶氮二异丁腈为催化剂，进行取代反应，反应完成后脱去无水乙醇，获得邻甲基氯苯甲酸；

以甲苯为溶剂，所述邻甲基氯苯甲酸与液碱进行环合反应，获得苯酞。

其中，偶氮二异丁腈不仅是取代反应的催化剂，在下一步的环合反应中还有一定的引发作用。液碱作为环合反应的原料，能够中和取代过程中副反应产生的氯化氢和亚硫酸。

邻甲基苯甲酸可溶解于甲醇和乙醇中。由于邻甲基苯甲酸在乙醇中的溶解度高，且不属于重点监管的危险化学品，为满足安全生产的需求，本发明中选用无水乙醇作为邻甲基苯甲酸的溶剂。

本发明中，采用气相色谱分析来确认反应釜中邻甲基苯甲酸的含量，当色谱中不在出现邻甲基苯甲酸的波峰的时候，反应结束。

本发明的一些实施方案中，所述取代反应的温度为78-82℃。当取代反应温度低于该温度时，取代反应不完全，当反应温度超过该温度时，反应剧烈，容易失控，会产生副产物，如氯化氢和亚硫酸，从而使苯酞的得率变低。且在取代反应中要求乙醇不含水。

本发明的一些实施方案中，所述取代反应的时间为5-7小时。

本发明的一些具体实施方案中，所述取代反应的时间为6小时。

本发明中，当取代反应的时间低于5小时，反应不完全；当取代反应时间超过7小时，会造成生产浪费，降低了生产效率。

本发明的一些实施方案中，所述环合反应的温度为58-62℃。当环合反应温度低于该温度时，环合反应不完全；当环合反应温度高于该温度时，环合反应副反应过多，容易失控，从而使苯酞的得率变低。

本发明的一些实施方案中，所述环合反应的时间为2-4小时。

本发明的一些具体实施方案中，所述环合反应的时间为2-4小时。

本发明中，当环合反应的时间低于2小时，反应不完全；当环合反应时间超过4小时，会造成生产浪费，降低了生产效率。

本发明的一些实施方案中，所述邻甲基苯甲酸，无水乙醇，硫酰氯和偶氮二异丁腈的质量比为350-400:550-650:360-390:0.2-0.4。

本发明中，若硫酰氯添加过多，会与水产生化学反应，生成过多的氯化氢和亚硫酸，该副反应的产生在浪费原料的同时产生过多的三废，会增加环保压力。

本发明的一些实施方案中，所述邻甲基苯甲酸，甲苯和液碱的质量比为350-400:640-660:370-390。

本发明的一些实施方式中，所述液碱的质量浓度为25-35％。

本发明的一些实施方案中，当取代反应结束后，将获得的产物冷却至20-40℃，再将反应液加入环合釜中进行环合反应。

本发明的一些实施方案中，所述脱去无水乙醇是在80-90℃下常压蒸馏进行。

本发明的一些实施方案中，所述环合反应之后，脱出反应产物中的甲苯，加入甲醇和活性炭，升温回流25-35分钟，经过滤，冷却结晶，离心，干燥后得到苯酞。其中，甲醇作为溶剂，溶解粗品；活性炭吸附溶液中的杂质，脱色，使滤液透明纯净。

本发明的一些实施方案中，当所述环合反应结束后，将反应产物冷却至30℃，静置分层，分弃下层水相，有机相加水洗涤两次至中性，将洗涤好的物料脱出甲苯，加入甲醇和活性炭，升温回流25-35分钟，经过滤，冷却结晶，离心，干燥后得到苯酞。经过在水洗过程分层和水洗后，偶氮二异丁腈进入废水。

