[發(fā)明專利]連續(xù)流微管反應(yīng)器中合成4-氯-3,5-二甲基苯酚的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610173033.5
• 申請日: 2016-03-24
• 公開（公告）號: CN107226775A
• 公開（公告）日: 2017-10-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 任磊;金鋼;何志勇;陶建青;李秀清
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油化工股份有限公司;南化集團(tuán)研究院
• 主分類號: C07C39/28
• 分類號: C07C39/28;C07C37/62
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責(zé)任公司32112
• 代理人: 湯志武

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于有機(jī)精細(xì)合成領(lǐng)域，涉及了一種連續(xù)流微管反應(yīng)器中合成4-氯-3,5-二甲基苯酚的方法，即在控制一定溫度的微反應(yīng)器中，按比例同時(shí)、連續(xù)地通入原料3,5-二甲基苯酚、氯化銅的鹽酸溶液、雙氧水，制備4-氯-3,5-二甲基苯酚。

背景技術(shù)

3,5-二甲基苯酚(MX)，白色晶體，熔點(diǎn)63~66℃，可用于制酚醛樹脂、醫(yī)藥、殺蟲劑、染料和炸藥等。4-氯-3,5-二甲基苯酚(PCMX)是一種高效低毒的防霉殺菌劑，對革蘭氏陰性、革蘭氏陽性，以及酵母菌等微生物具有較為廣譜的殺滅、或者抑制活性。在個(gè)人護(hù)理(家用消毒)、工業(yè)(皮革、木材防霉)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用價(jià)值。水中的溶解度約0.3%，常用添加量0.2%~5%。其結(jié)構(gòu)式如下：

傳統(tǒng)的PCMX合成工藝是采用氯氣、硫酰氯等作為氯化劑，在有機(jī)溶劑中對3,5-二甲基苯酚(MX)進(jìn)行氯化，如中國專利CN105037104A與CN104326881A，分別介紹了使用氯氣與硫酰氯作為氯化劑。這兩種氯化劑在工業(yè)生產(chǎn)中存在有毒有害，危險(xiǎn)性較大的問題，對人員安全與環(huán)境保護(hù)有較大的負(fù)面影響。CN103351282A與CN103351282B則提供了一種使用氧氣作為氧化劑、使用鹽酸作為氯化劑的方法，文中側(cè)重于控制反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率為50~90%，所有反應(yīng)均在間歇反應(yīng)設(shè)備中進(jìn)行。中國發(fā)明專利CN101624333B也介紹了一類PCMX的合成路線，即由二價(jià)銅鹽和低級脂肪酸組成的催化體系催化，MX和氧化劑及作為氯源的含氯化合物進(jìn)行反應(yīng)得到，反應(yīng)條件為0-100℃、1-5atm。反應(yīng)可以不使用其他有機(jī)溶劑，或者使用脂肪族氯化物作為溶劑，該專利的催化劑為銅鹽和低級脂肪酸組成的催化體系，反應(yīng)結(jié)束后需除去溶劑。中國發(fā)明專利CN101085722A提供了一種對氯代烷基苯酚的工業(yè)化制備方法，該方法為，用烷基苯酚和氯化劑進(jìn)行加成反應(yīng)生成對氯代烷基苯酚，所述反應(yīng)在－10℃~100℃溫度之間并在共催化劑作用下進(jìn)行，所述共催化劑由金屬氯化物和機(jī)硫化物、烷基醚類化合物組成。中國發(fā)明專利CN101823941A提供了一種PCMX的綠色合成工藝，以水為溶劑，所使用的氯化劑為硫酰氯或者氯氣，將底物MX通過多段溫控的方式進(jìn)行氯化反應(yīng)。

世界專利WO2012/136108 A1介紹了一類PCMX的合成方法，由二價(jià)銅鹽作催化劑，以MX、氧化劑和含氯無機(jī)物進(jìn)行反應(yīng)，其權(quán)利要求中，二價(jià)銅鹽的用量為MX重量的10%~60%，反應(yīng)溫度80~100℃。美國專利4245127重點(diǎn)介紹了使用有機(jī)硫化物和金屬氯化物作為共催化劑，氯化1-羥基-3,5-二甲基苯的反應(yīng)。該專利分別討論了用噻酚和十二硫醇作為有機(jī)硫化物；三氯化鐵、三氯化鋁，以及四氯化鈦?zhàn)鳛榻饘俾然锝M成共催化劑的體系，對用硫酰氯和1-羥基-3,5-二甲基苯進(jìn)行反應(yīng)合成1-羥基-3,5-二甲基-4-氯苯的影響。根據(jù)該專利中所提到的實(shí)例，用四氯化鈦和十二硫醇作為共催化劑可以獲得最大的產(chǎn)品選擇性，即1-羥基-3,5-二甲基-4-氯苯達(dá)到91.5%。日本專利特開昭59-5132中提到了用二價(jià)銅鹽作為催化劑，雙氧水作為氧化劑，在有機(jī)溶劑的體系中用鹽酸作為氯源的氧氯化1-羥基-3,5-二甲基苯合成1-羥基-3,5-二甲基-4-氯苯的方法。但是從發(fā)明人提供的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來看，使用該方法的轉(zhuǎn)化率和選擇性均很低，所得的最高理論收率（轉(zhuǎn)化率*選擇性）僅為79.3%，而且需要使用二氟乙烷等有機(jī)溶劑。

連續(xù)流微管式反應(yīng)器是一類特殊的反應(yīng)器。其通道的直徑一般在微米或毫米級，大大小于傳統(tǒng)的反應(yīng)器。連續(xù)流反應(yīng)器具有以下特點(diǎn)：(1) 由于反應(yīng)器中通道寬度和深度比較小,一般為幾十到幾百微米，使反應(yīng)物間的擴(kuò)散距離大大縮短，傳質(zhì)速度快，反應(yīng)物在流動的過程中短時(shí)間內(nèi)即可充分混合。(2)通道的比表面積一般為5000~50000m²m^-3 ，而在常規(guī)反應(yīng)容器內(nèi)，比表面積約為100m²m^-3 ，少數(shù)為1000m²m^-3 。通道的比表面積大，具有很大的熱交換效率，即使是激烈的放熱反應(yīng)，瞬間釋放出大量反應(yīng)熱也能及時(shí)移出，維持反應(yīng)溫度在安全范圍內(nèi)。由于反應(yīng)物總量少，傳熱快，特別適用于研究異常激烈的合成反應(yīng)而避免爆炸的危險(xiǎn)。 (3) 在連續(xù)流反應(yīng)器中進(jìn)行合成反應(yīng)時(shí)，反應(yīng)物配比、溫度、壓力、反應(yīng)時(shí)間和流速等反應(yīng)條件容易控制。反應(yīng)物在流動過程中發(fā)生反應(yīng)，濃度不斷降低，生成物濃度不斷提高，副反應(yīng)較少。