4－叔丁氧基氯苯的製備方法
2023-07-23 18:04:06 2
專利名稱：4－叔丁氧基氯苯的製備方法
技術領域：
本發明涉及4-叔丁氧基氯苯的製備方法，尤其涉及以對氯苯酚和異丁烯為起始原料，通過醚化反應製備4-叔丁氧基氯苯的方法。
背景技術：
對羥基苯乙醇是一種重要的醫藥中間體和香料中間體。以4-叔丁氧基氯苯為原料，通過格氏反應製備對羥基苯乙醇是一種簡單易行、收率較高的方法，得到的產品純度也高。所以，4-叔丁氧基氯苯的製備方法是人們比較關心和研究的課題。
目前主要有兩大類方法製備4-叔丁氧基氯苯，即①以4-叔丁基苯醚為起始原料，採用「氯化法」來製備；②以對氯苯酚為起始原料，採用「醚化法」來製備。對於「氯化法」，主要是使用錳化合物催化劑在苯環上使氯原子取代氫原子(見J.Chem.Res.Synop.1998，(10)，662～663)，雖然可以得到4-叔丁氧基氯苯，但是氯原子取代苯環上的氫原子過程中，不可避免地會在1位和4位同時取代，導致副產物含量高，給後面的分離提純工作帶來困難。「醚化法」比較典型的又有三種方法，文獻1(Synthesis，1982，(3)，186～188)採用氯代叔丁烷作為醚化試劑、以鎳為催化劑，產品收率僅為32％；文獻2(J.Chem.Res.Synop，2000，(5)，252～253)也採用氯代叔丁烷作為醚化試劑，但催化劑使用的是鋅粉，得到的產品收率也不高，約在65％左右；文獻3(日本專利JP2001,151,718)採用異丁烯作為醚化試劑、硫酸甲酯作催化劑，產品收率提高到75.1％左右。這種方法中，異丁烯原料容易得到，但使用的催化劑硫酸甲酯沒有現成供應，需要製備；其次，反應是以氯苯為溶劑的，不如直接採用石油化工溶劑方便；而且，該方法的反應時間長，需要26個小時；此外，該方法中需要使用熱鹼，操作上也不太方便。
發明內容
本發明的目的在於提供一種4-叔丁氧基氯苯的製備方法，該方法採用「醚化法」反應路徑，以異丁烯作為醚化試劑，選擇新的催化劑和反應溶劑，在保留現有技術優點的基礎之上，克服現有技術的種種不足，使4-叔丁氧基氯苯的製備過程更易進行、產品收率更高、反應時間更短。
本發明的目的通過以下技術方案來實現一種製備4-叔丁氧基氯苯的方法，以對氯苯酚和異丁烯為主反應原料，經過醚化反應生成4-叔丁氧基氯苯，按照以下步驟依次進行製備①將對氯苯酚和硫酸按照100∶0.2～5的重量比加入到有機溶劑中，攪拌混合使對氯苯酚完全溶解，對氯苯酚與有機溶劑的重量之比為1∶1.5～5；②在常溫下向配製的溶液中緩慢通入異丁烯氣體，異丁烯與對氯苯酚的摩爾比為1～2∶1；③通氣結束後，常溫下保溫1～6小時；④用氫氧化鈉溶液洗滌之後，再用氯化鈉溶液洗滌至中性；⑤將洗滌後的有機溶液減壓蒸餾，分段收集餾分，得到回收溶劑和4-叔丁氧基氯苯產品。
本發明的目的還可以通過以下優選技術方案來進一步實現前述的製備4-叔丁氧基氯苯的方法，其中在步驟①中還加入含有苄基的季胺鹽，它與硫酸的重量之比為0.5～5∶1。
前述的製備4-叔丁氧基氯苯的方法，其中所述的季胺鹽是苄基三乙基氯化銨。
前述的製備4-叔丁氧基氯苯的方法，其中所述硫酸的重量百分濃度為30～98％。
前述的製備4-叔丁氧基氯苯的方法，其中步驟①中所用的有機溶劑是苯、甲苯或二甲苯，更優選苯。
前述的製備4-叔丁氧基氯苯的方法，其中步驟②和③過程中，溶液總體溫度不超過30℃。
前述的製備4-叔丁氧基氯苯的方法，其中步驟④中所用氫氧化鈉溶液的重量百分濃度是20～40％，所用氯化鈉溶液是氯化鈉的飽和溶液，用氫氧化鈉溶液的洗滌次數為2～4次。
前述的製備4-叔丁氧基氯苯的方法，其中步驟⑤減壓蒸餾在8mmHg絕對壓力下進行時，收集73～75℃範圍的餾分即可得到4-叔丁氧基氯苯產品。