本发明的一些实施方案中，所述升温回流的温度为150-170℃。

本发明的一些实施方案中，脱出甲苯采用减压蒸馏的方法。

本发明的一些具体实施方案中，所述减压蒸馏在-0.09MPa，55-75℃左右进行。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明中以偶氮二异丁腈作为催化剂，将硫酰氯滴加入邻甲基苯甲酸的乙醇溶液中，进行取代反应，获得邻甲基氯苯甲酸；以甲苯为溶剂，将所述邻甲基氯苯甲酸与液碱进行环合反应，获得苯酞。该方法中使用的原料价格便宜，市场易得，邻甲基苯甲酸不属于危险化学品，安全性高。且偶氮二异丁腈不仅可作为取代反应的催化剂，还能对环合反应有一定的引发作用。液碱作为环合反应的原料，能够中和取代过程中副反应产生的氯化氢和亚硫酸。

(2)本发明中所述的制备方法与邻苯二甲酰胺还原法和苯酐加氢法相比，本发明中化学反应条件容易达到、反应副产物较少、苯酞的收率高；且反应过程产生的废气、废水可通过水吸收+碱吸收及微电解+中和+厌氧流化+好氧生化的方法进行处理，处理方法简单，与邻苯二甲酰胺还原法和苯酐加氢法相比，对环境的污染较小。

(3)本发明中所述的制备方法原料易得，工艺简单，苯酞的收率高，达到了93％，且制得的苯酞纯度较高，达到了99％，为苯酞的合成研究提供了一个新的途径。

附图说明

图1为本发明中制备苯酞的工艺流程图。

图2为本发明中取代反应方程式图。

图3为本发明中环合反应方程式图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明，但不应理解为本发明的限制。如未特殊说明，下述实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段，下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。

目前苯酞的合成方法主要有：邻苯二甲酰胺还原法和苯酐加氢法：邻苯二甲酰胺还原法中使用到的原材料价格昂贵，且合成方法对环境的污染严重，已经面临淘汰，且得到的苯酞纯度为95％，收率为80％，收率较低；而使用苯酐加氢法合成苯酞副产物多，收率较低，且反应需要再高温高压下，反应尾气中有未完全反应的氢气和其他杂质在排放时易引发着火或爆炸。

本发明提供了供一种收率更高的苯酞的制备方法，包括以下步骤：

将邻甲基苯甲酸溶于无水乙醇，加入硫酰氯以偶氮二异丁腈为催化剂，进行取代反应，反应完成后脱去无水乙醇，获得邻甲基氯苯甲酸；

以甲苯为溶剂，所述邻甲基氯苯甲酸与液碱进行环合反应，获得苯酞。

该方法中使用的原料价格便宜，市场易得，邻甲基苯甲酸不属于危险化学品，安全性高。且偶氮二异丁腈不仅可作为取代反应的催化剂，还能对环合反应有一定的引发作用。液碱作为环合反应的原料，能够中和取代过程中副反应产生的氯化氢和亚硫酸。

进一步地，所述取代反应的温度为80℃±2℃；所述取代反应的时间为5-7小时。在该反应条件下，反应能够顺利进行且反应的副产物较少。

进一步地，所述环合反应的温度为60±2℃；所述环合反应的时间为2-4小时。在该反应条件下，反应能够顺利进行且反应的副产物较少。

进一步地，所述邻甲基苯甲酸，无水乙醇，硫酰氯和偶氮二异丁腈的质量比为350-400:550-650:360-390:0.2-0.4。

进一步地，所述邻甲基苯甲酸，甲苯和液碱的质量比为350-400:640-660:370-390。

进一步地，所述液碱即氢氧化钠溶液，质量浓度为25-35％。

进一步地，所述环合反应之后，脱出反应产物中的甲苯，加入甲醇和活性炭，升温回流25-35分钟，经过滤，冷却结晶，离心，干燥后得到苯酞。使用本发明所述的方法制备苯酞，原料易得，工艺简单，苯酞的收率高，达到了93％，且制得的苯酞纯度较高，达到了99％，为苯酞的合成研究提供了一个新的途径。

实施例1：一种苯酞的制备方法

在本方法中取代反应温度在80℃±2℃，环合反应温度在60±2℃范围内均能达到与上述实验结果相近的实验结果，因此，在实施例1中以取代反应温度为80℃、环合反应温度为60℃进行说明，参见图1，具体如下所述：

