对苯二甲酰氯的制备方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201410764744.0

申请日:

2014.12.12

公开号:

CN104478696A

公开日:

2015.04.01

当前法律状态:

实审

有效性:

审中

法律详情:

发明专利申请公布后的驳回IPC(主分类):C07C 51/60申请公布日:20150401|||实质审查的生效IPC(主分类):C07C 51/60申请日:20141212|||公开

IPC分类号:

C07C51/60; C07C63/30

主分类号:

C07C51/60

申请人:

山东凯盛新材料有限公司

发明人:

薛居强; 张泰铭; 张聪聪; 王荣海; 毕义霞; 张善民; 杨德耀; 宋国城; 王炼

地址:

255190山东省淄博市淄川区双杨镇

优先权:

专利代理机构:

青岛发思特专利商标代理有限公司37212

代理人:

马俊荣

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内容摘要

本发明属于有机化学合成领域,具体涉及一种对苯二甲酰氯的制备方法。在LED光源照射下,向对二甲苯中通入过量氯气反应,得到1,4-二(三氯甲基)苯粗品;取1,4-二(三氯甲基)苯粗品与对苯二甲酸,在催化剂作用下反应,直至无氯化氢气体放出,所得反应液经减压精馏得到对苯二甲酰氯。本发明具有原料易得,成本低,尾气容易处理等优点,适合工业化生产;制得的对苯二甲酰氯,熔点为82-83℃,纯度达99.9%以上,收率大于95%以上。本发明中无需任何溶剂混入,催化剂循环使用,保持了产物的高纯度。

权利要求书

权利要求书
1.  一种对苯二甲酰氯的制备方法,其特征在于步骤如下:
(1)在LED光源照射下,向对二甲苯中通入过量氯气反应,得到1,4-二(三氯甲基)苯 粗品;
(2)取步骤(1)制得的1,4-二(三氯甲基)苯粗品与对苯二甲酸,在催化剂作用下反应, 直至无氯化氢气体放出,所得反应液经减压精馏得到对苯二甲酰氯。