本發明技術方案的突出的實質性特點和顯著的進步主要體現在(1)採用硫酸或者硫酸與季胺鹽混合使用，作為對氯苯酚與異丁烯進行醚化反應的催化劑。尤其是硫酸與苄基三乙基氯化銨混合使用，催化效果更好；(2)可以採用苯、甲苯或二甲苯等最為常見的石化產品作為反應溶劑，成本低，對環境的汙染相對較小，後處理及回收利用較為方便；(3)反應過程是均相反應過程，且在常溫下進行，易於操作控制，反應後的各種原料和產物易於分離；(4)反應時間與現有技術相比大大縮短，只需要6小時左右；(5)得到的產品不僅純度高，收率比現有技術最好情況又有提高。
具體實施例方式
本發明以對氯苯酚和異丁烯為主反應原料，選取30～98Wt％濃度的硫酸並輔以季氨鹽作為催化劑，經過醚化反應製備4-叔丁氧基氯苯。反應是在常溫下進行，反應溶劑採用苯、甲苯、二甲苯等最為常見的石油化工溶劑，參加反應的固體原料對氯苯酚和氣體原料異丁烯，均易溶於這幾種反應溶劑，因而整個反應是均相反應過程，易於操作和控制。反應後的剩餘原料又易溶於氫氧化鈉溶液，使得反應得到的產物易於分離提純。在各種季胺鹽的選擇當中，本發明尤其應用苄基三乙基氯化銨，取得了更好的催化效果。與現有技術相比，本發明技術方案總的反應時間有效縮短，產品收率和純度均好於現有技術最佳值。
下面是幾項應用本發明技術方案的具體實例，它們僅作為例子給出，不視為對本發明的應用限制。凡操作條件的等同替換，均落在本發明的保護範圍之內。
實施例1一個500ml的四頸圓底燒瓶，帶有機械攪拌、溫度計、通氣管、冷凝管和尾氣吸收裝置。在燒瓶中加入1mol對氯苯酚、300ml苯、0.5g濃度為30Wt％的稀硫酸和0.3g苄基三乙基氯化銨，攪拌至料液透明澄清，於常溫下通入1.2mol異丁烯氣體，控制通氣溫度不超過30℃。4小時通氣完畢後，再繼續攪拌保溫2小時。用150ml濃度為30Wt％的氫氧化鈉溶液分兩次滴加洗滌料液，再用200ml飽和食鹽水分兩次洗滌料液到中性。將料液於絕對壓力為8mmHg的真空下進行蒸餾，收集73～75℃的餾分得4-叔丁氧基氯苯145.5g，收率為78.6％。高效液相色譜(HPLC)分析表明，產品中4-叔丁氧基氯苯含量為99.8％。
實施例2一個500ml的四頸圓底燒瓶，帶有機械攪拌、溫度計、通氣管、冷凝管和尾氣吸收裝置。在燒瓶中加入1mol對氯苯酚、300ml苯和0.5g濃度為30Wt％的稀硫酸，攪拌至料液透明澄清，於常溫下通入1mol異丁烯氣體，控制通氣溫度不超過30℃。4小時通氣完畢後，再繼續攪拌保溫6小時。用150ml濃度為30Wt％的氫氧化鈉溶液分兩次滴加洗滌料液，再用200ml飽和食鹽水分兩次洗滌料液到中性，將料液於絕對壓力8mmHg的真空下進行蒸餾，收集73～75℃的餾分得4-叔丁氧基氯苯153g，收率為82.9％，HPLC分析表明純度為99.8％。
實施例3一個500ml的四頸圓底燒瓶，帶有機械攪拌、溫度計、通氣管、冷凝管和尾氣吸收裝置。在燒瓶中加入1mol對氯苯酚、300ml甲苯和0.5g濃度為30Wt％的稀硫酸，攪拌至料液透明澄清，於常溫下通入2mol異丁烯氣體，控制通氣溫度不超過30℃。4小時通氣完畢後，再繼續攪拌於常溫保溫2小時。用150ml濃度為30Wt％的氫氧化鈉溶液分兩次洗滌料液，再用200ml飽和食鹽水分兩次洗滌料液到中性，將料液於絕對壓力為8mmHg的真空下進行蒸餾，收集73～75℃的餾分得4-叔丁氧基氯苯146g，收率為79.1％，HPLC分析表明純度為99.8％。
實施例4一個500ml的四頸圓底燒瓶，帶有機械攪拌、溫度計、通氣管、冷凝管和尾氣吸收裝置。在燒瓶中加入1mol對氯苯酚、300ml苯、0.5g濃度為30Wt％的稀硫酸和0.5g苄基三乙基氯化銨，攪拌至料液透明澄清，於常溫下通入1mol異丁烯氣體，控制通氣溫度不超過50℃。4小時通氣完畢後，再繼續攪拌在45℃保溫2小時。用150ml濃度為30Wt％的氫氧化鈉溶液分兩次滴加洗滌料液，再用200ml飽和食鹽水分兩次洗滌料液到中性，將料液於絕對壓力為8mmHg的真空下進行蒸餾，收集73～75℃的餾分得4-叔丁氧基氯苯126g，收率為68.3％，HPLC分析表明純度為99.5％。
