[發明專利]一種2，4，5-三甲基氯苯的合成方法

有效

• 申請號: 201911038250.3
• 申請日: 2019-10-29
• 公開（公告）號: CN110565110B
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發明（設計）人: 馮柏成;董靜靜;金巖;王淑元;胡明磊
• 申請（專利權）人: 青島科技大學
• 主分類號: C07C17/12
• 分類號: C07C17/12;C25B3/06
• 代理公司: 北京智橋聯合知識產權代理事務所(普通合伙) 11560
• 代理人: 江莉莉

本發明涉及一種芳烴化合物的電化學鹵化方法，具體涉及一種以偏三甲苯為原料，通過直接電解合成來制備2，4，5?三甲基氯苯的方法。本發明2，4，5?三甲基氯苯的制備方法，是以偏三甲苯為原料來電解合成來制備2，4，5?三甲基氯苯的，所獲得的產品2,4,5?三甲基氯苯，收率90%以上，電流效率60％以上。本發明采用電解的方法進行芳香烴的鹵化，以DSA形穩陽極等析氯活性高的材料為陽極，不銹鋼等析氫過電位低的金屬材料為陰極，收效高，無需額外添加金屬催化劑，從而有效避免使用有毒、昂貴和制備復雜的催化劑，反應體系簡單有效，環境友好；本發明所述方法反應在常溫下操作，簡單、安全。

技術領域

本發明涉及一種芳烴化合物的電化學鹵化方法，具體涉及一種以偏三甲苯為原料，通過直接電解合成來制備2，4，5-三甲基氯苯的方法。

背景技術

鹵代芳烴類化合物被廣泛應用于化工、電子、金屬加工、醫藥等各個領域，不僅可以直接使用，而且也可作為合成其他基團化合物的中間體，一直深受藥物及有機合成工作者的重視，本文研究的2,4,5-三甲基氯苯屬于芳烴的氯代物。

2,4,5 -三甲基氯苯（2,4,5-trimethyl chlorobenzene），CAS No.31053-96-0，分子式為C₉H₁₁Cl，通常為白色至淡黃色結晶，沸點211-214℃，易溶于甲醇、乙腈等有機溶劑。

目前制備鹵化物通常是由含有劇毒的氯氣、溴素、單質碘的底物鹵化而得，所需的產品僅由全部鹵素的一半形成，另一半用于形成HCl、HBr或HI，此方法存在污染重、成本高、副產多等諸多弊端。同時在合成過程中通常還需要添加過渡金屬催化劑、光催化劑或有機小分子催化劑與氧化劑等，存在一定的安全隱患，后期處理繁瑣。

劉琳等人以偏三甲苯為原料, HCl-H₂O₂-CH₃COOH為催化活化體系，一步法合成2,4,5 -三甲基氯苯，在此反應體系下產物產率大約為84.06%，純度達到了90%左右。但此方法中所用雙氧水是強腐蝕劑，稍稍不慎便會造成人身傷害，而且在許多情況下還會引起爆炸或燃燒，無論在使用或貯存、運輸中都屬于危險品。

MelvinS. Newman等人以2,4,5-三甲基苯酚為原料通過兩步法先在四氯化碳溶液中與氯化鋁反應合成4-三氯甲基-2,4,5-三甲基-2,5-環己二烯酮，再經五氯化磷處理后進一步合成目標產物2,4,5-三甲基氯苯。

Shoji Kajigaeshi等人用芐基三甲基四氯碘酸銨（BTMA-ICl₄）作為氯源，在醋酸存在的條件中進行偏三甲苯的氯代，在此反應體系下產物產率大約為52%。

綜上，目前2,4,5 -三甲基氯苯的合成方法報道的均屬于傳統有機合成方法，同時在合成過程中通常還需要添加過渡金屬催化劑、光催化劑或有機小分子催化劑與氧化劑等，這不僅存在一定的安全隱患，也需要進行繁瑣的后期處理，不利于工業操作及大規模生產。最重要的是傳統的鹵化工藝大多是采用單質鹵素、鹵化氫和次鹵酸等為鹵化劑，因原料不易得到、操作條件和安全性差、生產成本高、副反應多，造成這種工藝的產品分離困難和三廢嚴重等缺點。

發明內容

為了解決上述的技術問題，本發明提供了一種2 , 4, 5 -三甲基氯苯的合成方法，該方法中無須再添加過渡金屬催化劑、光催化劑或有機小分子催化劑與氧化劑等，減少了安全隱患的同時，也減少了后續繁瑣處理，適于大規模工業化生產。

本發明所提供的2 , 4 , 5 -三甲基氯苯的電化學合成方法，是以偏三甲苯為原料來電解合成來制備2，4，5-三甲基氯苯。

具體的，2 , 4 , 5 -三甲基氯苯的電解氯代合成方法，包括以下步驟：

（1）配制6.2～26.5％的無機氯化物水溶液以及5~30%的無機堿水溶液；