CN105111103B - 邻羟基苯甲腈及其衍生物的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于有机化工领域，涉及一种邻羟基苯甲腈及其衍生物的制备方法。以邻羟基苯甲酰胺为原料，以有机磷化合物为催化剂，以芳香类溶剂和/或卤代烃为溶剂，加入光气反应得邻羟基苯甲腈，再加入碱反应可得到邻羟基苯甲腈衍生物。本发明制备邻羟基苯甲腈及其衍生物的方法，成本低，本发明使用了有机磷化合物作为催化剂，催化活性高，可循环使用，反应充分，杂质少，相对反应时间缩短，产品收率达98％以上(以邻羟基苯甲酰胺计)，产品含量达98％以上，且操作简单、高效和环保，有利于大规模工业生产。
Description
技术领域
本发明属于有机化工领域，具体涉及一种邻羟基苯甲腈及其衍生物的制备方法。
背景技术
邻羟基苯甲腈，俗名水杨腈，又名2-羟基苯甲腈、邻羟基苯腈、2-氰基苯酚等，对强碱和氧化剂不稳定。邻羟基苯甲腈为医药、农药、香料、液晶的重要中间体，作为医药中间体可以合成治疗高血压和心绞痛药物盐酸布尼洛尔，作为农药中间体，可以合成杀菌剂嘧菌酯，另外还可以合成多种香料和液晶材料等。近年来，邻羟基苯甲腈作为重要的精细中间体，需求量不断在增加。
制备邻羟基苯甲腈的方法比较多，水杨酰胺脱水法制备邻羟基苯甲腈是最常见的方法。常见的脱水试剂有：(1)氯化亚砜、三氯氧磷、五氯化磷、五氧化二磷、酸酐和酰氯、光气、双光气和三光气；(2)HMPA；(3)四氯化钛/三乙胺，三氯化铝/碘化钾，使用较多的是第一类脱水试剂。其中氯化亚砜参与反应后副产具有恶臭味的二氧化硫；五氧化二磷、三氯氧磷副产磷酸导致产物分离困难；酸酐和酰氯副产成相应的酸。三光气、双光气和光气反应后只生成二氧化碳和氯化氢两种气体，虽然三种原料都有毒性，但在做好环保措施的前提下仍是一种比较经济的生产方法。黄山(山西化工，2009,29,4)等报道了用三光气和水杨酰胺脱水制备水杨腈的技术，水杨酰胺和三光气在甲苯中100-105℃反应，粗品用甲苯重结晶，虽然小试给出了90％左右的收率，但是在实际工业化生产过程中收率不高，产品质量难以提升，很难超过95％，原料邻羟基苯甲酰胺残留高、杂质多，影响后续产品的生产。经多次纯化以后虽然能产品含量达到98％以上含量，但是生产成本大幅上升。
Archiv der Pharmazie(Weinheim,Germany)(1927，237)报道了邻羟基苯甲酰胺光气脱水合成邻羟基苯甲腈的方法，收率未知，主要杂质为化合物(1)。ChemischeBerichte(1902，3649)报道了光气和氢氧化钠或者吡啶脱水合成水杨腈的方法，收率未知，主要杂质为化合物(2)。
上海化工(2012,6,10-12)报道了水杨腈的合成方法，水杨酰胺与光气摩尔比为1.0∶1.2，反应温度90-100℃，甲苯作溶剂，反应时间5h；在此条件下最佳收率达92.3％，甲苯重结晶，产品含量95.1％。为克服以上方法中存在的原料反应不完全、产品含量低、杂质多的缺点，中国专利CN201210572630.7报道了如下的合成方法：以邻羟基苯甲酰胺为原料，以二氧六环、四氢吡喃或四氢呋喃为催化剂，以二甲苯、苯、甲苯或氯苯为溶剂，回流温度下通入光气合成邻羟基苯甲腈，反应液经过脱溶、结晶后得到含量大于98％的邻羟基苯甲腈固体，收率大于95％。中国专利CN201510001877.7以邻羟基苯甲酰胺为原料，以精氨酸和赖氨酸等氨基酸类化合物作为催化剂，二氯乙烷作为溶剂，在光气作用下脱水制得邻羟基苯甲腈，收率达到98％以上，但是氨基酸极易与反应过程中产生的氯化氢反应生成相应的盐酸盐，在反应液中溶解度下降，催化活性降低。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种邻羟基苯甲腈及其衍生物的制备方法。为实现上述目的，本发明以邻羟基苯甲酰胺为原料，以有机磷化合物为催化剂，催化效率高，以芳香类溶剂和/或卤代烃为溶剂，加入光气反应得邻羟基苯甲腈，再加入碱反应可得到邻羟基苯甲腈衍生物。本发明的制备方法成本低，反应充分，杂质少，相对反应时间缩短，产品收率和含量高，催化剂可循环使用，且操作简单、高效和环保，有利于大规模工业生产。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：