實施例5一個500ml的四頸圓底燒瓶，帶有機械攪拌、溫度計、通氣管、冷凝管和尾氣吸收裝置。在燒瓶中加入1mol對氯苯酚、300ml苯、0.5g濃度為30Wt％的稀硫酸和0.3g苄基三乙基氯化銨，攪拌至料液透明澄清，於常溫下緩慢通入2mol異丁烯氣體，控制通氣溫度不超過30℃。4小時通氣完畢後，再繼續攪拌於25℃保溫2小時。用150ml濃度為30Wt％的氫氧化鈉溶液分兩次洗滌料液，再用200ml飽和食鹽水分兩次洗滌料液到中性，將料液於絕對壓力為8mmHg的真空下進行蒸餾，收集73～75℃的餾分得4-叔丁氧基氯苯148g，收率為80.2％，HPLC分析表明純度為99.8％。
實施例6一個500ml的四頸圓底燒瓶，帶有機械攪拌、溫度計、通氣管、冷凝管和尾氣吸收裝置。在燒瓶中加入1mol對氯苯酚、300ml苯、0.8g濃度為98Wt％的硫酸和0.3g苄基三乙基氯化銨，攪拌至料液透明澄清，於常溫下通入1mol異丁烯氣體，控制通氣溫度不超過30℃。4小時通氣完畢後，再繼續攪拌保溫2小時。用150ml濃度為30Wt％的氫氧化鈉溶液分兩次滴加洗滌料液，再用200ml飽和食鹽水分兩次洗滌料液到中性，將料液於絕對壓力為8mmHg的真空下進行蒸餾，收集73～75℃的餾分得4-叔丁氧基氯苯139g，收率為75.3％，HPLC分析表明純度為99.5％。
權利要求
1.一種製備4-叔丁氧基氯苯的方法，以對氯苯酚和異丁烯為主反應原料，經過醚化反應生成4-叔丁氧基氯苯，其特徵在於按照以下步驟依次進行製備，①將對氯苯酚和硫酸按照100∶0.2～5的重量比加入到有機溶劑中，攪拌混合使對氯苯酚完全溶解，對氯苯酚與有機溶劑的重量之比為1∶1.5～5；②在常溫下向配製的溶液中緩慢通入異丁烯氣體，異丁烯與對氯苯酚的摩爾比為1～2∶1；③通氣結束後，常溫下保溫1～6小時；④用氫氧化鈉溶液洗滌之後，再用氯化鈉溶液洗滌至中性；⑤將洗滌後的有機溶液減壓蒸餾，分段收集餾分，得到回收溶劑和4-叔丁氧基氯苯產品。
2.按權利要求1所述的製備4-叔丁氧基氯苯的方法，其特徵在於在步驟①中還加入含有苄基的季胺鹽，它與硫酸的重量之比為0.5～5∶1。
3.按權利要求2所述的製備4-叔丁氧基氯苯的方法，其特徵在於所述的季胺鹽是苄基三乙基氯化銨。
4.按權利要求1、2或3所述的製備4-叔丁氧基氯苯的方法，其特徵在於所述硫酸的重量百分濃度為30～98％。
5.按權利要求1、2或3所述的製備4-叔丁氧基氯苯的方法，其特徵在於步驟①中所用的有機溶劑是苯、甲苯或二甲苯。
6.按權利要求5所述的製備4-叔丁氧基氯苯的方法，其特徵在於所述的有機溶劑是苯。
7.按權利要求1、2或3所述的製備4-叔丁氧基氯苯的方法，其特徵在於步驟②和③過程中，溶液總體溫度不超過30℃。
8.按權利要求1、2或3所述的製備4-叔丁氧基氯苯的方法，其特徵在於步驟④中所用氫氧化鈉溶液的重量百分濃度是20～40％，所用氯化鈉溶液是氯化鈉的飽和溶液，用氫氧化鈉溶液的洗滌次數為2～4次。
9.按權利要求1、2或3所述的製備4-叔丁氧基氯苯的方法，其特徵在於步驟⑤減壓蒸餾是在8mmHg絕對壓力下進行的，收集73～75℃範圍的餾分即得4-叔丁氧基氯苯產品。
全文摘要
本發明涉及4－叔丁氧基氯苯的製備方法，以對氯苯酚和異丁烯為主要反應原料，選取30～98Wt％濃度的硫酸並輔以季氨鹽作為催化劑，經過醚化反應而製備4－叔丁氧基氯苯。反應在常溫下進行，溶劑採用苯、甲苯、二甲苯等最為常見的石化產品，參加反應的固體原料對氯苯酚和氣體原料異丁烯，均易溶於這幾種反應溶劑，整個反應屬於均相反應過程，易於操作控制。反應後的剩餘原料易溶於氫氧化鈉溶液，反應得到的產物易於分離提純。在季胺鹽的選擇中，本發明尤其應用苄基三乙基氯化銨，取得了很好的催化效果。與現有技術相比，本發明技術方案總的反應時間有效縮短，產品收率和純度均好於現有技術最佳值。
文檔編號C07C41/00GK1603293SQ200410041580
公開日2005年4月6日 申請日期2004年8月2日 優先權日2004年8月2日
發明者王方大 申請人:常州市牛塘化工廠