CN102336689A - 4-氯-3-(三氟甲基)苯磺酰氯的制备及其精制方法 - Google Patents
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Abstract
一种4-氯-3-(三氟甲基)苯磺酰氯的制备及其精制方法：由邻氯三氟甲苯与混酸反应生成2-氯-5-硝基三氟甲苯，再经还原得到2-氯-5-氨基三氟甲苯，与亚硝酸钠，盐酸在低温下极性溶剂中生成重氮盐，再与二氧化硫，氯化亚铜在低温条件下极性溶剂反应生成粗品4-氯-3-(三氟甲基)苯磺酰氯，经蒸馏及重结晶得纯品。本发明特点：提高反应收率，降低生产危险，减少环境污染。精制后的精品在提高收率的基础上提高产品的质量。
Description
技术领域
本发明属于4-氯-3-(三氟甲基)苯磺酰氯制备方法，是合成农药、医药、染料等精细化学品的重要中间体。同时还可以进行水解，胺化等反应，从而再生成一系列新的具有生物活性、具有多种用途的新化合物。
背景技术
目前4-氯-3-(三氟甲基)苯磺酰氯的传统制备方法在国内通常采用的是：(1)由邻氯三氟甲苯与氯磺酸反应得到，但反应收率低，氯磺酸氯磺酸过量500％以上；(2)由4-氯-3-(三氟甲基)苯磺酸与氯化亚砜或五氯化磷或者三氯氧磷反应得到，4-氯-3-(三氟甲基)苯磺酸不易获得，价格贵；(3)4-氯-3-(三氟甲基)苯硫酚与氯气、水在二氯甲烷中反应得到，但取代苯硫酚的价格昂贵，且臭味很大，空气污染严重。
发明内容
本发明提供一种4-氯-3-(三氟甲基)苯磺酰氯制备方法，达到提高反应收率，降低生产危险，减少环境污染，结果是邻氯三氟甲苯在低温条件下与混酸反应生成2-氯-5-硝基三氟甲苯，在乙醇水溶液中经催化剂催化铁粉还原生成4-氯-3-(三氟甲基)苯胺，4-氯-3-(三氟甲基)苯胺再与亚硝酸钠，盐酸在质子溶剂(水，醋酸)中经重氮化反应获得活泼中间体，在二氧化硫和氯化亚铜的存在下反应，生成4-氯-3-(三氟甲基)苯磺酰氯粗品，精制后得精品。在提高收率的基础上提高产品的质量，降低环境的污染。
本发明具体内容
一种4-氯-3-(三氟甲基)苯磺酰氯的制备方法，其特征在于，以邻氯三氟甲苯为原料经硝化，还原，重氮化，磺化得到。
所述硝化反应以邻氯三氟甲苯为原料，硝化试剂是硝酸/硫酸，硝酸铜与酸酐体系。
所述硝化反应反应温度是0℃～40℃。
所述还原反应还原剂是铁粉/NH4Cl，催化加氢还原。
所述还原反应反应温度为50℃～70℃。
所述磺酰化质子溶剂为水和醋酸的混合溶液。
所述重氮化反应以浓盐酸，亚硝酸钠，在低温下进行。
所述重氮化反应低温反应范围为：-5℃～5℃。
所述磺酰化以二氧化硫，氯化亚铜作为反应试剂。
所述磺酰化反应温度范围为：25℃～30℃。
本4-氯-3-(三氟甲基)苯磺酰氯的精制方法，其特征在于，以蒸馏获得产品粗品，后经乙酸乙酯/正己烷，石油醚重结晶，达到产品纯度98％以上。
本发明涉及4-氯-3-(三氟甲基)苯磺酰氯的制备方法，该方法的特征在于，(1)邻氯三氟甲苯在低温下与硝化试剂反应，这里的反应温度为0℃～40℃，优选30℃～40℃，硝化试剂优选硝酸/硫酸；(2)后在极性质子溶液中经催化剂催化还原生成4-氯-3-(三氟甲基)苯胺，这里溶剂优选乙醇/水，催化剂为铵盐优选氯化铵，还原剂优选铁粉；(3)在极性质子溶剂中，4-氯-3-(三氟甲基)苯胺与亚硝酸钠，盐酸在低温下反应，得到重氮盐，这里质子溶剂优选水，冰醋酸。反应温度-5℃～10℃，优选-5℃～5℃；(4)中间体重氮盐再在二氧化硫，氯化亚铜的作用下，反应生成4-氯-3-(三氟甲基)苯磺酰氯粗品；(5)4-氯-3-(三氟甲基)苯磺酰氯粗品采用蒸馏和结晶的精制方法可得到纯品。
