CN108530324A - 高纯的对乙酰氨基苯磺酰氯的生产工艺及对乙酰氨基苯磺酰氯 - Google Patents

Abstract

高纯的对乙酰氨基苯磺酰氯的生产工艺及对乙酰氨基苯磺酰氯，属于化工领域。生产工艺包括在持续的搅拌作用下：温度10‑20℃的条件下，将乙酰苯胺和氯磺酸与氯仿混合40‑60min得反应液。将反应釜的内部空气经过装有碱性物质的吸附球后吹入反应液的条件下，将反应液加热至50‑55℃磺化反应50‑60min得磺化液，将磺化液加热至70‑75℃并添加氯化剂及氯化助剂氯化反应80‑100min。其原料反应彻底、氯磺酸用量少、产品收率高、废酸污染减小且制得的产品纯度高。制得的对乙酰氨基苯磺酰氯，工艺环保、成本低、纯度高。

Description

高纯的对乙酰氨基苯磺酰氯的生产工艺及对乙酰氨基苯磺 酰氯

技术领域

本发明涉及化工领域，且特别涉及一种高纯的对乙酰氨基苯磺酰氯的生产工艺及对乙酰氨基苯磺酰氯。

背景技术

对乙酰氨基苯磺酰氯是制备磺胺类杀菌抑霉药物如磺胺嘧唑、磺胺异噁唑、磺胺甲基异噁唑、磺胺吡唑以及磺胺二甲异嘧啶等的中间体，也用于合成染料，被广泛应用于医药、涂料、塑料以及农药等领域。

目前，对乙酰氨基苯磺酰氯的生产大多采用过量氯磺酸对乙酰苯胺进行氯磺化的传统工艺。现有合成工艺中氯磺化是平衡反应，为提高收率就必须用大大过量的氯磺酸参与反应。合成过程中产生大量的氯化氢气体，不仅导致严重的酸性废水污染，同时影响反应的正向进行、降低产物的纯度。

有鉴于此，特提出本申请。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高纯的对乙酰氨基苯磺酰氯的生产工艺，其原料反应彻底、氯磺酸用量少、产品收率高、废酸污染减小且制得的产品纯度高。

本发明的另一目的在于提供一种对乙酰氨基苯磺酰氯，其工艺环保、成本低、纯度高。

本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。

本发明提出一种高纯的对乙酰氨基苯磺酰氯的生产工艺，包括：

在持续的搅拌作用下：温度10-20℃的条件下，将乙酰苯胺和氯磺酸与氯仿混合40-60min得反应液；将反应釜的内部空气经过装有碱性物质的吸附球后吹入反应液的条件下，将反应液加热至50-55℃磺化反应50-60min得磺化液，将磺化液加热至70-75℃并添加氯化剂及氯化助剂氯化反应80-100min。

优选地，乙酰苯胺、氯磺酸、氯化剂及氯化助剂的摩尔比依次为1:2.1-2.5:1.2-1.5:0.1-0.2。

本发明提出一种对乙酰氨基苯磺酰氯，根据上述的生产工艺制得。

本发明实施例的有益效果是：

本发明提供的高纯的对乙酰氨基苯磺酰氯的生产工艺，将乙酰苯胺和氯磺酸溶于氯仿中反应，原料接触充分，反应充分彻底。反应中采用氯磺酸进行磺化反应，氯磺酸的用量大大降低；采用氯化剂及氯化助剂进行氯化反应，增加了氯化碰撞机会，有利于反应的正向进行，有利于提高产物纯度。

磺化反应及氯化反应中，将反应釜的内部空气经过装有碱性物质的吸附球，有利于除去反应釜内部空气内含有的氯化氢气体，有利于溶液中产生的氯化氢的挥发，进而促进反应的正向进行、减小废酸的污染。氯化氢在吸附球中与碱性物质反应为放热反应，对经过吸附球的内部空气进行加热，有利于保持溶液的温度，保障反应的正向进行。将去除氯化氢后的内部空气吹入溶液中，配合机械搅拌对溶液进行充分混合，能够促进溶液中产生的氯化氢挥发，同时对挥发损失的氯仿进行补充，促进反应的正向进行。此外，气体吹入便于氯化阶段降低搅拌速度正常反应，使反应结束后溶液能够快速平衡分层，分层快速、效果好。