(1)取代反应

在反应釜中加入计量的邻甲基苯甲酸(392kg)、无水乙醇(600kg)和偶氮二异丁腈(0.3kg)(以下简称AIBN)，搅拌下升温到75℃以上，使邻甲基苯甲酸充分溶解后，开始滴入硫酰氯，反应釜外水冷却，控制温度在80℃，采用气相色谱跟踪分析(根据色谱中峰面积的变化来确定邻甲基苯甲酸的含量，当色谱中不在出现波峰的时候，反应结束)，6小时左右滴加结束，共滴加387kg硫酰氯，反应完成，冷却到30℃左右反应液进入环合釜。

取代反应以偶氮二异丁腈作为催化剂，将硫酰氯滴加入邻甲基苯甲酸的乙醇溶液中，进行反应，获得邻甲基氯苯甲酸，取代反应方程式如图2所示。

(2)环合反应

将取代反应获得的反应液排入在环合釜中，在常压蒸馏(80℃以上)开始脱出无水乙醇，釜温到达120℃，确保乙醇能够完全蒸出，蒸出的乙醇经冷凝后后还可回收利用，冷却到60℃后加入甲苯(650kg)，滴加质量浓度为30％液碱(386kg)，滴加后保温3小时结束，冷却到30℃，静置分层，分弃下层水相，有机相加水洗涤两次至中性，将洗涤好的物料加入到蒸馏脱色釜中。

环合反应以30％液碱和取代反应的反应产物邻甲基氯苯甲酸为原料，以甲苯为溶剂，进行反应，其反应方程式如图3所示。

(3)后处理

水洗后物料加入蒸馏脱色釜中，在-0.09MPa，60℃左右减压蒸馏脱出甲苯，蒸馏结束后将装置改成回流状态，搅拌下一次性加入甲醇(320kg)溶解，加入活性炭升温到160℃左右进行回流，保持30分钟，然后通过过滤器(型号CF-10)循环过滤，除去活性炭，得纯清透明滤液后加入到结晶釜中，冷却到10℃进行结晶，10℃保温1小时，1000r/min离心约30分钟，得到白色的苯酞，滤液循环套用。邻甲基苯甲酸湿品进入烘房，温度控制在65℃左右进行干燥，干燥后得到345.4kg苯酞固体，纯度为99％的成品，收率93％。

实施例2：一种苯酞的制备方法

在本方法中取代反应温度在80℃±2℃，环合反应温度在60±2℃范围内均能达到与上述实验结果相近的实验结果，因此，在实施例2中以取代反应温度为80℃、环合反应温度为60℃进行说明，具体如下所述：

(1)取代反应

在反应釜中加入计量的邻甲基苯甲酸(400kg)、无水乙醇(650kg)和偶氮二异丁腈(0.3kg)(以下简称AIBN)，搅拌下升温到75℃以上，使邻甲基苯甲酸充分溶解后，开始滴入硫酰氯，反应釜外水冷却，控制温度在80℃，采用气相色谱跟踪分析(根据色谱中峰面积的变化来确定邻甲基苯甲酸的含量，当色谱中不在出现波峰的时候，反应结束)，7小时左右滴加结束，共滴加390kg硫酰氯，反应完成，冷却到30℃左右反应液进入环合釜。

(2)环合反应

将取代反应获得的反应液排入在环合釜中，在常压蒸馏(80℃以上)开始脱出无水乙醇，釜温到达120℃，确保乙醇能够完全蒸出，蒸出的乙醇经冷凝后后还可回收利用，冷却到60℃加入甲苯(660kg)，滴加质量浓度为30％的液碱(390kg)，滴加后保温4小时结束，冷却到30℃，静置分层，分弃下层水相，有机相加水洗涤两次至中性，将洗涤好的物料加入到蒸馏脱色釜中。