本发明特点：提高反应收率，降低生产危险，减少环境污染。精制后的精品在提高收率的基础上提高产品的质量，降低环境的污染。
具体实施方式
工业领域中，4-氯-3-(三氟甲基)苯磺酰氯可按照本发明者开发的方法，最好利用邻氯三氟甲苯在低温下与混酸发生硝化反应得到2-氯-5-硝基三氟甲苯，再经氯化铵催化铁粉在极性质子溶剂中还原得到2-氯-5-氨基三氟甲苯，4-氯-3-(三氟甲基)苯胺在极性质子溶剂中，与亚硝酸钠，盐酸在低温下反应获得中间体重氮盐。中间体重氮盐，在二氧化硫和氯化亚铜存在下，室温左右反应得到4-氯-3-(三氟甲基)苯磺酰氯粗品。
此外，本发明涉4-氯-3-(三氟甲基)苯磺酰氯粗品的提纯方法，本发明先蒸馏后重结晶的方法进行提纯，产品纯度98％以上。
本发明特点：是以廉价的邻氯三氟甲苯为原料首先在低温条件下经混酸或硝酸盐/醋酐硝化，再于较高温度下极性溶剂中经铁粉或催化加氢还原得到4-氯-3-(三氟甲基)苯胺，在极性质子溶剂中与廉价易得的亚硝酸钠及盐酸反应生成重氮盐，再与二氧化硫，氯化亚铜在极性溶剂中于温和条件下反应得到产品，粗品经蒸馏或重结晶得到纯品4-氯-3-(三氟甲基)苯磺酰氯，含量大于98％，单杂不超过0.5％，水分小于0.1％，能够达到药用中间体的要求。
实施例
以下，通过实施例对本发明进行更详细的说明。收率以摩尔百分数表示。
第一部分2-氯-5-硝基三氟甲苯的制备
实施例1
1.25公斤邻氯三氟甲苯，降温到10℃以下，滴加混酸，滴加完毕后升温至40℃左右反应。至原料基本反应完全后静置，分层，取有机相，水洗后取有机相即为2-氯-5-硝基三氟甲苯直接用于下一步反应。
混酸的配置：低温下向0.67公斤98％的硫酸中缓慢加入0.43公斤95％的硝酸，加完后搅拌均匀降温待用
实施例2
1.25公斤邻氯三氟甲苯，3.1公斤醋酐，分批加入1.5公斤硝酸铜，加毕后于室温下反应，至原料基本反应完全，将反应液倒入6公斤碎冰中，搅拌，分层，取有机相，水洗后取有机相即为2-氯-5-硝基三氟甲苯直接用于下一步反应。
第二部分4-氯-3-(三氟甲基)苯胺的制备
实施例3
向反应釜中加入1.7公斤铁粉，3公斤乙醇，1.4公斤水，搅拌升温至45℃左右加入0.81公斤浓盐酸，升温至60℃～70℃，缓慢加入上述2-氯-5-硝基三氟甲苯溶液，至原料基本反应完全后，用氢氧化钠调反应pH至9，趁热过滤，滤饼用少量乙醇冲洗，滤液静置分层，取有机相，水相在用甲苯萃取至无产品为止，
无水硫酸钠干燥产品后，过滤，蒸除甲苯得产品0.66公斤，淡黄色液体4-氯-3-(三氟甲基)苯胺，收率55％。
实施例4
向5升高压釜中加入0.8公斤2-氯-5-硝基三氟甲苯，0.04公斤镍，3200毫升甲醇，密封高压釜，用氢气排空2次后，通入6MPa，升温到85℃左右反应，至原料基本反应完全。放压，取反应液，过滤，滤液蒸干甲醇后得淡黄色液体4-氯-3-(三氟甲基)苯胺0.33公斤，收率54％。
