邻氯甲苯的制备方法

2023/3/14 9:55:41 作者:贝克曼

背景技术

邻氯甲苯是一种重要化工原料中间体,广泛应用于农药、医药、染料和油漆等方面。又是性能良好的中沸点有机溶剂;目前,邻氯甲苯日益广泛地应用于有机合成方面。

以邻氯甲苯为原料,三氯化铝为催化剂,可直接合成噻唑类农药杀菌剂;邻氯甲苯与二氯烷烃经缩合反应的产物可用作高压润滑脂和油类;邻氯甲苯在氢氧化钠碱性条件下水解合成间甲酚和邻甲酚,收率可达80%以上;邻氯甲苯在Lewis酸催化剂条件下可进一步氯化制备2,6–二氯甲苯、2,4–二氯甲苯等。

目前,邻氯甲苯主要是以Lewis酸作催化剂,氯气为氯化剂,催化甲苯选择性氯化制取;据报道的文献可知,在甲苯氯化工艺中,邻氯甲苯与对氯甲苯的比例接近1:1;此外,传统的Lewis酸无法从氯化产物中分离,造成大量废水,污染环境,不利于工业化生产。

因此,开发一种易于工业化、生产成本较低、容易分离、反应收率高的邻氯甲苯的工艺非常必要。

制备方法

下面结合实施例对本发明做进一步的详细描述,但是本发明的实施方式不限于此,同时其所示数据不代表对本发明特征范围的限制。

 (1) 离子液体[BMIM]Cl-2ZnCl2的制备:氮气保护下,将1.3 mol的1–甲基咪唑、1.4 mol的氯代正丁烷在带冷凝管的500 mL三颈烧瓶中搅拌混匀,升温至80 ℃回流下反应48 h;用分液漏斗使得产物与余下未反应的液体分离,产物用乙酸乙酯洗涤,洗涤3次;粗产品经60 ℃真空下旋转蒸发除去残余乙酸乙酯,在70 ℃下真空干燥24 h,所得的淡黄色液体为[BMIM]Cl离子液体中间体,储藏于干燥N2气氛下备用。

N2氛围中,将34.92 g(0.2mol)中间体和54.60 g(0.4mol)ZnCl2加入到三口烧瓶,搅拌使其分散均匀,在120 ℃下反应2 h。

(2)甲苯氯化反应步骤  在250 mL的四口烧瓶中加入1.0mol甲苯,加入0.03 mol[BMIM]Cl-2ZnCl2离子液体,搅拌使其分散均匀,然后向系统中通入50 mL/min经浓硫酸干燥的氯气,在70 ℃下反应8 h得到邻氯甲苯,尾气经NaOH溶液吸收除去未反应的Cl2。

    改变ZnCl2的量为27.30g (0.2mol) 和68.25g (0.5mol),制备[BMIM]Cl-ZnCl2、[BMIM]Cl-2.5ZnCl2酸性离子液体,可得不同酸强度的离子液体对甲苯氯化过程的影响,如表1:

不同酸强度的离子液体对甲苯氯化反应的影响

表1  不同酸强度的离子液体对甲苯氯化反应的影响

注:OCT为邻氯甲苯, MCT 为间氯甲苯,PCT为对氯甲苯,DCT为二氯甲苯。

随着ZnCl2与离子液体中间体[BMIM]Cl的比例从1增加到2、2.5,甲苯的转化率从90.20%增加到98.77%、99.10%;目标产物邻氯甲苯的选择性从68.97%先增加到73.04%,后降低至6.67%。

从表1可以看出,[BMIM]Cl-nZnCl2酸性离子液体对甲苯氯化具有较好的催化活性,甲苯的转化率高,邻氯甲苯的选择性好。此外,离子液体酸强度的增加,有利于目标产物邻氯甲苯的生成,但同时也导致副产物二氯甲苯增加。

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