对氯苯乙酸的合成

邹晓虹，聂少春，毛利民，郭 涛，李 毅

（武汉有机实业有限公司，湖北 武汉430035）

对氯苯乙酸作为一种重要的有机合成中间体广泛用于医药、农药领域［1－4］。目前，对氯苯乙酸的合成工艺路线主要有两类：（1）以相应的取代氯苄为原料与CO反应［5－7］；（2）以对氯苯乙腈为原料水解［8－10］。其中工艺路线（1）存在原料及催化剂回收困难、收率低的问题。工艺路线（2）可分为碱性水解、酶催化水解、酸性水解。采用碱性水解方法合成对氯苯乙酸需采用相转移催化剂，否则反应速度慢，收率低［8］；采用酶催化水解方法合成对氯苯乙酸反应条件温和且收率较高［9］，但该技术仍停留在研究阶段；采用酸性水解方法合成对氯苯乙酸最常规的是使用高浓度的硫酸水解，存在物料炭化问题，造成产物杂质多、颜色发黄、收率下降，故已有的报道多采用硫酸和醋酸的混合酸以避免上述情况的发生，不过收率只有86%左右，而且工业化生产中后处理的难度有所增大［10］。作者对硫酸催化对氯苯乙腈水解合成对氯苯乙酸的工艺进行了重新设计，取得了理想的效果。

1 实验

1.1 试剂及仪器

对氯苯乙腈（99%），工业级，武汉有机实业有限公司；硫酸（98%），工业级，市售。使用前均未经处理。

SP－2000型气相色谱仪；Brucker Equinox55型傅立叶变换红外光谱仪；X－4型显微熔点仪。

1.2 对氯苯乙酸的合成

在500mL四口烧瓶中投入75g水、118g浓硫酸，于回流状态下缓慢滴加150g对氯苯乙腈，保温1h后蒸出约30g水，再于130～140℃反应3h，反应结束后于100～110℃沉降15min放出酸水，补加100 g水后升温汽提除低沸物，蒸出约50g水后冷却，结晶抽滤，所得湿酸于100℃真空脱水干燥，得成品对氯苯乙酸159.8g，收率95.2%，含量（GC）：99.6%，熔点：105.4～106℃。IR，νmax，cm－1：2732.2、2558.9（羰基O－H），1698.9（芳烃C＝O），1600.2～1493.4（Ar），1412.1（C－O），1340.6（O－H），735（C－Cl）；在806.3cm－1处峰很强且尖，是苯环C－H面外弯曲振动，说明苯环是对位取代。

2 结果与讨论

2.1 硫酸质量分数对反应的影响

针对传统酸解工艺需使用高浓度硫酸的弊端，对工艺进行重新设计：先在较低浓度硫酸存在下反应一定时间，再蒸出部分水继续反应，反应结束后再用水蒸气提馏。这样可缩短反应时间，防止粗品颜色发黄，并且可去除一些低沸物杂质。同时后处理工序大为简化，粗品经简单的水洗处理便可获得高品质的成品。

对氯苯乙腈用量为150g、硫酸与对氯苯乙腈的物质的量比为1.2∶1，考察硫酸质量分数对对氯苯乙酸收率的影响，结果见表1。

由表1可知，当硫酸质量分数为20%时，反应2h未检出对氯苯乙酸；硫酸质量分数低于50%时，水解反应速率较慢，收率低；硫酸质量分数为60%～70%时，反应速率较快、收率较高，并且反应粗品近乎无色。故选取适宜的硫酸质量分数为60%～70%。

表1 硫酸质量分数对收率的影响Tab.1 Effect of mass fraction of sulfuric acid on the yield

2.2 反应时间对反应的影响

对氯苯乙腈用量为150g、硫酸与对氯苯乙腈的物质的量比为1.2∶1，分别用质量分数为60%和70%的硫酸于130～140℃水解对氯苯乙腈，考察反应时间对对氯苯乙酸收率的影响，结果见表2。

表2 反应时间对收率的影响Tab.2 Effect of reaction time on the yield

由表2可知，随着反应时间的延长，收率逐渐升高；但反应超过3h后，收率几乎不再上升，且继续延长反应时间时，物料有炭化现象，影响产品质量。故选取适宜的反应时间为3h。

2.3 反应温度对反应的影响

对氯苯乙腈用量为150g、硫酸与对氯苯乙腈的物质的量比为1.2∶1、硫酸质量分数为70%、反应时间为3h，考察反应温度对对氯苯乙酸收率的影响，结果见表3。

由表3可知，随着反应温度的升高，收率逐渐升高；在130～140℃下反应3h，对氯苯乙腈基本上完全反应；继续提高反应温度，虽然收率略有上升，但是会有炭化现象发生。故选取适宜的反应温度为130～140℃。

表3 反应温度对收率的影响Tab.3 Effect of reaction temperature on the yield

3 结论

以对氯苯乙腈为原料直接经硫酸催化水解合成对氯苯乙酸，通过对传统工艺的重新设计，得到了适合工业化的新工艺，优化的合成条件为：硫酸质量分数60%～70%、反应时间3h、反应温度130～140℃，对氯苯乙酸收率达95%左右。

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