3-氯甲醛的制备_凯茵工业添加剂

背景及概述^[1][2]

间氯甲醛主要用作新型农药、医药等有机合成的中间体。它是一氯甲醛的三种同分异构体中贵重的一种异构体，目前市场上该产品的价格比其他两种同分异构体约高出3～6倍，其利润也较高，而且，由于国内生产工艺和技术较落后，降低其原材料及生产成本的空间还较大，属于高附加值精细化工产品，因此，进一步降低间氯甲醛的生产成本可以带来较大的经济效益。

有机电合成可以解决以上这些问题，近年来这种新的有机物合成方法发展较快。邻位和对位甲醛的电化学合成已有文献报道，有研究采用间接电氧化法，以介质中锰 (Ⅲ )为氧化媒质，将间氯氧化为间氯甲醛。电解 Mn 2+ /Mn 3+ 在介质中具 有较高的电流效率，该法产物单一，反应选择性高，氧化媒质可以循环使用，具有工艺简单、投资少、产品纯度高、无污染等优点，因而易于实现工业化，有着广阔的发展前景。

应用^[3]

间氯甲醛主要用作新型农药、医药等有机合成的中间体。如由间氯甲醛氧化合成间氯甲酸的研究合成间氯甲酸。间氯甲酸是芳香族的酸类化合物，无色针状或单斜结晶，熔点为 158 ℃，是一种重要的化工中间体，其主要作为医药中间体，用于合成抗抑郁症 药盐酸安非他酮的关键中间体 α- 溴代间氯丙酮；也可作为精细化工原料，用于合成分子中含间氯环结构的精细化工产品，同时还可作为其它医药、农药中间体等。

在醋酸溶液中，以间氯甲醛、溴酸钾为原料合成间氯甲酸，分别研究了反应温度、反应时间、原料配比、溶剂的用量等条件对合成反应的影响，确定了佳工艺条件。该方法合成间氯甲酸的适宜的操作条件是：反应温度为 90 ℃、反应时间为 90 min、n(间氯甲醛)：n( 溴酸钾) = 1：0.45，溶剂用量为 40 mL( 相对于 0.1 mol 间氯甲醛) . 间氯甲酸的收率可达到 99.36 %以上，间氯甲酸产品纯度 w(间氯甲酸) = 99.5 %。

制备 ^[4-5]

方法1：一种植物生长调节剂吲哚药物中间体间氯甲醛的合成方法，包括如下步骤：

(i)在安装有搅拌器的容积为3—10L的反应器中，加入一定量的3—5mol的卤化亚镉结晶体，700—900mL 的酸性溶剂，搅拌使卤化亚镉的结晶体溶解，使溶液保持在2—4℃，加入0.7—1.2mol的邻硝基甲醛(2)，反应时间维持10—15min，维持搅拌速度在800—1200rpm，使溶液温度维持在80–90℃，邻硝 基甲醛完全溶解之后，是溶液温度降至3—5℃，有橙红色晶体析出，后得到糊状物(3)；所述的卤化亚镉可以用氯化亚镉、溴化亚镉、碘化亚镉中的任意一种；所述的酸 性溶剂可以用磷酸、亚磷酸中的任意一种；

(ii)将一定量的亚硝酸盐溶于160—200ml的水溶液，用滴液漏斗滴加亚硝酸盐溶液到步骤(i)得到的 糊状物(3)中，维持反应温度在6–10℃，用滴液漏斗完成滴加亚硝酸盐溶液的时间维持在60min以内，以碘化钾试纸测定反应终点，生成重氮盐(4)；所述的亚硝酸盐可以用亚硝酸钾、亚硝酸镁中的任 意一种；

(iii)将一定量的硝酸盐和卤化物加入到700—800ml的水溶液中，水溶液温度维持在80—90℃，加入一 定量的亚磷酸盐，碱到水溶液中配成溶液，加热溶液至60℃，生成亚卤化物的盐溶液；将重氮盐溶液加 入热的亚卤化物的盐溶液中，维持搅拌速度900rpm的速度持续8—10min，加入900—1000mL的酸溶液，静 置15—26h，用水蒸气蒸馏，馏出液用有机溶剂提取，馏出溶剂之后减压蒸馏，收集90–95℃的馏分，得间氯甲醛(1)。

所述的硝酸盐可以用硝酸钠、硝酸钾、硝酸铁中的任意一种；所述的卤化物可以用溴化钠、溴化钾、溴化镁中的任意一种；所述的亚磷酸盐可以用亚磷酸铁、亚磷酸镁中的任意一种；所述的碱为碳酸钠、碳酸钾中的任意一种；所述的酸溶液为次氯酸；有机溶剂为甲醚、、甲醇中的任意一种；所述的邻硝基甲醛与硝酸盐的物质的量之比为1：1—1.3， 整个反应过程可用如下反应式表示：

方法2：一种采用特殊结构的管式反应器将间氯连续氧化制备间氯甲醛的方法，按:照下述步骤进行：

(1)首先在室温下，将底物间氯和部分羧酸溶剂以体积比1：1搅拌混合均匀，将氧化剂和部分羧酸溶剂以体积比1：1混合均匀，然后将金属络合物混合倒入间氯-羧酸溶液，将钠盐倒入双氧水-羧酸溶液中；通过所需的反应时间，计算得出两种物料的不同流速，分别经计量泵连续打入管式反应器中经预热混合后进入反应区进行反应，反应温度 外部循环换热系统进行控制；

(2)通过调节流速及计重的方法控制反应物料的摩尔比，通过改变管式反应器的管道内径0.5～15mm，体积25～750ml来控制物料混合反应的停留时间60～1800s；在反应完成后，产物从反应器末端流出进入收集罐，产物精馏分离，未反应的间氯循环反应，产:物间氯甲醛精馏纯化后收集，其中目标产物间氯甲醛的收率可达20％～40％。

方法3：在装有搅拌器的三口烧瓶装置中，先加入600克在搅拌情况下，加入三氯化铝300克，然后加热升温使釜内温度达55℃，并使釜内保温55～60℃，滴加甲醛184克，继续搅拌20分钟，将釜内温度降至39～ 40℃，通入氯气120克，停止通氯，将氯化液进行水解，后送入精馏塔进 行分馏，即可得到间氯甲醛128.8克(含量达98％)，邻氯甲醛14.70 克，(含量达≥95％)，另设有反应完的甲醛35克，选择性75％反应转化率90％以上。其化学反应式为：

主要参考资料

[1] CN201610972043.5 一种间氯连续氧化制备间氯甲醛的方法

[2] 间接电氧化法合成间氯甲醛

[3] 由间氯甲醛氧化合成间氯甲酸的研究

[4] CN201510979925.X 一种植物生长调节剂吲哚药物中间体间氯甲醛的合成方法

 [5] CN97104185.7 由甲醛生产间氯甲醛的方法