連續化合成2,5-二氯苯酚

(浙江工業大學藥學院綠色制藥技術與裝備教育部重點實驗室，浙江杭州 310014)

(浙江工業大學藥學院綠色制藥技術與裝備教育部重點實驗室，浙江杭州 310014)

以2，5-二氯苯胺(2)為原料，經管道化重氮化反應和管道化水解反應連續合成了2，5-二氯苯酚，總收率85.8%。最佳合成工藝為:2 0.37 mol，重氮化反應溫度20℃，停留時間30 s；水解反應溫度160℃，停留時間30 min。

2，5-二氯苯酚；水解；重氮化；合成；工藝改進

2，5-二氯苯酚(1)是一種重要的有機中間體，主要用于合成安息香酸系除草劑-麥草畏［1］，也可用于合成氮肥增效劑、皮革防霉劑及DP防霉劑等化學品。

目前，1的合成方法主要有三種:(1)Nagareyama等［2］以2，5-二氯苯胺(2)為原料經重氮化反應和水解反應得1；(2)曹廣宏［3］以1，2，4-三氯苯為原料，經水(醇)解得1；(3)Hussain等［4］以2，5-二氯-4-羥基苯磺酸為原料，去除磺酸基得1。方法(1)制備1是該領域的研究熱點［5-6］。傳統工藝中，重氮化和水解反應均在釜式反應器中進行，其缺點是傳質傳熱不能充分滿足重氮化反應特性，副反應較多。水解反應時，1在釜中反應時間長，副產物較多，影響收率。為此，金燦等［7］運用管道化反應器進行重氮化反應，反應效率高、能耗低，在很大程度上彌補了釜式反應器的不足；劉妍等［8］運用管道化反應器水解制備2，4-二甲基苯酚，顯著提高生產效率，且副產物少，原料轉化率高。

本文以2為原料，經管道化重氮化反應和管道化水解反應連續合成了1(Scheme 1)。并對合成工藝進行了優化。在最佳合成工藝條件［2 0.37 mol，重氮化反應溫度為20℃，停留時間30 s；水解反應溫度160℃，停留時間30 min］下，1的總收率為85.8%。

Scheme 1

圖1 合成1的反應裝置Figure 1 Equipment figure of synthesizing 1

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

WRS-1B型熔點儀(溫度未校正)；Agilent l100型高效液相色譜儀。

2，亞硝酸鈉，尿素和濃硫酸，工業品；其余所用試劑均為化學純或分析純。

1.2 合成

在三口燒瓶中加水120 mL，攪拌下緩慢滴入濃硫酸120 mL，攪拌至均勻，緩慢加入2 60 g(0.37 mol)，充分攪拌制得2，5-二氯苯銨鹽溶液A(銨鹽濃度1.48 mol·L-1，硫酸濃度5.88 mol·L-1)。

在燒杯中加入亞硝酸鈉30.5 g(0.444 mol)，水250 mL，攪拌使其溶解得溶液B(1.77 mol· L-1)。

將溶液A和溶液B由泵分別輸送至圖1的混合器中(管長20 m，進料速度200 mL·min-1，溫度20℃)，經混合后進入管道化反應器，停留30 s得淡黃色澄清2，5-二氯苯胺重氮鹽溶液C，低溫保存備用。

用泵將C輸送至水解管道化反應器中(管長30 m，進料速度20 mL·min-1，溫度160℃)，停留30 min得黃色溶液。減壓蒸餾，收集餾分(130℃)，濃縮得白色固體1，收率85.8%，純度98%，m.p.55℃ ～57℃(54℃ ～56℃［8］)。

2 結果與討論

2.1 重氮化反應工藝條件優化

(1)反應溫度

重氮化反應溫度是進行重氮化反應時夾套內水的溫度。2 0.37 mol，其余反應條件同1.2，考察重氮化反應溫度對1收率的影響，結果見表1。由表1可見，重氮化反應溫度對1收率影響較大。這是由于重氮鹽在較高溫度下不穩定，容易分解產生副產物，影響收率。傳統的釜式反應中，重氮化反應溫度應該嚴格控制在0℃ ～5℃，而在管道化反應器中，重氮化反應溫度可升高至20℃，因為管道化反應器中物料返混小，傳熱佳。

本實驗適宜的重氮化反應溫度為20℃，溫度繼續升高，會導致重氮鹽分解，從而導致副產物增加，影響收率。

表1 重氮化反應溫度對1收率的影響*Table 1 Effect of diazotization temperture on yield of 1

(2)反應停留時間

重氮化反應停留時間是指進行重氮化反應時反應物料在管道化反應器中停留的時間。2 0.37 mol，重氮化反應溫度20℃，其余反應條件同1.2，考察重氮化反應停留時間(通過調節進料速度來控制停留時間)對1收率的影響，結果見表2。由表2可見，重氮化反應停留時間對收率的影響較大。最佳的重氮化反應停留時間為30 s，此時進料速度為200 mL·min-1；停留時間過短會造成反應不完全，停留時間過長會導致副產物生成，從而影響收率。