2.  根据权利要求1所述的对苯二甲酰氯的制备方法,其特征在于步骤(1)中所述的LED 光源波长范围为380-480nm。

3.  根据权利要求1所述的对苯二甲酰氯的制备方法,其特征在于步骤(1)中所述的氯 气的物质的量为理论量的120-140%。

4.  根据权利要求1所述的对苯二甲酰氯的制备方法,其特征在于步骤(1)中所述的反 应温度为130-150℃,反应时间为8-10小时。

5.  根据权利要求1所述的对苯二甲酰氯的制备方法,其特征在于步骤(2)中所述的1,4- 二(三氯甲基)苯粗品与对苯二甲酸的质量比为1:0.50-0.56。

6.  根据权利要求1所述的对苯二甲酰氯的制备方法,其特征在于步骤(2)中所述的催 化剂为ZnCl2或FeCl3。

7.  根据权利要求1所述的对苯二甲酰氯的制备方法,其特征在于步骤(2)中所述的催 化剂用量为对苯二甲酸质量的0.1-0.5%。

8.  根据权利要求1所述的对苯二甲酰氯的制备方法,其特征在于步骤(2)中所述的反 应温度为120-140℃,反应时间为6-8小时。

说明书

说明书对苯二甲酰氯的制备方法
技术领域
本发明属于有机化学合成领域,具体涉及一种对苯二甲酰氯的制备方法。
背景技术
对苯二甲酰氯是重要的有机化工原料,是聚酰胺、聚酯等聚合物的原料。是合成特种纤 维的单体,可作芳纶、锦纶增强剂,芳纶纤维是一种高性能合成纤维,具有超高强度、耐高 温、耐酸碱、重量轻等优点,韧性和强度分别可达优质钢材的2倍和6倍,用于飞机、火箭、 导弹和防弹设备中。
对苯二甲酰氯以对苯二甲酸为原料的合成工艺,根据酰氯化试剂不同,主要分为氯化亚 砜法、五氯化磷法、三氯化磷法和光气法。氯化亚砜法是以氯化亚砜为氯化剂,对苯二甲酸 为原料,N,N-二甲基甲酰胺或吡啶为催化剂制备对苯二甲酰氯。该方法由于N,N-二甲基甲 酰胺不稳定,SOCl2反应生成(氯亚甲基)二甲基氯化铵,导致不易分离纯度低,需进行多 次减压蒸馏后产品纯度才能达到99%以上。五氯化磷法中的氯化剂为固体五氯化磷,加料相 对来说比较困难,再加上五氯化磷容易吸水,生成氯化氢影响投料比例的准确度,而且对苯 二甲酸本身也为固体,两者不易混合均匀,操作不便。三氯化磷法需要的反应温度较高,时 间长、工艺操作条件比较复杂,再加上副产物三氯氧磷的提纯,既腐蚀设备,又增加了生产 成本。光气法工艺路线,需要专门发生光气或采购光气,光气属于剧毒产品,反应中需要使 用溶剂,副产物也是气体,容易造成光气随副产物排出,对安全和防护要求非常高,另外还 要增加溶剂回收装置,使得生产成本大幅度增加。
发明内容
本发明的目的是提供一种对苯二甲酰氯的制备方法,具有原料易得、成本低、尾气容易 处理、对环境没有危害性的优点,适合工业化生产。
本发明所述的对苯二甲酰氯的制备方法,步骤如下:
(1)在LED光源照射下,向对二甲苯中通入过量氯气反应,得到1,4-二(三氯甲基)苯 粗品;
(2)取步骤(1)制得的1,4-二(三氯甲基)苯粗品与对苯二甲酸,在催化剂作用下反应, 直至无氯化氢气体放出,所得反应液经减压精馏得到对苯二甲酰氯。
步骤(1)中所述的LED光源波长范围为380-480nm。
步骤(1)中所述的氯气的物质的量为理论量的120-140%。
步骤(1)中所述的反应温度为130-150℃,反应时间为8-10小时。
步骤(2)中所述的1,4-二(三氯甲基)苯粗品与对苯二甲酸的质量比为1:0.50-0.56。
步骤(2)中所述的催化剂为ZnCl2或FeCl3,优选ZnCl2。
步骤(2)中所述的催化剂用量为对苯二甲酸质量的0.1-0.5%。
步骤(2)中所述的反应温度为120-140℃,反应时间为6-8小时。
步骤(2)中所述的对苯二甲酰氯含量大于99.9%,收率大于95%。
实验原理:

