一种紫外光诱导催化制备对二氯苄的方法技术

本发明专利技术所述的一种紫外光诱导催化制备对二氯苄的方法，其包括以下步骤：步骤一，在反应釜中加入对二甲苯，催化剂，然后缓慢升温到一定温度；开启紫外灯，并开始从底部(或者用导气管插入底部)通入氯气，控制氯气通入速率，以尾气吸收液轻微鼓泡为宜。当温度升至100度，停止加热，保温，恒温通氯气反应。5个小时以后，气相色谱监控反应进程，得到高温反应液。步骤二，在另外一个配有强力搅拌的釜中，预加入大量的水，在强力搅拌下，步骤一的反应液迅速加入到水中，形成大量白色沉淀。步骤三，抽滤，得到的白色固体用水漂洗几次。步骤四，干燥，即得到目标产物，对二氯苄。

【技术实现步骤摘要】
一种紫外光诱导催化制备对二氯苄的方法
本专利技术涉及有机化工合成领域，具体地，涉及一种对二氯苄合成方法。
技术介绍
对二氯苄是一种重要的化工原料，外观为白色晶体或粉末，熔点为98-102摄氏度。可以用于生产对苯二甲醇；对苯二甲醛；对苯二甲基二甲醚等下游化工原料；以对二氯苄为交联剂可以合成聚砜中空纤维纳滤复合膜；也是一种重要的医药中间体；另外在染料、污水处理剂合成上也有广泛应用。有很多种方法还合成对二氯苄，例如，以对苯二甲醇做原料，以NMP为溶剂，通过苯甲酰氯氯化(CN106187674)；或者用二氯甲烷作溶剂，用氯化亚砜氯化(有机化学，36，137-142；2016)。以苯和多聚甲醛为原料，(JournaloftheChileanChemicalSociety,58(4),2196-2199；2013)，通入盐酸来制备，收率可达到62％；或者加入催化剂以促进反应进行(JournaloftheIranianChemicalSociety,8(1),131-141；2011)。氯化对甲基氯苄(ScienceofSynthesis,35,139-153；2007)；多聚甲醛和氯苄为原料然后再用盐酸氯化(精细化工,25(6),525-528；2008)等。以上方法只适合在实验室小量制备，从原料成本等方面考虑，并不适合生产应用。目前工业生产都是以对二甲苯氯化的方式来生产对二氯苄。例如专利CN104402698以对二甲苯为原料，在60-85摄氏度，氮气保护下，光照下氯化，可以得到对二氯苄含量20-35％的反应液。CN104230653公开了对二甲苯在80摄氏度光照下氯化，控制产品含量到35％，停止氯化，然后通过闪蒸，精馏得到终产品。CN105294392和CN105384595公开了以对二甲苯为原料，以六氟苯或者十六氟庚烷为溶剂，或者不使用溶剂的情况下，加入“高温熔融盐”，即1-十二基-3-甲基咪唑氯盐或者1-丁基-2，3-甲基咪唑氯盐为催化剂，在110-120度氯化的方法，可以得到对二氯苄含量80％的反应液，然后通过降温，分液，得到对二氯苄粗品，最后再精馏得到终产品。以上方法要么使用其他溶剂，要么使用对二甲苯做溶剂，同时也是原料的方式来氯化，都存在转化率低，成本高等问题；而且后处理上不管是通过闪蒸或者分液方式，最终只能得到含量不高的粗品，必须经过高温减压精馏才能得到最终产物，整个工艺流程长，对设备要求高，因此环保压力和成本压力都比较高。
技术实现思路
本专利技术目的是提供一种紫外光诱导催化制备对二氯苄的合成工艺，具有反应速度快，转化率高，收率高，工艺流程简单，设备要求简单，成本低，操作方便等优点。本专利技术所述的一种紫外光诱导催化制备对二氯苄的方法，其包括以下步骤：步骤一，在反应釜中加入对二甲苯，催化剂，然后缓慢升温到一定温度；开启紫外灯，并开始从底部(或者用导气管插入底部)通入氯气，控制氯气通入速率，以尾气吸收液轻微鼓泡为宜。当温度升至100摄氏度，停止加热，保温在99-110摄氏度，恒温通氯气反应。5个小时以后，气相色谱监控反应进程，当色谱上三氯化合物，四氯化合物等高氯化产物总含量到3％的时候，停止通氯气，仍保持恒温。得到高温反应液。步骤二，在另外一个配有强力搅拌的釜中，预加入大量的水，在强力搅拌下，步骤一的反应液迅速加入到水中，形成大量白色沉淀。整个体系处于一种高温状态，不需要降温，直接精心下一步操作。步骤三，抽滤，得到的白色固体用水漂洗几次。步骤四，干燥，即得到目标产物，对二氯苄。其中，优选的技术方案如下：步骤一中催化剂的使用量为对二甲苯的千分之三到千分之五。步骤一中开启紫外灯和开始通氯气的温度为40-85摄氏度，以80摄氏度最佳。步骤一中反应过程中不需要搅拌，氯气从底部或者把导气管插入底部通入氯气。步骤一中反应温度为99-110摄氏度为宜，可以超过110摄氏度，但必须不能低于99摄氏度。步骤一中氯气通入速率根据反应进行情况调节，以尾气轻微鼓泡为宜。步骤一中反应终点，以气相色谱中高氯物，即三氯化合物，四氯化合物等的总含量来判断，以总含量达到2-4％为宜，其中优选的是当总含量达到3％时停止通氯气。步骤一中停止通氯气后，继续保持99-110摄氏度恒温，不需要采用降温措施。步骤二中加入步骤一的反应液时必须强力搅拌。步骤二中形成热水和产品共混的状态，不需要搅拌，直接抽滤。步骤三中得到的白色固体需要用水洗涤三次。步骤四中优选使用沸腾床干燥或者耙式干燥器干燥。与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：1工艺过程简单，设备要求简单，易于操作，成本低，便于工业化生产。本专利技术的技术方案，只需要氯化反应，然后在水中沉淀，最后过滤干燥四步操作，就可以得到对二氯苄，没有复杂的或苛刻的操作过程，例如已有工艺中的闪蒸，高温减压蒸馏等；也不要额外的升温，降温等步骤，因此工艺过程简单，易于操作，工人也不容易误操作。整个生产过程中，只需要氯化釜，沉淀釜，以及过滤设备和干燥设备，设备需求少，而且都是简单常见的设备；因此整个生产工艺成本低，便于工业化。2溶剂，助剂使用量少，反应速度快，反应转化率高，收率高本专利技术技术方案中没有使用任何溶剂，只涉及到反应原料对二甲苯，以及少量催化剂，减少了溶剂，助剂使用过程中三废的产生，同时也降低了成本。在反应过程中，开始反应时，对二甲苯即是反应原料，同时也起到溶剂的作用；随着反应进行，产品对二氯苄逐渐增加，因为对二氯苄的熔点是98-102摄氏度，因此，在本专利技术技术方案中，由于温度适中保持在99-110摄氏度之间，所以对二氯苄适中是液体状态，最终过渡到对二氯苄为溶剂的状态，从而可以使原料完全转化；而不需要象已有技术方案中，为保证体系为液态而在对二氯苄含量到30％-80％的时候，不得不停止反应，无法做到完全转化。反应恒温在99-110摄氏度，即保证了整个体系处于液态，也有效避免了由于温度过高而造成氯气大量逃逸，原料对二甲苯挥发等不良因素。这里特别优选99-110摄氏度反应，是考虑到低温下，例如CN104230653中在80摄氏度反应，得到的对二氯苄是溶解在对二甲苯中的，随着转化的进行，对二氯苄含量逐渐增加，如果不停止反应，会造成产品在釜内固化，带来事故；而更高的温度，例如CN105384595公开的技术方案，反应控制在110-120摄氏度，这个温度范围，整个体系是液态，但氯气在体系中停留时间短，造成利用率偏低，而且整个体系处在一种微沸状态，大量的对二氯苄共沸溢出，在顶端管道等位置凝固，容易造成堵塞，因此99-110摄氏度是我们实际实验和生产中优选出来的最佳温度范围。本专利技术技术方案使用的催化剂是一种氨类的DMF溶液，能有效的进入反应体系，和紫外光共同作用，加速自由基反应的进行，增加反应的速度，缩短反应的时间；在原料完全转化的同时，减少了副产物，也就是高氯化合物的生成。而且由于氨类以及DMF都是易溶于水的，可以在过滤，以及漂洗的过程中去除，避免带给产品新的杂质本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种紫外光诱导催化制备对二氯苄的方法，其包括以下步骤：/n步骤一，在反应釜中加入对二甲苯，催化剂，然后缓慢升温到一定温度；开启紫外灯，并开始从底部(或者用导气管插入底部)通入氯气，控制氯气通入速率，以尾气吸收液轻微鼓泡为宜；当温度升至100摄氏度，停止加热，保温在99-110摄氏度，恒温通氯气反应；5个小时以后，气相色谱监控反应进程，当色谱上三氯化合物，四氯化合物等高氯化产物总含量到3％的时候，停止通氯气，仍保持恒温；得到高温反应液。/n步骤二，在另外一个配有强力搅拌的釜中，预加入大量的水，在强力搅拌下，步骤一的反应液迅速加入到水中，形成大量白色沉淀；整个体系处于一种高温状态，不需要降温，直接进行下一步操作。/n步骤三，抽滤，得到的白色沉淀用水漂洗几次。/n步骤四，干燥白色沉淀，即得到目标产物，对二氯苄。/n