本发明提供的对乙酰氨基苯磺酰氯，根据上述的生产工艺制得，其相应地具备工艺环保、成本低、纯度高等优点。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

下面对本发明实施例的高纯的对乙酰氨基苯磺酰氯的生产工艺及对乙酰氨基苯磺酰氯进行具体说明。

本发明提供一种高纯的对乙酰氨基苯磺酰氯的生产工艺，包括对乙酰氨基苯磺酰氯的合成、冷却结晶、过滤和洗涤。

对乙酰氨基苯磺酰氯的合成将乙酰苯胺和氯磺酸在氯仿中混合，混料完成后进行磺化反应，磺化反应完成后添加氯化剂及氯化助剂进行氯化反应。

上述方法将乙酰苯胺和氯磺酸溶于氯仿中反应，使原料接触充分，反应充分彻底。反应中氯磺酸仅用于对乙酰苯胺进行磺化反应，氯磺酸的用量大大降低；采用氯化剂及氯化助剂进行氯化反应，增加了氯化碰撞机会，有利于反应的正向进行，有利于提高产物纯度。

在本发明一些可选的实施例方式中，氯化剂为五氯化磷，氯化助剂为氯化铵。五氯化磷含有五个氯原子，大大增加了氯化碰撞的机会；Cl-进攻S-O键的可能性高于O-H键，磺酸基上S的电子云受到三个O的吸附而变得稀薄，增大受Cl-进攻的机会；五氯化磷具有动力学优势，生成的三氯氧磷比较稳定，同时氯化氢不断地脱离反应体系，有利于反应的正向进行。氯化铵与磺化反应的副产物硫酸反应，促进反应的正向进行，提高氯化反应后对乙酰氨基苯磺酰氯的收率。

进一步地，乙酰苯胺与氯仿的摩尔比为1:3-4，例如1:3、1:3.2、1:3.4、1:3.6、1:3.8、1:4等。乙酰苯胺、氯磺酸、氯化剂及氯化助剂的摩尔比依次为1:2.1-2.5:1.2-1.5:0.1-0.2，优选地为1:2.1-2.3:1.2-1.3:0.1，例如可以是1:2.1:1.2:0.1、1:2.2:1.2:0.1、1:2.3:1.3:0.1等。其投入低、产出高。

混料操作在常压、温度10-20℃的条件下进行，例如在温度约为10℃、12℃、14℃、16℃、18℃、20℃的条件下进行。保证原料在混料过程中的稳定性，有利于提高产物的纯度。

具体地：

混料操作在反应釜中伴随机械搅拌进行，搅拌时间可选地为40-60min，例如可以是40min、45min、50min、55min、60min等，搅拌速度可选地为400-600r/min，例如可以是400r/min、450r/min、500r/min、550r/min、600r/min等，有利于乙酰苯胺与氯磺酸在氯仿中的充分溶解及均匀混合。搅拌的转速不宜过低，过低使原料溶解不充分、分散不均匀，导致混料时间变长；搅拌的转速不宜过高，过高不利于保持原料在混料过程中的稳定性，导致产品中副产物增加。

磺化反应和氯化反应过程中，均利用气泵提供动力，使反应釜的内部空气先经过装有碱性物质的吸附球后被吹入反应釜内的溶液，实现反应釜的内部空气的循环。碱性物质可选地为氢氧化钠、氢氧化钾等。

经发明人研究发现，由于磺化反应和氯化反应过程中均会产生大量的氯化氢，将反应釜的内部空气经过装有碱性物质的吸附球，有利于除去从液料中挥发至反应釜内部空气中的氯化氢气体，有利于溶液中产生的氯化氢的挥发，进而促进反应的正向进行、减小废酸的污染。氯化氢在吸附球中与碱性物质反应为放热反应，对经过吸附球的内部空气进行加热，有利于保持溶液的温度，保障反应的正向进行。将去除氯化氢后的内部空气吹入溶液中，配合机械搅拌对溶液进行充分混合，扰乱由机械搅拌而形成的界层，能够促进溶液中产生的氯化氢挥发，同时对挥发损失的氯仿进行补充，促进反应的正向进行。此外，气体吹入便于氯化阶段降低搅拌速度正常反应，使反应结束后溶液能够快速平衡分层，分层快速、效果好。

