对二甲苯侧链单氯化的研究

王欣荣

（柳州丰康泰科技有限公司，广西柳化氯碱有限公司，广西 鹿寨 545600）

对二甲苯侧链单氯化的研究

王欣荣

（柳州丰康泰科技有限公司，广西柳化氯碱有限公司，广西 鹿寨 545600）

研究对二甲苯光氯化反应过程，开发了一种以对二甲苯为原料生产洛索洛芬钠的关键中间体 2-( 4-溴甲基苯基 ) 丙酸的合成新工艺。

2-（4- 溴甲基苯基）丙酸；对二甲苯；对甲基氯苄；光氯化

2-（4-溴甲基苯基）丙酸是合成洛索洛芬钠的关键中间体之一[1]。洛索洛芬钠属于芳基丙酸类新型非甾体消炎药，临床表明它在目前已知的芳基丙酸类药物中镇痛、抗炎、抗风湿效果最好，深受国内外专家和学者的青睐以及医药界和病人的推崇。

生产2-（4-溴甲基苯基）丙酸的方法有几种，我们开发了一条以对二甲苯为起始原料的新工艺路线。反应路线图如下：

其中，反应第一步为：

1 实验部分

1.1 实验流程

液氯钢瓶来的氯气经过缓冲瓶、对二甲苯瓶、缓冲瓶，进入加有对二甲苯的三口瓶，加热装置带磁力搅拌，在光源照射下，开启搅拌、升温，反应逐步进行，会产生白色烟雾的氯化氢气体，经过冷凝回流装置后，用碱水吸收。

反应到一定程度后（控制副反应所产生的杂质浓度），对混合氯化液进行精馏，得到纯度97%以上的对甲基氯苄，用于后续的生产。

图1 实验流程图

1.2 光源的选择

氯 气（Cl2）的 键 能 为58 kcal·mol-1，即242.6kJ·mol-1。

打开1个氯气分子所需的最低能量为：2426000/ (6.02×1023)J=4.03×10-19J。

光速V=波长×频率=λ×υ=299792458 m·s-1。

普朗克常数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，即光波的最长波长。

因此，光源可以选择蓝光、紫光、紫外光和白光（白光是复合光）。

2 反应结果及讨论

影响反应的因素有温度、光源、氯气流量等。温度高，反应速度快，副反应多，副产物多，对后续反应很不利；温度低，反应速度慢。根据前期实验结果，我们选取反应温度在60~80℃范围内。氯气流量则通过记录装有对二甲苯的缓冲瓶中每分钟的鼓泡数来衡量。

反应条件为：温度70℃，50W蓝光灯照射，氯气流量为每分钟约2个气泡。

反应产物用气相色谱进行检测分析，并标定了原料对二甲苯和目标产物对甲基氯苄，对其他氯化物没有进行标定。反应1h或2h取样分析。结果见表1、表2和图2、图3。

表1 以新鲜对二甲苯为原料

表2 以回收对二甲苯为原料

从表1、表2和图2、图3来看，新鲜对二甲苯和回收对二甲苯的光氯化反应趋势差不多。随着反应的进行，对二甲苯含量逐步减少，对甲基氯苄含量逐步增加，其他氯化物杂质的含量也逐步增加。为了减少其他氯化物杂质的含量和其对后续反应的影响，一般可采取在其他氯化物杂质含量很低的时候就停止反应，精馏分离出对二甲苯和对甲基氯苄，回收的对二甲苯可继续用于光氯化反应。

图2 新鲜对二甲苯光氯化结果

图3 回收对二甲苯光氯化结果

3 工业生产过程

实验室小试以后，逐步进行放大实验，分别在5L、10L、50L的反应釜中进行实验。根据实验结果，进行了工艺设计，选定外循环光氯化工艺，反应釜采用500L搪瓷釜，光源采用100W蓝光灯。生产流程图如图4所示。

生产过程为：1）在氯化反应釜中加入对二甲苯液体，氯化反应釜的尾气吸收槽装水，开启氯化反应釜搅拌，加热使对二甲苯升温至反应温度并保持，开启照射光源，光源照射氯化反应管，在光照条件下慢慢通入氯气进行反应，调整并稳定氯气流量，跟踪分析监测产物情况。

图4 工业生产装置图

2）取样分析对甲基氯苄含量和其他氯化物杂质含量。当其他氯化物杂质（如对二甲基氯苯、对二氯苄或多氯化物等）达到工艺设定值时，关上氯气阀门，停止加热，关上光源，停止反应。通入氮气吹除，除去残余的氯化氢气体和氯气,得到氯化混合液。

3）加入稀 Na2CO3水溶液搅拌洗涤氯化混合液，静置分层，排出水相溶液。

4）加入稀Na2SO3水溶液搅拌洗涤氯化混合液，除去未反应的游离氯，静置分层，排出水相溶液。

5）氯化混合液精馏分离：将氯化混合液放入对二甲苯精馏塔釜，收集低沸点馏分得到对二甲苯，回用于氯化反应。把塔釜的液体转移到对甲基氯苄蒸馏塔釜，收集馏分得到对甲基氯苄。塔釜中含多氯化物等高沸点杂质的残液收集到残液储槽。得到的对甲基氯苄中间产品用于后续反应。

值得注意的是，本反应体系中不能含铁离子，若铁离子浓度超过2×10-6，在氯化反应主要产物会变成二甲基氯苯。

4 工艺优点

1）原料易得，操作简单。

2）工艺路线较短，三废排放少。

3）反应过程中不需要另外使用有机溶剂，因而不需要溶剂回收的操作。

4）反应条件温和，安全有保障，易于实现工业化。

5）在反应初期，几乎全部生成目标产物对甲基氯苄，只要控制较低的转化率，降低生成其他氯化物的副反应，则既可以保证原料消耗低，又可使产物纯度高，生产成本相对较低。

[1] 刘志雄，程清蓉，章爱华. 2-(4-溴甲基苯基)丙酸合成[J].精细化工中间体，2008(6)：32-34.

[2] 吴统立，尹醇熙，龙达林.对二甲苯侧链浅度氯化反应动力学的研究[J].石油化工，1982(2)：101-107.

[3] 史达清，陈伟兴.对二甲苯氯化反应的研究[J].徐州师范学院学报：自然科学版，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