【技术特征摘要】
1.一种紫外光诱导催化制备对二氯苄的方法，其包括以下步骤：
步骤一，在反应釜中加入对二甲苯，催化剂，然后缓慢升温到一定温度；开启紫外灯，并开始从底部(或者用导气管插入底部)通入氯气，控制氯气通入速率，以尾气吸收液轻微鼓泡为宜；当温度升至100摄氏度，停止加热，保温在99-110摄氏度，恒温通氯气反应；5个小时以后，气相色谱监控反应进程，当色谱上三氯化合物，四氯化合物等高氯化产物总含量到3％的时候，停止通氯气，仍保持恒温；得到高温反应液。
步骤二，在另外一个配有强力搅拌的釜中，预加入大量的水，在强力搅拌下，步骤一的反应液迅速加入到水中，形成大量白色沉淀；整个体系处于一种高温状态，不需要降温，直接进行下一步操作。
步骤三，抽滤，得到的白色沉淀用水漂洗几次。
步骤四，干燥白色沉淀，即得到目标产物，对二氯苄。


2.根据权利要求1所述的一种紫外光诱导催化制备对二氯苄的方法，其特征在于，所述步骤一中没有使用任何溶剂，开始只加入对二甲苯和催化剂。


3.根据权利要求1所述的一种紫外光诱导催化制备对二氯苄的方法，其特征在于，反应体系不需要搅拌，利用底部氯气上升的动力来带动反应进行。


4.根据权利要求1所述的一种紫外光诱导催化制备对二氯苄的方法，其特征在于，所述步骤一中使用的催化剂为氨类的DMF溶液。


5...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏旭，
申请(专利权)人：张家港九力新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32