對二甲苯側(cè)鏈單氯化的研究

王欣榮

（柳州豐康泰科技有限公司，廣西柳化氯堿有限公司，廣西 鹿寨 545600）

對二甲苯側(cè)鏈單氯化的研究

王欣榮

（柳州豐康泰科技有限公司，廣西柳化氯堿有限公司，廣西 鹿寨 545600）

研究對二甲苯光氯化反應(yīng)過程，開發(fā)了一種以對二甲苯為原料生產(chǎn)洛索洛芬鈉的關(guān)鍵中間體 2-( 4-溴甲基苯基 ) 丙酸的合成新工藝。

2-（4- 溴甲基苯基）丙酸；對二甲苯；對甲基氯芐；光氯化

2-（4-溴甲基苯基）丙酸是合成洛索洛芬鈉的關(guān)鍵中間體之一[1]。洛索洛芬鈉屬于芳基丙酸類新型非甾體消炎藥，臨床表明它在目前已知的芳基丙酸類藥物中鎮(zhèn)痛、抗炎、抗風(fēng)濕效果最好，深受國內(nèi)外專家和學(xué)者的青睞以及醫(yī)藥界和病人的推崇。

生產(chǎn)2-（4-溴甲基苯基）丙酸的方法有幾種，我們開發(fā)了一條以對二甲苯為起始原料的新工藝路線。反應(yīng)路線圖如下：

其中，反應(yīng)第一步為：

1 實驗部分

1.1 實驗流程

液氯鋼瓶來的氯氣經(jīng)過緩沖瓶、對二甲苯瓶、緩沖瓶，進(jìn)入加有對二甲苯的三口瓶，加熱裝置帶磁力攪拌，在光源照射下，開啟攪拌、升溫，反應(yīng)逐步進(jìn)行，會產(chǎn)生白色煙霧的氯化氫氣體，經(jīng)過冷凝回流裝置后，用堿水吸收。

反應(yīng)到一定程度后（控制副反應(yīng)所產(chǎn)生的雜質(zhì)濃度），對混合氯化液進(jìn)行精餾，得到純度97%以上的對甲基氯芐，用于后續(xù)的生產(chǎn)。

圖1 實驗流程圖

1.2 光源的選擇

氯 氣（Cl2）的 鍵 能 為58 kcal·mol-1，即242.6kJ·mol-1。

打開1個氯氣分子所需的最低能量為：2426000/ (6.02×1023)J=4.03×10-19J。

光速V=波長×頻率=λ×υ=299792458 m·s-1。

普朗克常數(shù)h=6.6260693×10-34J·s。

能 量 E=h×υ=4.03×10-19J=6.6260693×10-34J· s×υ=6.6260693×10-34J·s×(299792458 m·s-1÷λ)

λ=4.978×10-7m=492.8nm，即光波的最長波長。

因此，光源可以選擇藍(lán)光、紫光、紫外光和白光（白光是復(fù)合光）。

2 反應(yīng)結(jié)果及討論

影響反應(yīng)的因素有溫度、光源、氯氣流量等。溫度高，反應(yīng)速度快，副反應(yīng)多，副產(chǎn)物多，對后續(xù)反應(yīng)很不利；溫度低，反應(yīng)速度慢。根據(jù)前期實驗結(jié)果，我們選取反應(yīng)溫度在60~80℃范圍內(nèi)。氯氣流量則通過記錄裝有對二甲苯的緩沖瓶中每分鐘的鼓泡數(shù)來衡量。

反應(yīng)條件為：溫度70℃，50W藍(lán)光燈照射，氯氣流量為每分鐘約2個氣泡。

反應(yīng)產(chǎn)物用氣相色譜進(jìn)行檢測分析，并標(biāo)定了原料對二甲苯和目標(biāo)產(chǎn)物對甲基氯芐，對其他氯化物沒有進(jìn)行標(biāo)定。反應(yīng)1h或2h取樣分析。結(jié)果見表1、表2和圖2、圖3。

表1 以新鮮對二甲苯為原料

表2 以回收對二甲苯為原料

從表1、表2和圖2、圖3來看，新鮮對二甲苯和回收對二甲苯的光氯化反應(yīng)趨勢差不多。隨著反應(yīng)的進(jìn)行，對二甲苯含量逐步減少，對甲基氯芐含量逐步增加，其他氯化物雜質(zhì)的含量也逐步增加。為了減少其他氯化物雜質(zhì)的含量和其對后續(xù)反應(yīng)的影響，一般可采取在其他氯化物雜質(zhì)含量很低的時候就停止反應(yīng)，精餾分離出對二甲苯和對甲基氯芐，回收的對二甲苯可繼續(xù)用于光氯化反應(yīng)。

