一种氯苯的电化学制备方法技术

本发明专利技术公开了一种氯苯的电化学制备方法，所述方法包括：将有机溶剂、苯、盐酸和电解质混匀，在恒电流模式下进行电解反应，获得氯苯。本发明专利技术以盐酸为氯源，通过电氧化苯进行氯代反应，以高的法拉第效率，得到氯苯。由于该方法直接使用廉价易得的苯和盐酸作为原料，且唯一的副产物为氢气，符合绿色合成的要求。并且反应的法拉第效率高，具有较好的工业化应用前景。具有较好的工业化应用前景。具有较好的工业化应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种氯苯的电化学制备方法


[0001]本专利技术涉及有机合成
，特别涉及一种氯苯的电化学制备方法。

技术介绍

[0002]氯苯用于生产农药品种三氯杀螨砜、滴滴涕等，还用于合成染料、医药以及其他有机化工产品，也用作乙基纤维素和许多树脂的溶剂以及生产多种中间体，例如对二氯苯、对氯苯磺酸、2，4
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二硝基氯苯、邻硝基氯苯、对硝基氯苯、硝基酚等。
[0003]传统氯苯的合成通过铁催化，直接使用氯气与苯发生氯代反应。该过程释放出大量的氯化氢，环境污染严重，并对装置的腐蚀严重。因此传统的氯苯合成方法存在步骤繁琐和不环保等缺点。
[0004]因此，有必要开发一种氯苯的电化学制备方法，以解决上述技术问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术目的是提供一种氯苯的电化学制备方法，通过一步实现苯到氯苯的转化，步骤简单且环保。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术提供了一种氯苯的电化学制备方法，所述方法包括：
[0007]将有机溶剂、苯、盐酸和电解质混匀，在恒电流模式下进行电解反应，获得氯苯。
[0008]进一步地，所述苯与所述盐酸的体积比为(1～2.5)：3。
[0009]进一步地，所述有机溶剂为有机溶剂为二氯乙烷，二甲亚砜，N,N
‑
二甲基甲酰胺，六氟异丙醇中的一种；所述有机溶剂与氯苯的体积比为10：(2～3)。
[0010]进一步地，所述电解质包括四丁基四氟硼酸铵(TBABF4)和四乙基四氟硼酸中的至少一种，电解质的浓度范围为0.1～0.5M。
[0011]进一步地，所述电解反应中，采用备有搅拌子和电极的一体式电解池。
[0012]进一步地，所述电解反应中，所采用的阳极包括碳片，石墨毡，碳布的一种；所采用的阴极为碳片，铁片，不锈钢片，铂片，镍片中的一种。
[0013]进一步地，所述盐酸为市售浓盐酸。
[0014]进一步地，所述电解反应的电流为20～800mA。
[0015]进一步地，所述电解反应的温度为0～40℃，所述电解反应的时间为0.25～4h。
[0016]本专利技术实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
[0017]本专利技术实施例提供的一种氯苯的电化学制备方法，以盐酸为氯源，通过电氧化对苯进行氯代反应，在大电流密度下，以高的法拉第效率，得到氯苯。与传统的苯的氯代方法对比，该方法污染小，无需使用剧毒的氯气，原子利用率高，对装置腐蚀性弱，符合绿色，安全生产的要求。简单，高效，易操作。由于该方法直接使用廉价易得的苯和盐酸作为原料，且唯一的副产物为氢气，符合绿色合成的要求。并且反应的法拉第效率高，具有较好的工业化应用前景。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术实施例的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0019]图1为本专利技术实施例提供的一种氯苯的电化学制备方法中的化学反应方程式。
具体实施方式
[0020]下文将结合具体实施方式和实施例，具体阐述本专利技术实施例，本专利技术实施例的优点和各种效果将由此更加清楚地呈现。本领域技术人员应理解，这些具体实施方式和实施例是用于说明本专利技术实施例，而非限制本专利技术实施例。
[0021]在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为根据本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本专利技术实施例所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。