在本发明一些可选的实施方式中，内部空气分别从搅拌液位的上方及下方吹入，即分别从搅拌叶所在位置的上方及下方吹入液料中。搅拌液位在距液面1/2-2/3处，搅拌液位的下方内部空气从反应釜的底部吹入，搅拌液位上方内部空气的吹入液位在距液面1/4-1/3处。

从搅拌液位的下方吹入内部空气，有利于对液料进行充分的搅动混合；从搅拌液位的上方吹入内部空气，有利于打破上层液位的平衡，促进氯化氢气体的挥发。

进一步地，搅拌液位的下方内部空气的吹入量与搅拌液位下方内部空气的吹入量之比为1:4-5。搅拌液位的下方的内部空气由下往上吹入，搅拌液位的上方内部空气通过沿反应釜的切向设置的进气管吹入，且其吹入方向与搅拌的转动方向相反。按照上述吹气方向和吹气比例进行操作，氯化氢的去除更加及时彻底，产品的副产物降低、纯度降低。

磺化反应时开启釜夹套蒸汽将反应釜内液料加热至50-55℃，每分钟向每升液料中通入体积大致为2-3L的内部空气，磺化反应50-60min，使氯磺酸对乙酰苯胺进行磺化，得到磺化液。磺化反应中伴随机械搅拌，搅拌速度可选地为400-600r/min，例如可以是400r/min、450r/min、500r/min、550r/min、600r/min等，有利于氯磺酸对乙酰苯胺的充分接触及反应。

氯化反应时间磺化液继续加热至70-75℃，打开反应釜加料口，按比例添加氯化剂及氯化助剂氯化反应80-100min，得到含对乙酰氨基苯磺酰氯产物的氯化液。

在本发明较佳的实施方式中，氯化反应包括依次进行的第一阶段、第二阶段及第三阶段。

第一阶段、第二阶段及第三阶段的用时之比依次为1:5-7:2-3。例如：第一阶段10min、第二阶段50min及第三阶段20min；第一阶段10min、第二阶段60min及第三阶段30min；第一阶段10min、第二阶段70min及第三阶段20min等。

第一阶段中内部空气的吹入速度与磺化反应过程中相等，其搅拌速度为350-400r/min。第二阶段中内部空气的吹入速度约为磺化反应过程中内部空气的吹入速度的2/3，其搅拌速度为250-300r/min。第三阶段中内部空气的吹入速度约为磺化反应过程中内部空气的吹入速度的1/2，其搅拌速度为150-200r/min。

氯化反应按照上述各阶段进行操作，搅拌速度从第一阶段开始按照一定速度逐渐减小，内部空气的吹入速度从第二阶段开始配合转速的减小情况按照适当速度逐渐减小，保障液料中能够进行充分的氯化反应的正向反应的同时，反应从第二阶段后期到第三阶段在充分反应的过程中逐步开始进行磺化油和溶剂的分层，一方面有利于氯化反应后溶液能够快速平衡分层，使分层快速、效果好；另一方面由于氯化反应后期反应原料的浓度大大降低不利于快速及充分的反应，逐渐分层的状态有利于原料的聚集，便于剩余原料的充分反应，进而加快反应速度、提高产品的纯度。

对氯化液分层得到的磺化油进行冷却结晶的操作过程中，将磺化油置于结晶釜中，并向结晶釜夹套中通入冷冻盐水，保持冷却结晶釜中料液温度不超过25℃。按一定速率加入冰水，不断搅拌使对乙酰氨基苯磺酰氯在稀酸中结晶析出。

过滤和洗涤操作中，将含对乙酰氨基苯磺酰氯的酸液通入离心过滤机，使酸液与对乙酰氨基苯磺酰氯晶体分离。酸液放置酸液贮槽回收处理，对乙酰氨基苯磺酰氯晶体通向洗涤槽进行洗涤。