圖2 新鮮對二甲苯光氯化結(jié)果

圖3 回收對二甲苯光氯化結(jié)果

3 工業(yè)生產(chǎn)過程

實驗室小試以后，逐步進(jìn)行放大實驗，分別在5L、10L、50L的反應(yīng)釜中進(jìn)行實驗。根據(jù)實驗結(jié)果，進(jìn)行了工藝設(shè)計，選定外循環(huán)光氯化工藝，反應(yīng)釜采用500L搪瓷釜，光源采用100W藍(lán)光燈。生產(chǎn)流程圖如圖4所示。

生產(chǎn)過程為：1）在氯化反應(yīng)釜中加入對二甲苯液體，氯化反應(yīng)釜的尾氣吸收槽裝水，開啟氯化反應(yīng)釜攪拌，加熱使對二甲苯升溫至反應(yīng)溫度并保持，開啟照射光源，光源照射氯化反應(yīng)管，在光照條件下慢慢通入氯氣進(jìn)行反應(yīng)，調(diào)整并穩(wěn)定氯氣流量，跟蹤分析監(jiān)測產(chǎn)物情況。

圖4 工業(yè)生產(chǎn)裝置圖

2）取樣分析對甲基氯芐含量和其他氯化物雜質(zhì)含量。當(dāng)其他氯化物雜質(zhì)（如對二甲基氯苯、對二氯芐或多氯化物等）達(dá)到工藝設(shè)定值時，關(guān)上氯氣閥門，停止加熱，關(guān)上光源，停止反應(yīng)。通入氮氣吹除，除去殘余的氯化氫氣體和氯氣,得到氯化混合液。

3）加入稀 Na2CO3水溶液攪拌洗滌氯化混合液，靜置分層，排出水相溶液。

4）加入稀Na2SO3水溶液攪拌洗滌氯化混合液，除去未反應(yīng)的游離氯，靜置分層，排出水相溶液。

5）氯化混合液精餾分離：將氯化混合液放入對二甲苯精餾塔釜，收集低沸點餾分得到對二甲苯，回用于氯化反應(yīng)。把塔釜的液體轉(zhuǎn)移到對甲基氯芐蒸餾塔釜，收集餾分得到對甲基氯芐。塔釜中含多氯化物等高沸點雜質(zhì)的殘液收集到殘液儲槽。得到的對甲基氯芐中間產(chǎn)品用于后續(xù)反應(yīng)。

值得注意的是，本反應(yīng)體系中不能含鐵離子，若鐵離子濃度超過2×10-6，在氯化反應(yīng)主要產(chǎn)物會變成二甲基氯苯。

4 工藝優(yōu)點

1）原料易得，操作簡單。

2）工藝路線較短，三廢排放少。

3）反應(yīng)過程中不需要另外使用有機(jī)溶劑，因而不需要溶劑回收的操作。

4）反應(yīng)條件溫和，安全有保障，易于實現(xiàn)工業(yè)化。

5）在反應(yīng)初期，幾乎全部生成目標(biāo)產(chǎn)物對甲基氯芐，只要控制較低的轉(zhuǎn)化率，降低生成其他氯化物的副反應(yīng)，則既可以保證原料消耗低，又可使產(chǎn)物純度高，生產(chǎn)成本相對較低。

[1] 劉志雄，程清蓉，章愛華. 2-(4-溴甲基苯基)丙酸合成[J].精細(xì)化工中間體，2008(6)：32-34.

[2] 吳統(tǒng)立，尹醇熙，龍達(dá)林.對二甲苯側(cè)鏈淺度氯化反應(yīng)動力學(xué)的研究[J].石油化工，1982(2)：101-107.

[3] 史達(dá)清，陳偉興.對二甲苯氯化反應(yīng)的研究[J].徐州師范學(xué)院學(xué)報：自然科學(xué)版，1993(12)：41-42.

Study on Single-side Chain Chlorinated of p-Xylene

WANG Xin-rong
(Liuzhou Fengkangtai Sci&tech. Co., Ltd, Guangxi Liuhua Chlor-Alkali Co., Ltd., Luzhai 545600, China)

The photochlorination process of p-xylene was studied. Based on that, a new synthesis method of 2-(4-bromomethylphenyl) propionic acid was developed.

2-(4-bromomethylphenyl ) propionic acid; paraxylene; methyl benzyl chloride; photochemical chlorination

TQ 241.1+3

A

1671-9905(2016)04-0028-03

2016-02-02