2,6-二氯苯并噁唑的催化合成

王建忠

(海正化工南通有限公司，南通 226400)

2,6-二氯苯并噁唑為白色固體，熔點49～51 ℃。是一種重要的有機合成中間體，廣泛用于農藥、醫藥、染料等的合成，如合成優殺磷[1]、精噁唑禾草靈[2]。因此近年來，市場上對2,6-二氯苯并噁唑的需求也日益擴大[3]。

目前國內合成 2,6-二氯苯并噁唑的工業化方法，主要是由中間體2-巰基-6-氯苯并噁唑與氯代試劑反應而得。文獻報道的路線主要有以下幾條：⑴以過量的PCl5為氯化劑，在120 ℃反應16 h，收率41%[4]，因 PCl5對設備腐蝕嚴重，一旦反應設備爛穿會導致反應釜夾套中的水與PCl5劇烈反應，進而引起爆炸事故給安全生產帶來嚴重隱患。⑵用氯氣作為氯化劑，產品含量95%，收率75%。在實際生產中，因氯氣同時會對苯環其他位置加成，導致副產物多，產品純度低；且氯氣毒性較大，安全生產隱患多[5]。⑶ 用光氣作為氯化劑，反應收率能達到90%～92%。但光氣是劇毒化學品，國家明文規定光氣不允許儲存、包裝和運輸，工廠必須有單獨的光氣發生裝置才能生產。顯然，光氣不適合作為 2,6-二氯苯并噁唑合成的氯代試劑。⑷ 用雙光氣作為氯化試劑，DMF做催化劑，反應收率能達到98%[6]。雙光氣可替代光氣應用于實驗室和工業生產，雖然雙光氣在運輸、貯存和使用方面均較光氣方便、安全，但是其作為一種劇毒、有刺激性氣味的液體，其運輸、貯藏仍具有相當大的危險性。⑸ 用固體光氣作為氯化劑，采用不加催化劑階段性升溫的方法，收率及純度可以達到 98%以上[7]。固體光氣在室溫下是固體，作為合成光氣和雙光氣的替代物，不但毒性低，使用方便，而且選擇性好，收率高。但固體光氣比較穩定，即使沸騰時也僅僅少量的分解，采用階段升溫的方法，一旦溫度失控后，容易發生沖料，操作危險。

本文在相關文獻的基礎上，設計了圖1所示的合成路線：以2-巰基-6-氯苯并噁唑與固體光氣為原料，以DMF為催化劑，在甲苯體系中反應，收率在98%以上。與上述路線相比，這條反應路線具有反應條件溫和，操作方便，安全性高等優點。

圖1 2,6-二氯苯并噁唑的合成路線

1 試驗部分

1.1 儀器與試劑

GC-2014氣相色譜儀(日本島津公司)；BC-R206型旋轉蒸發器(上海貝凱生物化工設備有限公司)；SHZ-D(III)循環水式真空泵(鞏義市予華儀器設備有限責任公司)；DF-101S集熱式磁力攪拌器(鄭州科創儀器有限公司)。

2-巰基-6-氯苯并噁唑、固體光氣、甲苯、DMF均為工業級，其他原料和試劑均為市售分析純。

1.2 2,6-二氯苯并噁唑的合成

在250 mL燒瓶中加入無水甲苯120 mL，投加固體光氣(99%) 50.4 g，在室溫下攪拌0.5 h，使體系充分溶解后轉入恒壓滴液漏斗。在500 mL的四口燒瓶中加入200 mL甲苯、80 g (折百)2-巰基-6-氯苯并噁唑和1.9 g DMF攪拌混合后，調節溫度至55 ℃，開始滴加恒壓滴液漏斗中的固體光氣甲苯溶液，滴加過程中控溫在55～60℃，滴加時間4 h，滴完后在60 ℃保溫2 h，取樣跟蹤分析，巰基物檢測小于0.1%以后，反應液冷卻至40 ℃以下轉移至分液漏斗中，靜置分去下層焦油，有機層經濾紙過濾后得到外觀為黃色液體的2,6-二氯苯并噁唑甲苯液340 g，取樣用內標法測 2,6-二氯苯并噁唑含量為 23.4%，收率98.2%。

