4-氯丁酰氯的合成與提純工藝方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種4-氯丁酰氯合成與提純的工藝方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 4-氯丁酰氯是一種重要的有機(jī)合成及農(nóng)藥、醫(yī)藥中間體。在農(nóng)藥工業(yè)可用于制備 擬除臭菊酯等殺蟲劑及其他植保劑，也是除草銨膦的重要中間體。在醫(yī)藥工業(yè)，4-氯丁酰 氯用于生產(chǎn)抗精神病藥物三氟哌啶醇、三氟哌啶苯，喹諾酮類抗菌藥物環(huán)丙沙星、環(huán)丙氟啶 酸、斯帕沙星等和抗癲癇藥左乙拉西坦等。
[0003]目前已有的4-氯丁酰氯的工業(yè)化生產(chǎn)方法主要是在氯化鋅催化下，由Y-丁內(nèi)酯 與氯化亞砜氯化而得，收率82%左右，工藝操作簡單，但y- 丁內(nèi)酯的轉(zhuǎn)化率較低，收率82% 左右，產(chǎn)生的三廢較多。
[0004] 另外在專利US2778852,GB743557中，還提出了以光氣為原材料替代氯化亞砜為 氯化試劑，由Y-丁內(nèi)酯合成4-氯丁酰氯，收率達(dá)95%。此法收率較高，但氯化劑光氣本身 是劇毒化學(xué)品，運(yùn)輸、儲(chǔ)存不便，操作要求較高，不利于工業(yè)化生產(chǎn)。
[0005] CN104086402A中公開了一種在有機(jī)溶劑中，加入y-丁內(nèi)酯、胺類催化劑以及相 轉(zhuǎn)移催化劑，然后在攪拌條件下加入二(三氯甲基)碳酸酯，進(jìn)行氯化反應(yīng)得4-氯丁酰氯。此 法收率可達(dá)90%以上，條件溫和，適宜工業(yè)化生產(chǎn)，但是使用的有機(jī)溶劑大多為有毒物質(zhì)， 且產(chǎn)生的副產(chǎn)物較多，無法保證其產(chǎn)品純度，同時(shí)有機(jī)物不易處理，對周圍環(huán)境有污染。
[0006] 由于4-氯丁酰氯的市場需求日益提高，國家對環(huán)保的日益重視，因此急需一種新 的合成方法，解決以上諸多問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的就是提供一種收率高、產(chǎn)品純度高，適用于工業(yè)化生產(chǎn)且環(huán)境友好 的4-氯丁酰氯的合成與提純工藝方法。
[0008] 本發(fā)明采用的技術(shù)方案包括以下步驟：a.向反應(yīng)釜中加入y-丁內(nèi)酯和混合催 化劑，攪拌，同時(shí)反應(yīng)釜夾套內(nèi)進(jìn)自來水冷卻；將氯化亞砜從高位槽緩慢點(diǎn)加進(jìn)反應(yīng)釜中， 點(diǎn)加完畢后夾套內(nèi)進(jìn)熱水緩慢升溫至50?80°C，保溫5?7小時(shí)，負(fù)壓蒸餾回收過量的氯 化亞砜，降溫至常溫后沉淀8?10小時(shí)，取上層清液待用；下層催化劑可循環(huán)使用；其中 Y_ 丁內(nèi)酯：混合催化劑：氯化亞砜的質(zhì)量份比為1 :〇. 〇3?〇. 07 :1. 5?2. 5 ;所述的混合 催化劑是由CuO和ZnO按摩爾比1 :3?5混合后再與98%濃硫酸反應(yīng)，后烘干制得；其中濃 硫酸與ZnO和CuO混合物的摩爾比為1. 2?1. 6 :1 ; b. 將上層清液抽入粗餾釜中在-0. 095MPa?-0.IMPa下減壓蒸餾，分段接受餾分，其中 50°C之前的餾分主要為氯化亞砜和4-氯丁酰氯，50?110°C的餾分為4-氯丁酰氯粗品，釜 內(nèi)剩余尾料主要成分是4-氯丁酰氯和碳化的有機(jī)廢物； c. 將4-氯丁酰氯粗品抽入精餾釜中，在-0.IMPa下減壓精餾，控制回流比1 :2,收取 78?82°C的餾分即為4-氯丁酰氯成品，釜內(nèi)剩余的尾料主要成分為少量4-氯丁酰氯和碳 化的有機(jī)廢物；經(jīng)檢測，所得4-氯丁酰氯成品純度多99%，單雜< 0. 30%，收率多90% ; d.將在?；磻?yīng)合成4-氯丁酰氯過程中生成的S02用引風(fēng)系統(tǒng)收集后，加入堿液吸 收生產(chǎn)Na2S03，粗餾和精餾過程產(chǎn)生的尾料用無水甲醇反應(yīng)合成4-氯丁酸甲酯；此尾料 處理過程中生成的HC1氣體用水吸收生產(chǎn)30%的鹽酸；所述尾料與無水甲醇的質(zhì)量比為 1:0. 18 ?0. 4。
[0009] 所述y- 丁內(nèi)酯：混合催化劑：氯化亞砜的質(zhì)量份比優(yōu)選為1 :〇. 05 :2. 0。
[0010] 所述的混合催化劑是由CuO和ZnO按優(yōu)選摩爾比1 :5混合后與98%濃硫酸反應(yīng)， 冷卻后于320-400°C烘干制得；其中濃硫酸與ZnO和CuO混合物的優(yōu)選摩爾比為1. 4:1。
[0011] 所述步驟d中的堿液為似20)3或NaOH的溶液，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20?30%。
[0012] 優(yōu)選質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%的Na2C03溶液。
