邻氯甲酸的制备方法_凯茵工业添加剂

背景及概述^[1]

邻氯甲酸是一种用途极广的农药、医药和染料行业的重要中间体。邻氯甲酸合成工艺中，主要有重氮化法、氧化法、氯化法、仿生催化氧化4种工艺生产方法。重氮化法反应条件较为温和，但工艺路线较长，成本高，三废较多。氧化法工艺特点是以邻氯为原料在催化条件下，直接氧化制得邻氯甲酸。该法产品的后处理较为繁琐，生产周期较长。氯化法是目前生产厂家常用的方法，但反应时间长，且废气、废水多，收率低，不适应工业化生产。而仿生催化氧化绿色合成邻氯甲酸将是一种比较有前途的方法。邻氯甲酸作为一种重要的精细有机化工产品，有着广阔的市场前景。如何结合我国实际，开发出一条流程短，反应条件易于控制，收率高，成本低，又对环境友好的邻氯甲酸合成路线已势在必行。

应用^[2-3]

邻氯甲酸是一种用途极广的农药、医药和染料行业的重要中间体。在农药上主要用于合成杀虫剂（苏脲一号)和防霉剂，在医药上主要用于合成抗精神病药奋乃静、拟肾上腺药曾鲁本辛和喘通、抗真菌药克霉唑、氯丙嗪、氯胺酮和双氯灭痛等药物，是碱量法和碘量法的标准试剂，用作胶粘剂和油漆的防腐剂，还可用于有机合成的原料、染料及彩色胶片，其市场前景较为广阔[1，2]。邻氯甲酸作为一种重要的精细有机化工产品，在近年来得到广泛的研究。其应用举例如下：

1)制备甲芬那酸，以邻氯甲酸为原料，在缚酸剂存在下，采用非质子极性溶剂，成盐得到邻氯甲酸盐；在脱水剂作用下，以金属锰粉或锰盐为催化剂，邻氯甲酸盐与2,3-二甲基胺进行缩合反应，再经酸化得到甲芬那酸。本发明提供了一种甲芬那酸的合成方法，具有反应收率高、产物品质高以及生产成本低的优点，解决了现有制备方法中存在的产品收率较低和产品颜色较深的问题。

2)制备光引发剂2-异丙基硫杂蒽酮，具体是一种以对异丙基硫酚和邻氯甲酸为主原料，经缩合、脱溶、中和、环合、水解、重结晶等反应步骤制备2-异丙基硫杂蒽酮的工艺方法。其特征在于以对异丙基硫酚和邻氯甲酸为原料，在碱性(氢氧化锂)条件下用四氢化萘为溶剂进行缩合，对异丙基硫酚∶邻氯甲酸∶氢氧化锂的摩尔比为1∶1~1.5∶2~2.5，优选为1∶1.05∶2.1；缩合温度在180-190℃，反应6小时后经脱溶、中和、环合、水解、重结晶等反应步骤制备得产品。本发明的优点在于原料易得，能提高工艺的可执行性，而且生成的副产品氯化锂经处理出售可大大降低生产成本，同时制得的产品纯度高，无异构体。

制备^[1]

邻氯甲酸的合成有多种路线，主要有重氮化法、氧化法、氯化水解法、仿生催化氧化法等合成方法。

1. 重氮化法降解反应：

重氮化法是以酐为原料，首先与NaOH和NH4OH进行酰胺化反应，生成邻甲酰胺基甲酸钠，经NaOCl降解反应，生成邻氨基甲酸钠，中和，精制而得邻氨基甲酸，然后用Na2SO3、HCl进行重氮化反应，所得重氮盐在亚铜盐催化下，重氮基置换成氯基而发生桑德迈耶尔转化反应，得邻氯甲酸粗产品，经精制后得成品[3]。有些厂家为降低成本，直接用邻氨基甲酸重氮化，但邻氨基甲酸是生产糖精钠的副产物，目前来源很少，原料的短缺限制了工业生产。此方法的优点是反应条件温和，但其缺点是工艺路线较长，成本高，设备腐蚀严重，产生的废水、废气多，环境污染严重，已逐渐被淘汰。

2. 氧化法氧化法

以邻氯为原料，采用氧化的方法制备邻氯甲酸。根据氧化剂不同，又可分为化学试剂氧化法和空气氧化法。

1）化学试剂氧化法：采用化学试剂作为氧化剂，常用化学氧化剂有重NaCr2O4、KMnO4和NHO3等，由于NaCr2O4氧化法需要在H2SO4水溶液中进行，因此，设备腐蚀严重，且存在重金属的回收及污染等系列问题，不适宜工业化生产。工业上以NHO3应用较多。用KMnO4氧化时需要在大量水中进行，由于邻氯不溶于水，该反应属两相反应，从而不易进行彻底，收率偏低。

2）空气氧化法

空气氧化法是指用空气作为氧化剂，用钴、锰等作催化剂，以低级脂肪族羧酸为溶剂，在加压下一步氧化而成。此工艺缺点是环境污染严重，劳动卫生条件差。此外，用羧酸作溶剂的工艺，生产成本高，母液不能直接循环使用，回收处理麻烦，设备腐蚀严重。液相催化空气氧化催化剂，使用了催化剂，可以不用溶剂，用空气氧化邻氯合成邻氯甲酸。该方法优点是反应条件温和，母液可循环使用，环境污染和设备腐蚀均较小，是一个绿色生产工艺，现已在国内投产。与重氮化方法相比较，液相氧化法具有工艺路线短，废气、废水少，成本低等优点，不足之处是生产周期长，产品的后处理较为繁琐等。目前，此工艺的研发大多处于催化剂和反应条件的筛选优化阶段。

3. 氯化水解法

氯化法是以邻氯为原料，先在PCl3催化剂存在下通Cl2制得邻氯三氯，再水解为邻氯甲酸。催化光氯化法与重氮化法及氧化法相比较，具有工艺流程短、反应条件易于控制、收率高、成本低、环境污染小等诸多优点。

4. 仿生催化氧化

仿生催化是不同于传统化学催化和生物催化的非常规催化技术。它是基于生命体中酶的催化原理，通过用大环化合物模拟生物催化剂的某些活性基团或部位，设计合成出的具有生物催化剂某些功能的化学催化剂，并在生物酶用量的特定条件下模拟酶的催化过程，通过用简单的均相反应体系代替常规的多相催化反应体系，实现在温和的条件下，高活性、高选择性地催化氧气选择性催化饱和烃，使之功能化的清洁化工生产技术。采用金属卟啉类仿生催化剂代替常规催化剂，以清洁廉价的O2代替环境污染严重的化学氧化剂，以碱性介质代替设备腐蚀严重的酸性介质，研究出一种能在温和条件下，催化氧气液相氧化氯代绿色合成氯代甲酸的新方法，已有一定进展。

主要参考资料

[1] 邻氯甲酸的合成研究进展

[2] CN201610475862.9一种甲芬那酸的合成方法

[3] CN200810025425.22-异丙基硫杂蒽酮的制备工