(3)后处理

水洗后物料加入蒸馏脱色釜中，在-0.09MPa，60℃左右减压蒸馏脱出甲苯，蒸馏结束后将装置改成回流状态，搅拌下一次性加入甲醇(320kg)溶解，加入活性炭升温到160℃左右进行回流，保持30分钟，然后通过过滤器(型号CF-10)循环过滤，除去活性炭，得纯清透明滤液后加入到结晶釜中，冷却到10℃进行结晶，10℃保温1小时，1000r/min离心约30分钟，得到白色的苯酞，滤液循环套用。邻甲基苯甲酸湿品进入烘房，温度控制在65℃左右进行干燥，干燥后得到苯酞固体353kg，纯度为97.6％的成品，收率92％。

实施例3：一种苯酞的制备方法

在本方法中取代反应温度在80℃±2℃，环合反应温度在60±2℃范围内均能达到与上述实验结果相近的实验结果，因此，在实施例3中以取代反应温度为80℃、环合反应温度为60℃进行说明，具体如下所述：

(1)取代反应

在反应釜中加入计量的邻甲基苯甲酸(350kg)、无水乙醇(550kg)和偶氮二异丁腈(0.3kg)(以下简称AIBN)，搅拌下升温到75℃以上，使邻甲基苯甲酸充分溶解后，开始滴入硫酰氯，反应釜外水冷却，控制温度在80℃，采用气相色谱跟踪分析(根据色谱中峰面积的变化来确定邻甲基苯甲酸的含量，当色谱中不在出现波峰的时候，反应结束)，5小时左右滴加结束，共滴加360kg硫酰氯，反应完成，冷却到30℃左右反应液进入环合釜。

(2)环合反应

将取代反应获得的反应液排入在环合釜中，在常压蒸馏(80℃以上)开始脱出无水乙醇，釜温到达120℃，确保乙醇能够完全蒸出，蒸出的乙醇经冷凝后后还可回收利用，冷却到60℃加入甲苯(640kg)，滴加液碱(370kg)，滴加后保温2小时结束，冷却到30℃，静置分层，分弃下层水相，有机相加水洗涤两次至中性，将洗涤好的物料加入到蒸馏脱色釜中。

(3)后处理

水洗后物料加入蒸馏脱色釜中，在-0.09MPa，60℃左右减压蒸馏脱出甲苯，蒸馏结束后将装置改成回流状态，搅拌下一次性加入甲醇(320kg)溶解，加入活性炭升温到160℃左右进行回流，保持30分钟，然后通过过滤器(型号CF-10)循环过滤，除去活性炭，得纯清透明滤液后加入到结晶釜中，冷却到10℃进行结晶，10℃保温1小时，1000r/min离心约30分钟，得到白色的苯酞，滤液循环套用。邻甲基苯甲酸湿品进入烘房，温度控制在65℃左右进行干燥，干燥后得到苯酞固体，苯酞固体308kg，纯度为99％的成品，收率89％。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种苯酞的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将邻甲基苯甲酸溶于无水乙醇，加入硫酰氯以偶氮二异丁腈为催化剂，进行取代反应，反应完成后脱去无水乙醇，获得邻甲基氯苯甲酸；

以甲苯为溶剂，所述邻甲基氯苯甲酸与液碱进行环合反应，获得苯酞。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述取代反应的温度为78-82℃。

3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述取代反应的时间为5-7小时。

4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述环合反应的温度为58-62℃。

5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述环合反应的时间为2-4小时。

6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述邻甲基苯甲酸，无水乙醇，硫酰氯和偶氮二异丁腈的质量比为350-400:550-650:360-390:0.2-0.4。

7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述邻甲基苯甲酸，甲苯和液碱的质量比为350-400:640-660:370-390。

8.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述液碱的质量浓度为25-35％。

9.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述脱去无水乙醇是在80-90℃下常压蒸馏进行。

10.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述环合反应之后，脱出反应产物中的甲苯，加入甲醇和活性炭，升温回流25-35分钟，经过滤，冷却结晶，离心，干燥后得到苯酞。