4-氯丁酰氯的合成与提纯工艺方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种4-氯丁酰氯合成与提纯的工艺方法。
【背景技术】
[0002] 4-氯丁酰氯是一种重要的有机合成及农药、医药中间体。在农药工业可用于制备 拟除臭菊酯等杀虫剂及其他植保剂，也是除草铵膦的重要中间体。在医药工业，4-氯丁酰 氯用于生产抗精神病药物三氟哌啶醇、三氟哌啶苯，喹诺酮类抗菌药物环丙沙星、环丙氟啶 酸、斯帕沙星等和抗癫痫药左乙拉西坦等。
[0003]目前已有的4-氯丁酰氯的工业化生产方法主要是在氯化锌催化下，由Y-丁内酯 与氯化亚砜氯化而得，收率82%左右，工艺操作简单，但y- 丁内酯的转化率较低，收率82% 左右，产生的三废较多。
[0004] 另外在专利US2778852,GB743557中，还提出了以光气为原材料替代氯化亚砜为 氯化试剂，由Y-丁内酯合成4-氯丁酰氯，收率达95%。此法收率较高，但氯化剂光气本身 是剧毒化学品，运输、储存不便，操作要求较高，不利于工业化生产。
[0005] CN104086402A中公开了一种在有机溶剂中，加入y-丁内酯、胺类催化剂以及相 转移催化剂，然后在搅拌条件下加入二(三氯甲基)碳酸酯，进行氯化反应得4-氯丁酰氯。此 法收率可达90%以上，条件温和，适宜工业化生产，但是使用的有机溶剂大多为有毒物质， 且产生的副产物较多，无法保证其产品纯度，同时有机物不易处理，对周围环境有污染。
[0006] 由于4-氯丁酰氯的市场需求日益提高，国家对环保的日益重视，因此急需一种新 的合成方法，解决以上诸多问题。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的就是提供一种收率高、产品纯度高，适用于工业化生产且环境友好 的4-氯丁酰氯的合成与提纯工艺方法。
[0008] 本发明采用的技术方案包括以下步骤：a.向反应釜中加入y-丁内酯和混合催 化剂，搅拌，同时反应釜夹套内进自来水冷却；将氯化亚砜从高位槽缓慢点加进反应釜中， 点加完毕后夹套内进热水缓慢升温至50?80°C，保温5?7小时，负压蒸馏回收过量的氯 化亚砜，降温至常温后沉淀8?10小时，取上层清液待用；下层催化剂可循环使用；其中 Y_ 丁内酯：混合催化剂：氯化亚砜的质量份比为1 :〇. 〇3?〇. 07 :1. 5?2. 5 ;所述的混合 催化剂是由CuO和ZnO按摩尔比1 :3?5混合后再与98%浓硫酸反应，后烘干制得；其中浓 硫酸与ZnO和CuO混合物的摩尔比为1. 2?1. 6 :1 ; b. 将上层清液抽入粗馏釜中在-0. 095MPa?-0.IMPa下减压蒸馏，分段接受馏分，其中 50°C之前的馏分主要为氯化亚砜和4-氯丁酰氯，50?110°C的馏分为4-氯丁酰氯粗品，釜 内剩余尾料主要成分是4-氯丁酰氯和碳化的有机废物； c. 将4-氯丁酰氯粗品抽入精馏釜中，在-0.IMPa下减压精馏，控制回流比1 :2,收取 78?82°C的馏分即为4-氯丁酰氯成品，釜内剩余的尾料主要成分为少量4-氯丁酰氯和碳 化的有机废物；经检测，所得4-氯丁酰氯成品纯度多99%，单杂< 0. 30%，收率多90% ; d.将在酰化反应合成4-氯丁酰氯过程中生成的S02用引风系统收集后，加入碱液吸 收生产Na2S03，粗馏和精馏过程产生的尾料用无水甲醇反应合成4-氯丁酸甲酯；此尾料 处理过程中生成的HC1气体用水吸收生产30%的盐酸；所述尾料与无水甲醇的质量比为 1:0. 18 ?0. 4。
[0009] 所述y- 丁内酯：混合催化剂：氯化亚砜的质量份比优选为1 :〇. 05 :2. 0。
[0010] 所述的混合催化剂是由CuO和ZnO按优选摩尔比1 :5混合后与98%浓硫酸反应， 冷却后于320-400°C烘干制得；其中浓硫酸与ZnO和CuO混合物的优选摩尔比为1. 4:1。