邻羟基苯甲腈及其衍生物的制备方法，以邻羟基苯甲酰胺为原料，以有机磷化合物为催化剂，以芳香类溶剂和/或卤代烃为溶剂，加入光气反应得邻羟基苯甲腈，再加入碱反应得到邻羟基苯甲腈衍生物；
所述有机磷化合物结构如下所示：
R1、R2、R3为烷基、芳香基、烷氧基、芳氧基的一种，R1、R2、R3为相同基团或不同的基团。
有机磷化合物为含碳-磷键的化合物或含有机基团的磷酸衍生物，有机磷化合物具有很强的生物活性，作为催化剂，催化活性高。
作为一种优选，加入光气后，继续保持温度反应1小时。
作为一种优选，所述加入碱的方式为分批加入。
进一步，将所述邻羟基苯甲酰胺与所述催化剂和所述溶剂混合，控温50-150℃条件下通入光气反应生成含邻羟基苯甲腈的反应液。
进一步，制备邻羟基苯甲腈衍生物时，在所述反应液中加入碱，反应得含有邻羟基苯甲腈衍生物的混合液。
进一步，所述的有机磷化合物的加入量为邻羟基苯甲酰胺重量的0.1％-5.0％。
进一步，所述光气与邻羟基苯甲酰胺的摩尔比为1.05-1.2：1。
进一步，所述碱的加入量与邻羟基苯甲酰胺的摩尔比为0.5-1.05：1。
进一步，所述芳香类溶剂包括甲苯、二甲苯、氯苯的一种或多种，所述卤代烃包括二氯甲烷和/或二氯乙烷。
进一步，所述光气能以双光气或三光气代替。
进一步，所述碱包括碳酸钠、碳酸氢钠与氢氧化钠的一种或多种，或碳酸钾、碳酸氢钾与氢氧化钾的一种或多种。
进一步，生成含邻羟基苯甲腈的反应液所述反应的时间为2-5小时。
进一步，生成含邻羟基苯甲腈的反应液所述反应的温度为80-110℃。保证光气可以充分反应的同时，避免了高沸点溶剂的使用与回流反应中光气的损失，降低了能耗与成本。
进一步，所述的制备方法，还包括步骤：将所述反应液浓缩蒸发，结晶，分离得邻羟基苯甲腈，结晶后获得的母液套用至下批次反应。
进一步，所述的制备方法，还包括步骤：将所述混合液浓缩蒸发，结晶，分离得邻羟基苯甲腈衍生物，结晶后获得的母液套用至下批次反应。
本发明的目的之二在于提供一种邻羟基苯甲腈及其衍生物的生产装置，包括通过管道依次纵向连接的供所述邻羟基苯甲酰胺，所述有机磷化合物和所述光气反应的合成反应釜I1、合成反应釜II2、浓缩结晶釜3和分离装置4；所述合成反应釜I1上设置有邻羟基苯甲酰胺，有机磷化合物和溶剂的添加通道，所述合成反应釜I1上设置有通入光气的通道，所述溶剂包括芳香类溶剂和/或卤代烃，所述芳香类溶剂包括甲苯、二甲苯、氯苯的一种或多种，所述卤代烃包括二氯甲烷和/或二氯乙烷。
进一步，在所述合成反应釜II2上还设置有碱的添加通道5。
本发明的目的还在于提供一种利用邻羟基苯甲腈及其衍生物的生产装置生产邻羟基苯甲腈及其衍生物的方法，按照如下的路线生产：将邻羟基苯甲酰胺、有机磷化合物、溶剂和光气通入合成反应釜I1内进行反应，得到含邻羟基苯甲腈的反应液，所述反应液通过合成反应釜II2进入浓缩结晶釜3进行浓缩结晶，得溶剂，然后通过分离装置4实现固液分离，得到产品和结晶母液；所述溶剂返回到合成反应釜I1中进行循环利用，所述结晶母液返回至浓缩结晶釜3之前的任一装置中进行循环利用；生产邻羟基苯甲腈衍生物时在上述反应液通入合成反应釜II2内后通过添加通道5加入碱，反应得含有邻羟基苯甲腈衍生物的混合液，所述混合液通入浓缩结晶釜3进行浓缩结晶，得溶剂，然后通过分离装置4实现固液分离，得到产品和结晶母液；所述溶剂返回到合成反应釜I1中进行循环利用，所述结晶母液返回至浓缩结晶釜3之前的任一装置中进行循环利用，所述溶剂包括芳香类溶剂和/或卤代烃，所述芳香类溶剂包括甲苯、二甲苯、氯苯的一种或多种，所述卤代烃包括二氯甲烷和/或二氯乙烷。
