CN109251137A - 一种2，4-二氯苯乙酮的合成方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种2，4‑二氯苯乙酮的合成方法，以间二氯苯和醋酐为原料经过亲电取代反应合成2，4‑二氯苯乙酮。本发明采用反应精馏的方式进行该亲电取代反应，通过调整反应精馏塔的真空度，控制反应精馏塔塔釜温度在最佳温度条件下进行反应精馏。降低了催化剂单耗、醋酐单耗，简化了生产工艺。

Description

一种2，4-二氯苯乙酮的合成方法
技术领域
本发明涉及精细有机化学合成领域，具体涉及一种医药中间体2，4-二氯苯乙酮的合成方法。
背景技术
2，4-二氯苯乙酮，英文名：2，4-Dichloroacetophenone，是一种重要的医药中间体，主要用于合成抗真菌药物酮康唑。
2，4-二氯苯乙酮的化学合成反应如下所述：
反应方程式
2004年，浙江大学郭永华等在《化学反应工程与工艺》中发表了题为《2，4-二氯苯乙酮的合成研究》的文章。文中采用二硫化碳作反应溶剂，无水AlCl3作催化剂，乙酰氯作酰化剂，控制内温在15℃条件下发生亲电取代反应，可以达到较高的选择性及收率，但二硫化碳具有毒性大、易燃、易爆等突出的安全隐患，限制了该工艺方案在工业生产中的应用。该工艺采用具有强烈刺激性气味的乙酰氯作酰化剂，微量的跑、冒、滴、漏都会造成生产环境极端恶劣，容易被其它环境有好的酰化工艺所取代。
2010年，江苏隆昌化工有限公司申请了《一种利用固废氯化苯焦油为原料2,4-二氯苯乙酮的生产方法》的专利(CN101898947A)。该专利介绍了一种从固废氯化苯焦油中提取间二氯苯，然后间二氯苯在无水三氯化铝的作用下与乙酰氯进行酰化反应得到2，4-二氯苯乙酮的工艺方案。本发明的侧重点在于，从固体废弃物氯化苯焦油中回收间二氯苯，再以回收的间二氯苯为原料生产2，4-二氯苯乙酮。该专利技术综合利用了氯化苯焦油中的间二氯苯，解决了间二氯苯、邻二氯苯生产企业的后顾之忧，开发利用副产物生产延伸产品，达到了资源综合利用的目的。该专利对间二氯苯亲电取代反应的具体反应结果没有给出明确的数据。
2012年，江苏隆昌化工有限公司申请了《一种2，4-二氯苯乙酮的生产方法》的专利(CN102675073A)。该专利采用无水AlCl3作催化剂，醋酐作酰化剂，经过亲电取代反应得到2，4-二氯苯乙酮。该专利的侧重点在于，以氯化芳烃废弃物中的间二氯苯为原料生产2，4-二氯苯乙酮，解决了苯氯化过程中废弃物的处置问题，提高了氯化芳烃的利用率，降低了生产费用，实现了固废资源的综合利用，避免了对环境的污染。该专利对间二氯苯亲电取代反应的具体反应效果没有明确的数据。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是降低无水氯化铝单耗，降低醋酐单耗，降低合成2，4-二氯苯乙酮的原料成本。
为了解决上述技术问题，本发明采取如下技术方案：
间二氯苯与醋酐在无水氯化铝作催化剂条件下发生亲电取代反应合成2，4-二氯苯乙酮。
优选的，在带精馏塔的反应瓶中间二氯苯与醋酐进行亲电取代反应，精馏塔的塔顶采出反应生成的乙酸；该精馏塔的填料层高度相当于5～30块理论板。
优选的，间二氯苯与无水氯化铝的投料质量比例为1:0.95～1.36。
进一步优选的，间二氯苯与醋酐的投料质量比例为1:1.1～5.5。
优选的，通过调整精馏塔的真空度，控制反应瓶内温度在40～90℃条件下进行反应精馏。
进一步优选的，反应精馏过程中控制精馏塔的回流比为0.5～6：1。