[0022]除非另有特别说明，本专利技术实施例中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
[0023]本专利技术实施例提供的技术方案为解决上述技术问题，总体思路根据下：
[0024]根据本专利技术实施例一种典型的实施方式，提供一种氯苯的电化学制备方法，所述方法包括：
[0025]将有机溶剂、苯、盐酸和电解质混匀，在恒电流模式下进行电解反应，获得氯苯。
[0026]该反应的化学方程式为：
[0027][0028]上述技术方案中，
[0029]所述苯与所述盐酸的体积比为(1～2.5)：3。该体积比范围内有利于反应充分完成。若体积比不在本专利技术的范围内不利于苯的转化，容易降低法拉第效率或放出氯气。
[0030]所述有机溶剂为二氯乙烷，二甲亚砜，N,N
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二甲基甲酰胺，六氟异丙醇中的一种。与氯苯的体积比为10：(2～3)。
[0031]所述电解质包括四丁基四氟硼酸铵和四乙基四氟硼酸中的至少一种，这类电解质较为稳定，不易于发生副反应。电解质的浓度范围为0.1～0.5M。
[0032]所述盐酸为市售浓盐酸。
[0033]所述电解反应中，采用备有搅拌子和电极的一体式电解池。
[0034]所述电解反应中，所采用的阳极包括碳片，石墨毡，碳布的一种；所采用的阴极为碳片，铁片，不锈钢片，铂片，镍片中的一种。
[0035]所述电解反应的电流为20～800mA。该电流下有利于在苯更易捕获氯自由基和氯正离子同时不会因温度过高而使氯化氢流失。
[0036]所述电解反应的温度为0～40℃，所述电解反应的时间为0.25～4h。温度为0～40
℃的原因是即可保证反应的活性，又不会由于温度太高导致盐酸或电解产生的氯气挥发，降低法拉第效率。
[0037]所述方法还包括：反应完成后，用有机溶剂对电解液进行有机萃取然后再分离提纯得到产物氯苯，或对电解液进行蒸馏并低温冷凝收集得到产物氯苯。
[0038]综上可知，本专利技术通过以盐酸为氯源，通过电氧化对苯进行氯代反应，可在大的电流密度下，以高的法拉第效率，得到氯苯。通过一步实现氯苯到氯苯的转化，步骤简单且环保。
[0039]下面将结合实施例、对比实验数据对本申请的一种氯苯的电化学制备方法进行详细说明。
[0040]实施例1
[0041][0042]在空气气氛下于反应管中加入TBABF4(1mmol)，浓盐酸(3mmol)、苯(2mmol)和二甲亚砜(10mL)；碳毡用作阳极，铁片用作阴极。将混合物在25.0mA的恒定电流下于室温搅拌3小时。在反应结束时，加入联苯作为内标，进行GC定量，产物法拉第效率为78％。
[0043]实施例2
[0044]在该实施例中，溶剂变成二氯乙烷，其他条件均同实施例1，产物法拉第效率为85％。
[0045]实施例3
[0046][0047]在空气气氛下于反应管中加入TBABF4(1mmol)，浓盐酸(1mL)、氯苯(1mL)和二氯甲烷(10mL)；碳毡用作阳极，不锈钢用作阴极。将混合物在200.0mA的恒定电流下于室温搅拌1小时。在反应结束时，加入联苯作为内标，进行GC定量，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氯苯的电化学制备方法，其特征在于，所述方法包括：将有机溶剂、苯、盐酸和电解质混匀，在恒电流模式下进行电解反应，获得氯苯。2.根据权利要求1所述的一种氯苯的电化学制备方法，其特征在于，所述苯与所述盐酸的体积比为(1～2.5)：3。3.根据权利要求1所述的一种氯苯的电化学制备方法，其特征在于，所述有机溶剂为二氯乙烷、二甲亚砜、N,N
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二甲基甲酰胺和六氟异丙醇中的一种；所述有机溶剂与氯苯的体积比为10：(2～3)。4.根据权利要求1所述的一种氯苯的电化学制备方法，其特征在于，所述电解质包括四丁基四氟硼酸铵和四乙基四氟硼酸中的至少一种，所述电解质的浓度范围为0.1～0.5M。5.根据权利要求1所述的一种氯苯的电化学制备方法，其特征在于，所述电解反应中，采用备有搅拌子和电极的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷爱文，胡精诚，何浩宇，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：