表2 重氮化反應停留時間對1收率的影響*Table 2 Effect of diazonium residence time on yield of 1

2.2 水解反應工藝條件優化

(1)反應溫度

水解反應溫度是指進行水解反應時夾套內導熱油的溫度。2 0.37 mol，重氮化反應溫度20℃，重氮化反應停留時間30 s，其余反應條件同1.2，考察水解反應溫度對1收率的影響，結果見表3。由表3可見，管道化水解反應溫度對1收率的影響很大；這是由于重氮鹽的水解需要較高的溫度，在100℃，120℃和140℃時，反應溫度過低，反應不完全；而在180℃時，溫度過高，有大量焦油產生，影響收率。最佳水解反應溫度160℃，此時總收率較適宜(85.8%)。

表3 水解反應溫度對1收率的影響*Table 3 Effect of hydrolysis temperature on yield of 1

(2)停留時間

水解反應停留時間是指進行水解反應時反應物料在管道化反應器中停留的時間。2 0.37 mol，重氮化反應溫度20℃，重氮化反應停留時間30 s，水解反應溫度為160℃，其余反應條件同1.2，考察水解反應停留時間對1收率的影響，結果見表4。由表4可見，水解反應停留時間對1收率的影響較大。當進料速度過慢，停留時間較長時，副產物較多，收率偏低；當進料速度過快，停留時間較短時，水解反應不完全，收率偏低。適宜的水解反應停留時間為30 min，此時進料速度為20 mL·min-1，收率85.8%。

表4 水解反應停留時間對1收率的影響*Table 4 Effect of hydrolysis residence time on yield of 1

3 結論

(1)以管道化反應器替代傳統的釜式反應器，將管道化技術應用到重氮化和水解反應中，實現了重氮化、水解的連續制備，反應效率高、能耗低，具有一定的工業應用前景。

(2)對合成1的工藝條件進行優化。實驗結果表明，最優工藝條件為:重氮化反應溫度20℃，重氮化停留時間30 s，水解反應溫度160℃，水解反應停留時間30 min，總收率85.8%。

［1］田琳，譚海軍.麥草畏及其中間體的合成評述［J］.現代農藥，2011，10(5):12-15.

［2］Nagareyama M W，Hiratsuka N O，Yokohama S I. Process for producing polyhalogenated phenols［P］. US 4 005 151，1977.

［3］曹廣宏.2，5-二氯苯酚生產工藝述評［J］.湖北化工，1991，(2):30-32.

［4］Hussain S，Swaroop P A，Kifayatulla M.Process for the preparation of 2，5-dichlorophenol of 99%purity［P］.IN 150 341，1982.

［5］江蘇生花農藥有限公司.改進的麥草畏生產中的重氮化工藝［P］.CN 1 830 943，2006.

［6］陸志勛，呂延文.2，5-二氯苯酚制備新工藝［J］.浙江化工，2010，17(2):16-17.

［7］金燦，林曉清，蘇為科.柳氮磺胺吡啶的合成工藝改進［J］.合成化學，2012，20(4):524-526.

［8］劉妍，楊園園，陳新志.管道化工藝合成2，4-二甲基苯酚［J］.精細與專用化學品，2006，14(24): 20-24.

連續化合成2，5-二氯苯酚*

朱興一，陳媛媛，李 鋒，蘇為科

Continuous Synthesis of 2，5-Dichlorophenol

ZHU Xing-yi， CHEN Yuan-yuan， LI Feng， SU Wei-ke
(Key Laboratory for Green Pharmaceutical Technologies and Related Equipment，Ministry of Education，College of Pharmaceutical Science，Zhejiang University of Technology，Hangzhou 310014，China)

2，5-Dichlorophenol in total yield of 85.8%was synthesized from 2，5-dichloroaniline(2) by firstly diazotization and then hydrolysis in pipeline reactors.The optimum reaction conditions were as followes:2 was 0.37 mol，diazotization for 30 s at 20℃，hydrolysis for 30 min at 160℃.

2，5-dichlorophenol；diazotization；hydrolysis；synthesis；process improvment

O625.33

A

1005-1511(2014)01-0088-03

2012-11-05；

2013-12-18

國家自然科學基金資助項目(21006097，21076191)

朱興一(1977-)，男，漢族，湖北黃岡人，博士，副教授，主要從事藥物合成的研究。E-mail:zxy@zjut.edu.cn

蘇為科，教授，博士生導師，Tel.0571-88320752，E-mail:pharmlab@zjut.edu.cn