再进一步优选的，反应时间为6～15小时。
优选的，反应完毕，提高反应精馏***的真空度，将反应釜中过量的醋酐从塔顶蒸出，检测含量后进行套用。
本发明的原理如下所述：
首先，无水氯化铝与反应***中存在的微量水发生复分解反应形成微量氯化氢和氢氧化铝，氯化氢与醋酐反应形成乙酰氯和醋酸；然后，乙酰氯在无水氯化铝的作用下，形成乙酰碳正离子和稳定的四氯化铝负离子；最后，乙酰碳正离子与间二氯苯在无水氯化铝的催化作用下发生亲电取代反应合成2，4-二氯苯乙酮。
采用乙酰氯作酰化剂不用经过无水氯化铝水解、醋酐分解等过程，可以直接在无水氯化铝作用下与间二氯苯进行亲电取代反应得到2，4-二氯苯乙酮，所以乙酰氯远比醋酐容易和间二氯苯发生亲电取代反应。通常情况采用醋酐作为酰化剂需要更多的无水氯化铝投料量，更多的醋酐投料量，更高的反应温度才能达到乙酰氯反应的效果。
本发明介绍一种全新的2，4-二氯苯乙酮的合成方法。首先，采用反应精馏的方式进行亲电取代反应，通过精馏作用将亲电取代反应形成的醋酸分离出反应***，这样可以保证整个反应体系中间二氯苯、无水氯化铝、醋酐的浓度都在最高水平，避免因形成的醋酸残留在反应体系中降低了反应原料的浓度，降低了反应速度。采用反应精馏方式进行反应，可以利用亲电取代反应释放出的反应热，达到能源综合利用的目的；其次，在负压条件下进行反应精馏，通过负压操作把反应温度控制在最佳的温度点附近。回流过程本身就是一种剧烈的混合搅拌过程，可以弥补反应搅拌效果不好对反应的不利影响，消除质量传递的放大效应；最后，反应完毕，直接提高真空度回收出过量的醋酐并在下一批中套用，工艺过程简洁。
本发明采用反应精馏技术将反应生成的醋酸从反应***中分离出，经过优化对比，采用5～30块理论板的精馏塔就可以达到将醋酸和醋酐进行有效分离的目的。在实验中采用100-1000mm的玻璃弹簧圈填料就可以达到5～30块理论板的分离效果。
通过采用反应精馏方式进行该亲电取代反应，间二氯苯与氯化铝的质量比例在1:0.95～1.36之间都可以达到比较好的反应效果。间二氯苯与醋酐的投料质量比例在1:1.1～5.5都能够保证反应的转化率和选择性。尽管具体反应设备有比较大的差异，但通过调整反应***真空度，只要将反应内温控制在40～90℃，回流比0.5～6：1的条件下将反应形成的醋酸及时分离出反应***都能保证得到满意的反应效果。通过优化在上述反应条件下反应6～15小时都能够将间二氯苯反应完全。
本发明具有如下优点：
1、无水氯化铝单耗低、醋酐单耗低，综合利用了亲电取代反应的反应热；
2、反应与精馏在同一个设备内完成，过程简单，设备投资少，操作方便。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明进行具体描述，但本发明不限于这些实施例。
实施例1
在干燥的带有搅拌桨、温度计、恒压滴加漏斗、精馏塔的500ml四口烧瓶中投入醋酐：200.0g、无水AlCl3：100.0g。向恒压滴加漏斗中加入间二氯苯：100.0g(98.3％，0.6687mol)。四口烧瓶外壁用水浴锅进行保温，设定水浴锅热水温度为55℃。开搅拌，开精馏塔顶真空，调整精馏塔顶真空度≥0.085MPa。当内温达到40℃，缓慢将恒压滴加漏斗中的间二氯苯滴加四口烧瓶中，滴加时间控制在0.5～1.0小时。滴加过程中，精馏塔塔顶慢慢出现回流，控制回流比1～5：1采出反应形成的醋酸。滴加完毕，将水浴锅热水温度升高到80～90℃，降低塔顶真空度，控制四口烧瓶内温70～80℃条件下回流反应8小时，保温期间视塔顶温度情况采出形成的醋酸。