2 結果與討論

2.1 溶劑選擇

2,6-二氯苯并噁唑，熔點49～51 ℃，室溫下是固體，如采用精餾提純的方法，整個精餾管路及接收罐都需伴熱保溫，該操作能耗高、收率低、操作困難。如果將2,6-二氯苯并噁唑的反應液直接用于下一步反應，將比精餾提純的方法更具實用意義，而下一步反應的常用溶劑有甲苯、二甲苯、氯苯、鄰二氯苯，考慮到溶劑成本及回收的便利性，此步反應選擇甲苯做溶劑效果最佳。

2.2 固體光氣的用量

理論上1 mol的固體光氣可以定量地轉化為3 mol的光氣[7]，即：固體光氣的理論用量是2-巰基-6-氯苯并噁唑的0.33個當量，但實際生產中固體光氣的用量往往要大于理論用量。按1.2試驗步驟，不改變反應溫度和反應時間，考察固體光氣過量的條件下對2,6-二氯苯并噁唑收率的影響。對比試驗結果見表1，可見固體光氣0.39 mol%為宜。

表1 固體光氣用量對合成收率的影響

2.3 反應溫度的影響

考察了反應溫度對氯化結果的影響。按1.2試驗步驟，不改變固體光氣、催化劑用量和反應時間，考察反應溫度對2,6-二氯苯并噁唑收率的影響，對比試驗結果見表2，可見反應溫度以55～60 ℃為宜。

表2 反應溫度對合成收率的影響

2.4 催化劑用量的影響

考察了催化劑用量對反應時間的影響。按1.2試驗步驟，不改變固體光氣、反應溫度，考察催化劑用量對2-巰基-6-氯苯并噁唑反應結束時間的影響。對比試驗結果見表3，可見催化劑用量以0.05 mol%為宜。

表3 催化劑用量對反應時間的影響

3 結 論

以2-巰基-6-氯苯并噁唑、固體光氣為反應原料，在DMF做催化劑的甲苯溶液中合成2,6-二氯苯并噁唑。經試驗得到了最佳的合成工藝條件：反應溫度55～60 ℃，固體光氣的用量0.39 mol，DMF的用量為0.05 mol%。在此工藝條件下，得到2,6-二氯苯并噁唑的甲苯溶液，收率98.2%。反應條件溫和，工藝操作簡便，安全性更高，適合工業化生產。

參 考 文 獻

[1] 羅貞禮, 侯仲柯. 6-氯苯并噁唑酮合成研究[J]. 浙江化工, 1996,27(2): 32-33.

[2] 汪進, 薛玉, 王化男, 等. 新型除草劑威霸合成方法的改進[J]. 合成化學, 1998, 6(3): 328-331.

[3] 徐麗麗, 馮亞華, 趙穎俊. 2,6-二氯苯并噁唑合成新工藝[J]. 農藥,2010, 49(7): 495-496.

[4] MEO, PAUL, KHAN, NAWAZ. Antibiotic compounds: WO2018/37223,A1[P]. 2018-03-01.

[5] 李文. 精噁唑禾草靈中間體2,6-二氯苯并唑合成工藝改進[J]. 農藥,2008, 47(10): 718-719.

[6] 童渝. 2,6-二氯苯并噁唑的制備方法: CN, 101307036[P]. 2008-11-19.

[7] 許網保, 魏明陽, 臧偉新, 等. 使用固光法制備2,6-二氯苯并噁唑的合成方法: CN, 102432559[P]. 2012-05-02.

[8] 余傳明. 二(三氯甲基)碳酸酯的應用研究[J]. 浙江化工, 1998, 29(2):20-21.