本发明反应中使用的LED紫外灯波长范围380-480nm具有能量高、功耗低、寿命长,波 长范围可调,维护操作简单等特点。尤其在进行氯化反应时,可根据氯气分子参加反应所需 光解能的大小,选择适当的LED光源波长范围。波长过短,虽然能量高,但不利于氯化反应 控制,容易发生副反应,导致反应液颜色加深,甚至碳化,妨碍有效波长的透过,抑制反应 的顺利进行,导致产品质量和收率降低;波长过长,则能量低,对反应不起作用,造成浪费。
使用金属氯化物催化剂有利于苯环侧链脱除氯化氢,促进反应的发生,减少副产物生成。
本发明与现有技术相比,具有如下有益效果:
本发明具有原料易得,成本低,尾气容易处理等优点,适合工业化生产。本发明制得的 对苯二甲酰氯,熔点为82-83℃,纯度达99.9%以上,收率大于95%以上。本发明中无需任何 溶剂混入,催化剂循环使用,保持了产物的高纯度。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明做进一步描述。
实施例1
(1)取对二甲苯100g,在波长为380-390nm LED光源照射下,于130℃向其通入氯气 481.5g,经8小时反应,制得1,4-二(三氯甲基)苯粗品289.6g,色谱含量为92.0%;
(2)将步骤(1)制得的1,4-二(三氯甲基)苯粗品与对苯二甲酸144.8g加入反应瓶中, 在0.145g氯化锌催化作用下,于120℃下反应8小时,直至无氯化氢气体放出,所得反应液 经减压精馏得对苯二甲酰氯363.71g,色谱含量为99.93%,熔点82.3℃,产品总收率为95.1% (按对二甲苯计)。
实施例2
(1)取对二甲苯100g,在波长为420-430nm LED光源照射下,于140℃向其通入氯气 521.6g,经9小时反应,制得1,4-二(三氯甲基)苯粗品290.27g,色谱含量为95.17%;
(2)将步骤(1)制得的1,4-二(三氯甲基)苯粗品与对苯二甲酸153.8g加入反应瓶中, 在0.461g氯化铁催化作用下,于130℃下反应7小时,直至无氯化氢气体放出,所得反应液 经减压精馏得对苯二甲酰氯371.40g,色谱含量为99.91%,熔点82.2℃,产品收率为97.1% (按对二甲苯计)。
实施例3
(1)取对二甲苯100g,在波长为470-480nm LED光源照射下,于150℃向其通入氯气 561.7g,经10小时反应,制得1,4-二(三氯甲基)苯粗品290.34g,色谱含量为96.0%;
(2)将步骤(1)制得的1,4-二(三氯甲基)苯粗品与对苯二甲酸162.6g加入反应瓶中, 在氯化锌0.813g催化作用下,于140℃下反应6小时,直至无氯化氢气体放出,所得反应液 经减压精馏得到对苯二甲酰氯375.57g,色谱含量为99.94%,熔点82.5℃,产品总收率为98.2% (按对二甲苯计)。

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资源描述

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1、(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201410764744.0(22)申请日 2014.12.12C07C 51/60(2006.01)C07C 63/30(2006.01)(71)申请人山东凯盛新材料有限公司地址 255190 山东省淄博市淄川区双杨镇(72)发明人薛居强 张泰铭 张聪聪 王荣海毕义霞 张善民 杨德耀 宋国城王炼(74)专利代理机构青岛发思特专利商标代理有限公司 37212代理人马俊荣(54) 发明名称对苯二甲酰氯的制备方法(57) 摘要本发明属于有机化学合成领域,具体涉及一种对苯二甲酰氯的制备方法。在LED光源照射下,向对二甲苯中通入过量氯气反应,得到。

2、1,4-二(三氯甲基)苯粗品;取1,4-二(三氯甲基)苯粗品与对苯二甲酸,在催化剂作用下反应,直至无氯化氢气体放出,所得反应液经减压精馏得到对苯二甲酰氯。本发明具有原料易得,成本低,尾气容易处理等优点,适合工业化生产;制得的对苯二甲酰氯,熔点为82-83,纯度达99.9以上,收率大于95以上。本发明中无需任何溶剂混入,催化剂循环使用,保持了产物的高纯度。(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书1页 说明书3页 附图1页(10)申请公布号 CN 104478696 A(43)申请公布日 2015.04.01CN 104478696 A1/1 页21。

3、.一种对苯二甲酰氯的制备方法,其特征在于步骤如下 :(1)在LED光源照射下,向对二甲苯中通入过量氯气反应,得到1,4-二(三氯甲基)苯粗品 ;(2) 取步骤 (1) 制得的 1,4- 二 ( 三氯甲基 ) 苯粗品与对苯二甲酸,在催化剂作用下反应,直至无氯化氢气体放出,所得反应液经减压精馏得到对苯二甲酰氯。2.根据权利要求 1 所述的对苯二甲酰氯的制备方法,其特征在于步骤 (1) 中所述的LED 光源波长范围为 380-480nm。3.根据权利要求 1 所述的对苯二甲酰氯的制备方法,其特征在于步骤 (1) 中所述的氯气的物质的量为理论量的 120-140。4.根据权利要求 1 所述的对苯二甲酰。