[0013] 所述步驟d中的無水甲醇用無水乙醇或異丙醇替代。優(yōu)選無水甲醇。
[0014] 本發(fā)明所述合成方法的反應(yīng)方程式如下：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 4-氯丁酰氯合成與提純的工藝方法，其特征在于包括下述步驟： a. 向反應(yīng)釜中加入γ-丁內(nèi)酯和混合催化劑，攪拌，同時(shí)反應(yīng)釜夾套內(nèi)進(jìn)自來水冷 卻；將氯化亞砜從高位槽緩慢點(diǎn)加進(jìn)反應(yīng)釜中，點(diǎn)加完畢后夾套內(nèi)進(jìn)熱水緩慢升溫至50? 80°C，保溫5?7小時(shí)進(jìn)行?；磻?yīng)；負(fù)壓蒸餾回收過量的氯化亞砜，降溫至常溫后沉淀 8?10小時(shí)，取上層清液待用；下層催化劑可循環(huán)使用；其中γ-丁內(nèi)酯：混合催化劑：氯化 亞砜的質(zhì)量份比為1:0. 03?0. 07 :1. 5?2. 5 ;所述的混合催化劑是由CuO和ZnO按摩爾 比1 :3?5混合后再與98%濃硫酸反應(yīng)后烘干制得；其中濃硫酸與ZnO和CuO混合物的摩 爾比為1. 2?1. 6 :1 ; b. 將上層清液抽入粗餾釜中在-0. 095MPa?-0,1MPa下減壓蒸餾，分段接受餾分，其中 50°C之前的餾分主要為氯化亞砜和4-氯丁酰氯，50?110°C的餾分為4-氯丁酰氯粗品，釜 內(nèi)剩余尾料主要成分是4-氯丁酰氯和碳化的有機(jī)廢物； c. 將4-氯丁酰氯粗品抽入精餾釜中，在-0,1MPa下減壓精餾，控制回流比1 :2,收取 78?82°C的餾分即為4-氯丁酰氯成品，釜內(nèi)剩余的尾料主要成分為少量4-氯丁酰氯和碳 化的有機(jī)廢物；經(jīng)檢測，所得4-氯丁酰氯成品純度多99%，單雜< 0. 30%，收率多90% ; d. 將在?；磻?yīng)合成4-氯丁酰氯過程中生成的SO2用引風(fēng)系統(tǒng)收集后，加入堿液吸 收生產(chǎn)Na2SO 3，粗餾和精餾過程產(chǎn)生的尾料用無水甲醇反應(yīng)合成4-氯丁酸甲酯；此尾料 處理過程中生成的HCl氣體用水吸收生產(chǎn)30%的鹽酸；所述尾料與無水甲醇的質(zhì)量比為 1:0. 18 ?0. 4。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的4-氯丁酰氯合成與提純的工藝方法，其特征在于：所述 γ-丁內(nèi)酯：混合催化劑：氯化亞砜的質(zhì)量份比為1:0.05 :2.0。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的4-氯丁酰氯合成與提純的工藝方法，其特征在于：所述 的混合催化劑是由CuO和ZnO按摩爾比1 :5混合后與98%濃硫酸反應(yīng)，冷卻后于320-400°C 烘干制得；其中濃硫酸與ZnO和CuO混合物的摩爾比為1. 4:1。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的4-氯丁酰氯合成與提純的工藝方法，其特征在于：所述步驟 d中的堿液為似20)3或NaOH的溶液，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20?30%。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的4-氯丁酰氯合成與提純的工藝方法，其特征在于：所述步驟 d中的堿液為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%的Na2CO3溶液。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的4-氯丁酰氯合成與提純的工藝方法，其特征在于：所述步驟 d中的無水甲醇用無水乙醇或異丙醇替代。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種4-氯丁酰氯合成與提純的工藝方法，包括采用γ-丁內(nèi)酯與氯化亞砜在混合催化劑的催化下反應(yīng)合成4-氯丁酰氯粗品，再對其進(jìn)行純化，所得4-氯丁酰氯成品純度≥99%，單雜＜0.30%，收率≥90%；并且對4-氯丁酰氯生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢氣進(jìn)行綜合利用，生產(chǎn)30%的鹽酸和亞硫酸鈉溶液，尾料用于生產(chǎn)4-氯丁酸酯；本發(fā)明工藝簡單，操作方便，收率高、產(chǎn)品純度高，幾乎無三廢排放，對環(huán)境友好。
【IPC分類】C07C51-58, C07C53-50
【公開號(hào)】CN104592001
【申請?zhí)枴緾N201410838956
【發(fā)明人】鄒遠(yuǎn)龍, 張聞藝, 陳仁
【申請人】湖北博凱醫(yī)藥科技有限公司
【公開日】2015年5月6日
【申請日】2014年12月30日