第三部分4-氯-3-(三氟甲基)苯磺酰氯的制备
实施例5
向反应瓶中加入1.6公斤36.5％盐酸，0.53公斤冰醋酸，搅拌下加入0.66公斤4-氯-3-三氟甲基苯胺，降温至-5℃，开始滴加0.25公斤亚硝酸钠的1.3公斤水溶液，滴加温度不超过10℃，滴加完毕后搅拌30分钟，向反应液中加入0.02公斤尿素，继续搅拌30分钟，将反应液过滤，得重氮液，备用。在另一反应瓶中加入2.8公斤亚硫酸钠，并缓慢滴加3.8公斤盐酸，将生成的二氧化硫气体通入到装有3.4公斤的醋酸中，尾气用氢氧化钠溶液吸收。使醋酸增重0.5公斤，得二氧化硫的醋酸溶液，待用。
向另二氧化硫的醋酸溶液中加入0.08公斤氯化亚铜，搅拌下分批加入上述重氮液，温度控制30℃以内，加完后搅拌30分钟，分出有机相，得粗品0.78公斤。
第四部分4-氯-3-(三氟甲基)苯磺酰氯的精制
实施例6
将0.78公斤粗品加到反应瓶中，蒸馏收集105-108℃/5mmHg下产品0.68公斤，浅黄色透明液体，收率76％，含量94.3％。
实施例7
将0.68公斤粗品加到反应瓶中，加入乙酸乙酯正己烷1∶2混合溶液1.5公斤，升温至回流，全部溶解后降温至0℃以下搅拌2小时，过滤，用少量混合溶剂洗涤得白色晶体，收率78.3％，含量99.2％。
实施例8
将0.68公斤粗品加到反应瓶中，加入石油醚1.3公斤，升温至回流，全部溶解后降温至0℃以下搅拌2小时，过滤，用少量冷石油醚洗涤得白色晶体，收率86.9％，含量98.7％。
Claims (11)
1.一种4-氯-3-(三氟甲基)苯磺酰氯的制备方法，其特征在于，以邻氯三氟甲苯为原料经硝化，还原，重氮化，磺化得到。
2.根据权利要求1所述的4-氯-3-(三氟甲基)苯磺酰氯的制备方法，其特征在于，所述硝化反应以邻氯三氟甲苯为原料，硝化试剂是硝酸/硫酸，硝酸铜与酸酐体系。
3.根据权利要求1所述的4-氯-3-(三氟甲基)苯磺酰氯的制备方法，其特征在于，所述硝化反应反应温度是0℃～40℃。
4.根据权利要求1所述的4-氯-3-(三氟甲基)苯磺酰氯的制备方法，其特征在于，所述还原反应还原剂是铁粉/NH4Cl，催化加氢还原。
5.根据权利要求4所述的4-氯-3-(三氟甲基)苯磺酰氯的制备方法，其特征在于，所述还原反应反应温度为50℃～70℃。
6.根据权利要求1所述的4-氯-3-(三氟甲基)苯磺酰氯的制备方法，其特征在于，所述磺酰化质子溶剂为水和醋酸的混合溶液。
7.根据权利要求1所述的4-氯-3-(三氟甲基)苯磺酰氯的制备方法，其特征在于，所述重氮化反应以浓盐酸，亚硝酸钠，在低温下进行。
8.根据权利要求7所述的4-氯-3-(三氟甲基)苯磺酰氯的制备方法，其特征在于，所述重氮化反应低温反应范围为：-5℃～5℃。
9.根据权利要求1所述的4-氯-3-(三氟甲基)苯磺酰氯的制备方法，其特征在于，所述磺酰化以二氧化硫，氯化亚铜作为反应试剂。
10.根据权利要求9所述的4-氯-3-(三氟甲基)苯磺酰氯的制备方法，其特征在于，所述磺酰化反应温度范围为：25℃～30℃。
11.一种4-氯-3-(三氟甲基)苯磺酰氯的精制方法，其特征在于，以蒸馏获得产品粗品，后经乙酸乙酯/正己烷，石油醚重结晶，达到产品纯度98％以上。
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