4、氯的制备方法,其特征在于步骤 (1) 中所述的反应温度为 130-150,反应时间为 8-10 小时。5.根据权利要求 1 所述的对苯二甲酰氯的制备方法,其特征在于步骤 (2) 中所述的1,4- 二 ( 三氯甲基 ) 苯粗品与对苯二甲酸的质量比为 1:0.50-0.56。6.根据权利要求 1 所述的对苯二甲酰氯的制备方法,其特征在于步骤 (2) 中所述的催化剂为 ZnCl2或 FeCl3。7.根据权利要求 1 所述的对苯二甲酰氯的制备方法,其特征在于步骤 (2) 中所述的催化剂用量为对苯二甲酸质量的 0.1-0.5。8.根据权利要求 1 所述的对苯二甲酰氯的制备方法,其特征在于步骤 (2) 中。

5、所述的反应温度为 120-140,反应时间为 6-8 小时。权 利 要 求 书CN 104478696 A1/3 页3对苯二甲酰氯的制备方法技术领域0001 本发明属于有机化学合成领域,具体涉及一种对苯二甲酰氯的制备方法。背景技术0002 对苯二甲酰氯是重要的有机化工原料,是聚酰胺、聚酯等聚合物的原料。是合成特种纤维的单体,可作芳纶、锦纶增强剂,芳纶纤维是一种高性能合成纤维,具有超高强度、耐高温、耐酸碱、重量轻等优点,韧性和强度分别可达优质钢材的2倍和6倍,用于飞机、火箭、导弹和防弹设备中。0003 对苯二甲酰氯以对苯二甲酸为原料的合成工艺,根据酰氯化试剂不同,主要分为氯化亚砜法、五氯化磷法、。

6、三氯化磷法和光气法。氯化亚砜法是以氯化亚砜为氯化剂,对苯二甲酸为原料,N,N-二甲基甲酰胺或吡啶为催化剂制备对苯二甲酰氯。该方法由于N,N-二甲基甲酰胺不稳定,SOCl2反应生成(氯亚甲基)二甲基氯化铵,导致不易分离纯度低,需进行多次减压蒸馏后产品纯度才能达到 99以上。五氯化磷法中的氯化剂为固体五氯化磷,加料相对来说比较困难,再加上五氯化磷容易吸水,生成氯化氢影响投料比例的准确度,而且对苯二甲酸本身也为固体,两者不易混合均匀,操作不便。三氯化磷法需要的反应温度较高,时间长、工艺操作条件比较复杂,再加上副产物三氯氧磷的提纯,既腐蚀设备,又增加了生产成本。光气法工艺路线,需要专门发生光气或采购光。

7、气,光气属于剧毒产品,反应中需要使用溶剂,副产物也是气体,容易造成光气随副产物排出,对安全和防护要求非常高,另外还要增加溶剂回收装置,使得生产成本大幅度增加。发明内容0004 本发明的目的是提供一种对苯二甲酰氯的制备方法,具有原料易得、成本低、尾气容易处理、对环境没有危害性的优点,适合工业化生产。0005 本发明所述的对苯二甲酰氯的制备方法,步骤如下 :0006 (1) 在 LED 光源照射下,向对二甲苯中通入过量氯气反应,得到 1,4- 二 ( 三氯甲基)苯粗品;0007 (2) 取步骤 (1) 制得的 1,4- 二 ( 三氯甲基 ) 苯粗品与对苯二甲酸,在催化剂作用下反应,直至无氯化氢气体。

8、放出,所得反应液经减压精馏得到对苯二甲酰氯。0008 步骤 (1) 中所述的 LED 光源波长范围为 380-480nm。0009 步骤 (1) 中所述的氯气的物质的量为理论量的 120-140。0010 步骤 (1) 中所述的反应温度为 130-150,反应时间为 8-10 小时。0011 步骤(2)中所述的1,4-二(三氯甲基)苯粗品与对苯二甲酸的质量比为1:0.50-0.56。0012 步骤 (2) 中所述的催化剂为 ZnCl2或 FeCl3,优选 ZnCl2。0013 步骤 (2) 中所述的催化剂用量为对苯二甲酸质量的 0.1-0.5。0014 步骤 (2) 中所述的反应温度为 120。