本发明提供一种对乙酰氨基苯磺酰氯，根据上述的生产工艺制得，具备工艺环保、成本低、纯度高等优点。

以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。

实施例1

一种高纯的对乙酰氨基苯磺酰氯的生产工艺，包括：

S1、按照摩尔比依次为1:2.2:1.2:0.1:3.5备取乙酰苯胺、氯磺酸、五氯化磷、氯化铵及氯仿。

S2、温度12-18℃的条件下，将氯仿加入反应釜中，将乙酰苯胺和氯磺酸加入氯仿中，以500r/min的转速搅拌50min，得反应液。

S3、将反应液加热至50-55℃，以500r/min的转速进行搅拌，将反应釜中的内部空气经过装有氢氧化钠的吸附球后吹入反应液，磺化反应55min，得到磺化液。

其中，每升液料每分钟吹入的气体量为3L，4/5的气体从反应釜的底部向上通入，1/5的气体从搅拌液位上方沿与搅拌的转动方向相反的切向通入。

S4、将磺化液加热至70-75℃，加入五氯化磷和氯化铵，搅拌并按照S3中的通气方法循环内部空气。在400r/min搅拌速度及与S3相同的通气速度条件下反应10min；在300r/min搅拌速度及S3通气速度的2/3的条件下反应50min；在200r/min搅拌速度及S3通气速度的1/2的条件下反应20min。得到氯化液。

S5、将氯化液静置分层80min，得到上层的溶剂和下层的磺化油。分离下层的磺化油进行冷却结晶、离心过滤、洗涤、干燥，得到对乙酰氨基苯磺酰氯。

实施例2

一种高纯的对乙酰氨基苯磺酰氯的生产工艺，包括：

S1、按照摩尔比依次为1:2.1:1.5:0.1:3.5备取乙酰苯胺、氯磺酸、五氯化磷、氯化铵及氯仿。

S2、温度15-18℃的条件下，将氯仿加入反应釜中，将乙酰苯胺和氯磺酸加入氯仿中，以600r/min的转速搅拌40min，得反应液。

S3、将反应液加热至50-55℃，以600r/min的转速进行搅拌，将反应釜中的内部空气经过装有氢氧化钠的吸附球后吹入反应液，磺化反应50min，得到磺化液。

其中，每升液料每分钟吹入的气体量为3L，5/6的气体从反应釜的底部向上通入，1/6的气体从搅拌液位上方沿与搅拌的转动方向相反的切向通入。

S4、将磺化液加热至70-75℃，加入五氯化磷和氯化铵，搅拌并按照S3中的通气方法循环内部空气。在400r/min搅拌速度及与S3相同的通气速度条件下反应10min；在300r/min搅拌速度及S3通气速度的2/3的条件下反应70min；在150r/min搅拌速度及S3通气速度的1/2的条件下反应20min。得到氯化液。

S5、将氯化液静置分层80min，得到上层的溶剂和下层的磺化油。分离下层的磺化油进行冷却结晶、离心过滤、洗涤、干燥，得到对乙酰氨基苯磺酰氯。

实施例3

一种高纯的对乙酰氨基苯磺酰氯的生产工艺，包括：

S1、按照摩尔比依次为1:2.3:1.3:0.1:3.5备取乙酰苯胺、氯磺酸、五氯化磷、氯化铵及氯仿。

S2、温度12-18℃的条件下，将氯仿加入反应釜中，将乙酰苯胺和氯磺酸加入氯仿中，以400r/min的转速搅拌60min，得反应液。

S3、将反应液加热至50-55℃，以400r/min的转速进行搅拌，将反应釜中的内部空气经过装有氢氧化钠的吸附球后吹入反应液，磺化反应60min，得到磺化液。

其中，每升液料每分钟吹入的气体量为3L，4/5的气体从反应釜的底部向上通入，1/5的气体从搅拌液位上方沿与搅拌的转动方向相反的切向通入。

S4、将磺化液加热至70-75℃，加入五氯化磷和氯化铵，搅拌并按照S3中的通气方法循环内部空气。在350r/min搅拌速度及与S3相同的通气速度条件下反应10min；在300r/min搅拌速度及S3通气速度的2/3的条件下反应60min；在150r/min搅拌速度及S3通气速度的1/2的条件下反应30min。得到氯化液。