回流反应完毕，提高反应***真空度到0.09MPa以上，四口烧瓶外壁用电热套加热，控制内温小于90℃条件下回收出四口瓶中过量的醋酐，回收出的醋酐检测含量后下一批反应时进行套用。回收完毕，冷却，向四口烧瓶中加入甲苯200ml，缓慢加入10％的盐酸水溶液100～200ml进行溶解。溶解完毕，将反应液转移到分液漏斗中进行静置分层。静置完毕，分掉下层水。将上层甲苯层转移到500ml三口烧瓶中，在真空度大于0.085MPa，温度小于85℃条件下回收甲苯。回收完毕，得到2，4-二氯苯乙酮：122.6(97.9％，0.635mol)，计算收率：95.0％。
实施例2
在干燥的带有搅拌桨、温度计、恒压滴加漏斗、精馏塔的500ml四口烧瓶中投入醋酐：112.0g、无水AlCl3：95.0g。向恒压滴加漏斗中加入间二氯苯：100.0g(98.3％，0.6687mol)。四口烧瓶外壁用水浴锅进行保温，设定水浴锅热水温度为55℃。开搅拌，开精馏塔顶真空，调整精馏塔顶真空度≥0.085MPa。当内温达到40℃，缓慢将恒压滴加漏斗中的间二氯苯滴加四口烧瓶中，滴加时间控制在0.5～1.0小时。滴加过程中，精馏塔塔顶慢慢出现回流，控制回流比1～5：1采出反应形成的醋酸。滴加完毕，将水浴锅热水温度升高到80～90℃，降低塔顶真空度，控制四口烧瓶内温70～80℃条件下回流反应8小时，保温期间视塔顶温度情况采出形成的醋酸。
回流反应完毕，提高反应***真空度到0.09MPa以上，四口烧瓶外壁用电热套加热，控制内温小于90℃条件下回收出四口瓶中过量的醋酐，回收出的醋酐检测含量后下一批反应时进行套用。回收完毕，冷却，向四口烧瓶中加入甲苯200ml，缓慢加入10％的盐酸水溶液100～200ml进行溶解。溶解完毕，将反应液转移到分液漏斗中进行静置分层。静置完毕，分掉下层水。将上层甲苯层转移到500ml三口烧瓶中，在真空度大于0.085MPa，温度小于85℃条件下回收甲苯。回收完毕，得到2，4-二氯苯乙酮：118.3(95.9％，0.600mol)，计算收率：89.8％。

Claims (8)

1.一种2，4-二氯苯乙酮的合成方法，其特征在于，间二氯苯与醋酐在无水氯化铝作催化剂条件下发生亲电取代反应合成2，4-二氯苯乙酮。
2.根据权利要求1所述的一种2，4-二氯苯乙酮的合成方法，其特征在于，在带精馏塔的反应瓶中间二氯苯与醋酐进行亲电取代反应，精馏塔的塔顶采出反应生成的乙酸；该精馏塔的填料层高度相当于5～30块理论板。
3.根据权利要求2所述的一种2，4-二氯苯乙酮的合成方法，其特征在于，间二氯苯与无水氯化铝的投料质量比例为1:0.95～1.36。
4.根据权利要求3所述的一种2，4-二氯苯乙酮的合成方法，其特征在于，间二氯苯与醋酐的投料质量比例为1:1.1～5.5。
5.根据权利要求4所述的一种2，4-二氯苯乙酮的合成方法，其特征在于，通过调整精馏塔的真空度，控制反应瓶内温度在40～90℃条件下进行反应精馏。
6.根据权利要求5所述的一种2，4-二氯苯乙酮的合成方法，其特征在于，反应精馏过程中控制精馏塔的回流比为0.5～6：1。
7.根据权利要求5所述的一种2，4-二氯苯乙酮的合成方法，其特征在于，反应时间为6～15小时。
8.根据权利要求2所述的一种2，4-二氯苯乙酮的合成方法，其特征在于，反应完毕，提高反应精馏***的真空度，将反应釜中过量的醋酐从塔顶蒸出，检测含量后进行套用。
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