9、-140,反应时间为 6-8 小时。说 明 书CN 104478696 A2/3 页40015 步骤 (2) 中所述的对苯二甲酰氯含量大于 99.9,收率大于 95。0016 实验原理 :0017 0018 本发明反应中使用的 LED 紫外灯波长范围 380-480nm 具有能量高、功耗低、寿命长,波长范围可调,维护操作简单等特点。尤其在进行氯化反应时,可根据氯气分子参加反应所需光解能的大小,选择适当的 LED 光源波长范围。波长过短,虽然能量高,但不利于氯化反应控制,容易发生副反应,导致反应液颜色加深,甚至碳化,妨碍有效波长的透过,抑制反应的顺利进行,导致产品质量和收率降低 ;波长过长,则能。

10、量低,对反应不起作用,造成浪费。0019 使用金属氯化物催化剂有利于苯环侧链脱除氯化氢,促进反应的发生,减少副产物生成。0020 本发明与现有技术相比,具有如下有益效果 :0021 本发明具有原料易得,成本低,尾气容易处理等优点,适合工业化生产。本发明制得的对苯二甲酰氯,熔点为 82-83,纯度达 99.9以上,收率大于 95以上。本发明中无需任何溶剂混入,催化剂循环使用,保持了产物的高纯度。附图说明0022 图 1 是本发明的工艺流程图。具体实施方式0023 以下结合实施例对本发明做进一步描述。0024 实施例 10025 (1) 取对二甲苯 100g,在波长为 380-390nm LED 。

11、光源照射下,于 130向其通入氯气 481.5g,经 8 小时反应,制得 1,4- 二 ( 三氯甲基 ) 苯粗品 289.6g,色谱含量为 92.0 ;0026 (2) 将步骤 (1) 制得的 1,4- 二 ( 三氯甲基 ) 苯粗品与对苯二甲酸 144.8g 加入反应瓶中,在0.145g氯化锌催化作用下,于120下反应8小时,直至无氯化氢气体放出,所得反应液经减压精馏得对苯二甲酰氯 363.71g,色谱含量为 99.93,熔点 82.3,产品总收率为 95.1 ( 按对二甲苯计 )。0027 实施例 2说 明 书CN 104478696 A3/3 页50028 (1) 取对二甲苯 100g,在。

12、波长为 420-430nm LED 光源照射下,于 140向其通入氯气 521.6g,经 9 小时反应,制得 1,4- 二 ( 三氯甲基 ) 苯粗品 290.27g,色谱含量为 95.17;0029 (2) 将步骤 (1) 制得的 1,4- 二 ( 三氯甲基 ) 苯粗品与对苯二甲酸 153.8g 加入反应瓶中,在0.461g氯化铁催化作用下,于130下反应7小时,直至无氯化氢气体放出,所得反应液经减压精馏得对苯二甲酰氯 371.40g,色谱含量为 99.91,熔点 82.2,产品收率为 97.1 ( 按对二甲苯计 )。0030 实施例 30031 (1) 取对二甲苯 100g,在波长为 470。

13、-480nm LED 光源照射下,于 150向其通入氯气 561.7g,经 10 小时反应,制得 1,4- 二 ( 三氯甲基 ) 苯粗品 290.34g,色谱含量为 96.0;0032 (2) 将步骤 (1) 制得的 1,4- 二 ( 三氯甲基 ) 苯粗品与对苯二甲酸 162.6g 加入反应瓶中,在氯化锌0.813g催化作用下,于140下反应6小时,直至无氯化氢气体放出,所得反应液经减压精馏得到对苯二甲酰氯 375.57g,色谱含量为 99.94,熔点 82.5,产品总收率为 98.2 ( 按对二甲苯计 )。说 明 书CN 104478696 A1/1 页6图1说 明 书 附 图CN 104478696 A。

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