S5、将氯化液静置分层80min，得到上层的溶剂和下层的磺化油。分离下层的磺化油进行冷却结晶、离心过滤、洗涤、干燥，得到对乙酰氨基苯磺酰氯。

实施例4

一种高纯的对乙酰氨基苯磺酰氯的生产工艺，其与实施例1的不同之处在于：S3及S4步骤中，内部空气均从反应釜的底部向上通入液料中。

实施例5

一种高纯的对乙酰氨基苯磺酰氯的生产工艺，其与实施例1的不同之处在于：S4中氯化反应的搅拌速度和通气速度保持不变，且分别与S3中磺化反应的条件相同。S5中氯化液静置分层的时间为120min。

对比例1

一种对乙酰氨基苯磺酰氯的生产工艺，包括：

S1、按照摩尔比依次为1:2.2:1.2:0.1:3.5备取乙酰苯胺、氯磺酸、五氯化磷、氯化铵及氯仿。

S2、温度12-18℃的条件下，将氯仿加入反应釜中，将乙酰苯胺和氯磺酸加入氯仿中，以500r/min的转速搅拌50min，得反应液。

S3、将反应液加热至50-55℃，以500r/min的转速搅拌55min，得到磺化液。

S4、将磺化液加热至70-75℃，加入五氯化磷和氯化铵，以500r/min的转速搅拌80min，得到氯化液。

S5、将氯化液静置分层120min，得到上层的溶剂和下层的磺化油。分离下层的磺化油进行冷却结晶、离心过滤、洗涤、干燥，得到对乙酰氨基苯磺酰氯。

试验例

对实施例1-5及对比例1的方法制得的对乙酰氨基苯磺酰氯的收率根据物料衡算进行计算并对纯度进行测定，其结果如表1所示。

表1乙酰氨基苯磺酰氯收率及纯度数据表

根据表1可知，实施例1-5与对比例1提供的方法相比，相同物料比的情况下，实施例1-5提供的工艺得到的产品收率略有提高，纯度大大提高。

综上，本发明实施例提供的高纯的对乙酰氨基苯磺酰氯的生产工艺，其原料反应彻底、氯磺酸用量少、产品收率高、废酸污染减小且制得的产品纯度高。制得的对乙酰氨基苯磺酰氯具备工艺环保、成本低、纯度高等优点。

以上所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

Claims (10)

1.一种高纯的对乙酰氨基苯磺酰氯的生产工艺，其特征在于，其包括：

在持续的搅拌作用下：温度10-20℃的条件下，将乙酰苯胺和氯磺酸与氯仿混合40-60min得反应液；将反应釜的内部空气经过装有碱性物质的吸附球后吹入所述反应液的条件下，将反应液加热至50-55℃磺化反应50-60min得磺化液，将所述磺化液加热至70-75℃并添加氯化剂及氯化助剂氯化反应80-100min；

优选地，所述乙酰苯胺、所述氯磺酸、所述氯化剂及所述氯化助剂的摩尔比依次为1:2.1-2.5:1.2-1.5:0.1-0.2。

2.根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于，所述内部空气分别从搅拌液位的上方及下方吹入。

3.根据权利要求2所述的生产工艺，其特征在于，搅拌液位的下方所述内部空气由下往上吹入，搅拌液位的上方所述内部空气的吹入方向与搅拌的转动方向相反。

4.根据权利要求2所述的生产工艺，其特征在于，搅拌液位的下方所述内部空气的吹入量与搅拌液位下方所述内部空气的吹入量之比为1:4-5。

5.根据权利要求2所述的生产工艺，其特征在于，搅拌液位在距液面1/2-2/3处，搅拌液位的下方所述内部空气从所述反应釜的底部吹入，搅拌液位上方所述内部空气的吹入液位在距液面1/4-1/3处。

6.根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于，氯化反应前的搅拌速度为400-600r/min，氯化反应中搅拌速度逐渐减小。

7.根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于，氯化反应包括依次进行的第一阶段、第二阶段及第三阶段，第一阶段的搅拌速度为350-400r/min，第二阶段的搅拌速度为250-300r/min，第三阶段的搅拌速度为150-200r/min。

8.根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于，第一阶段、第二阶段及第三阶段的用时之比依次为1:5-7:2-3。

9.根据权利要求1-8任一项所述的生产工艺，其特征在于，所述氯化剂为五氯化磷，所述氯化助剂为氯化铵。

10.一种如权利要求1-9任一项所述的生产工艺制得的对乙酰氨基苯磺酰氯。