[0011] 所述步骤d中的碱液为似20)3或NaOH的溶液，质量分数为20?30%。
[0012] 优选质量分数为25%的Na2C03溶液。
[0013] 所述步骤d中的无水甲醇用无水乙醇或异丙醇替代。优选无水甲醇。
[0014] 本发明所述合成方法的反应方程式如下：
【主权项】
1. 4-氯丁酰氯合成与提纯的工艺方法，其特征在于包括下述步骤： a. 向反应釜中加入γ-丁内酯和混合催化剂，搅拌，同时反应釜夹套内进自来水冷 却；将氯化亚砜从高位槽缓慢点加进反应釜中，点加完毕后夹套内进热水缓慢升温至50? 80°C，保温5?7小时进行酰化反应；负压蒸馏回收过量的氯化亚砜，降温至常温后沉淀 8?10小时，取上层清液待用；下层催化剂可循环使用；其中γ-丁内酯：混合催化剂：氯化 亚砜的质量份比为1:0. 03?0. 07 :1. 5?2. 5 ;所述的混合催化剂是由CuO和ZnO按摩尔 比1 :3?5混合后再与98%浓硫酸反应后烘干制得；其中浓硫酸与ZnO和CuO混合物的摩 尔比为1. 2?1. 6 :1 ; b. 将上层清液抽入粗馏釜中在-0. 095MPa?-0,1MPa下减压蒸馏，分段接受馏分，其中 50°C之前的馏分主要为氯化亚砜和4-氯丁酰氯，50?110°C的馏分为4-氯丁酰氯粗品，釜 内剩余尾料主要成分是4-氯丁酰氯和碳化的有机废物； c. 将4-氯丁酰氯粗品抽入精馏釜中，在-0,1MPa下减压精馏，控制回流比1 :2,收取 78?82°C的馏分即为4-氯丁酰氯成品，釜内剩余的尾料主要成分为少量4-氯丁酰氯和碳 化的有机废物；经检测，所得4-氯丁酰氯成品纯度多99%，单杂< 0. 30%，收率多90% ; d. 将在酰化反应合成4-氯丁酰氯过程中生成的SO2用引风系统收集后，加入碱液吸 收生产Na2SO 3，粗馏和精馏过程产生的尾料用无水甲醇反应合成4-氯丁酸甲酯；此尾料 处理过程中生成的HCl气体用水吸收生产30%的盐酸；所述尾料与无水甲醇的质量比为 1:0. 18 ?0. 4。
2. 根据权利要求1所述的4-氯丁酰氯合成与提纯的工艺方法，其特征在于：所述 γ-丁内酯：混合催化剂：氯化亚砜的质量份比为1:0.05 :2.0。
3. 根据权利要求1或2所述的4-氯丁酰氯合成与提纯的工艺方法，其特征在于：所述 的混合催化剂是由CuO和ZnO按摩尔比1 :5混合后与98%浓硫酸反应，冷却后于320-400°C 烘干制得；其中浓硫酸与ZnO和CuO混合物的摩尔比为1. 4:1。
4. 根据权利要求1所述的4-氯丁酰氯合成与提纯的工艺方法，其特征在于：所述步骤 d中的碱液为似20)3或NaOH的溶液，质量分数为20?30%。
5. 根据权利要求4所述的4-氯丁酰氯合成与提纯的工艺方法，其特征在于：所述步骤 d中的碱液为质量分数为25%的Na2CO3溶液。
6. 根据权利要求1所述的4-氯丁酰氯合成与提纯的工艺方法，其特征在于：所述步骤 d中的无水甲醇用无水乙醇或异丙醇替代。
【专利摘要】本发明公开了一种4-氯丁酰氯合成与提纯的工艺方法，包括采用γ-丁内酯与氯化亚砜在混合催化剂的催化下反应合成4-氯丁酰氯粗品，再对其进行纯化，所得4-氯丁酰氯成品纯度≥99%，单杂＜0.30%，收率≥90%；并且对4-氯丁酰氯生产中产生的废气进行综合利用，生产30%的盐酸和亚硫酸钠溶液，尾料用于生产4-氯丁酸酯；本发明工艺简单，操作方便，收率高、产品纯度高，几乎无三废排放，对环境友好。
【IPC分类】C07C51-58, C07C53-50
【公开号】CN104592001
【申请号】CN201410838956
【发明人】邹远龙, 张闻艺, 陈仁
【申请人】湖北博凯医药科技有限公司
【公开日】2015年5月6日
【申请日】2014年12月30日