本发明的有益效果在于：本发明制备邻羟基苯甲腈及其衍生物的方法，成本低，本发明使用了有机磷化合物作为催化剂，催化活性高，催化剂可以循环使用，反应充分，杂质少，相对反应时间缩短，产品收率达98％以上(以邻羟基苯甲酰胺计)，产品含量达98％以上，且生产装置操作简单、高效和环保，有利于大规模工业生产。
附图说明
图1邻羟基苯甲腈及其衍生物的生产装置示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下将结合附图及实施例对本发明进行详细描述。优选实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，所举实施例是为了更好地对本发明的内容进行说明，但并不是本发明的内容仅限于所举实施例。所以熟悉本领域的技术人员根据上述发明内容对实施方案进行非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。
实施例一
向反应装置中加入邻羟基苯甲酰胺138.5g(含量99％，1.0mol)，三苯基氧磷0.3g，甲苯1000mL，升温至110℃，开始通入光气，3h通入110g(含量99％，1.1mol)，保温继续反应1h；反应结束后，蒸出甲苯约750mL，降温，有晶体析出，继续搅拌降温至0℃，搅拌1h，过滤，干燥得到118.5g邻羟基苯甲腈，含量98.7％，收率98.3％(以邻羟基苯甲酰胺计)。
实施例二
向反应装置中加入邻羟基苯甲酰胺138.5g(含量99％，1.0mol)，实施例一所得结晶母液、实施例一回收甲苯750mL，并补加新鲜甲苯50mL，升温至110℃，开始通入光气，3h通入110g(含量99％，1.1mol)，保温继续反应1h；反应结束后，蒸出甲苯约750mL，降温，有晶体析出，继续搅拌降温至0℃，搅拌1h，过滤，干燥得到119.0g邻羟基苯甲腈，含量98.4％，收率98.4％(以邻羟基苯甲酰胺计)。
实施例三
向反应装置中加入邻羟基苯甲酰胺138.5g(含量99％，1.0mol)，实施例二所得结晶母液、回收甲苯750mL，并补加新鲜甲苯50mL，升温至110℃，开始通入光气，3h通入110g(含量99％，1.1mol)，保温继续反应1h；反应结束后，蒸出甲苯约750mL，降温，有晶体析出，继续搅拌降温至0℃，搅拌1h，过滤，干燥得到118.9g邻羟基苯甲腈，含量98.1％，收率98.0％(以邻羟基苯甲酰胺计)。
实施例四
向反应装置中加入邻羟基苯甲酰胺138.5g(含量99％，1.0mol)，三辛基氧磷1.0g，甲苯1000mL，升温至110℃，开始通入光气，3h通入110g(含量99％，1.1mol)，保温继续反应1h；反应结束后，蒸出甲苯约750mL，降温，有晶体析出，继续搅拌降温至0℃，搅拌1h，过滤，干燥得到117.8g邻羟基苯甲腈，含量99.0％，收率98.0％(以邻羟基苯甲酰胺计)。
实施例五
向反应装置中加入邻羟基苯甲酰胺138.5g(含量99％，1.0mol)，三辛基氧磷1.0g，二氯乙烷800mL，加热回流，开始通入光气，3h通入110g(含量99％，1.1mol)，保温继续反应1h；反应结束后，蒸出二氯乙烷约650mL，降温，有晶体析出，继续搅拌降温至0℃，搅拌5h，过滤，干燥得到120.0g邻羟基苯甲腈，含量98.1％，收率98.9％(以邻羟基苯甲酰胺计)。
实施例六
向反应装置中加入邻羟基苯甲酰胺138.5g(含量99％，1.0mol)，三苯基氧磷0.3g，甲苯600mL，另取三光气104g(含量99％，0.35mol)，加400mL甲苯充分溶解后转入滴液漏斗中，将反应瓶中的物料升温至110℃，搅拌下滴加三光气的甲苯溶液，滴加完毕后保温继续反应1h；反应结束后，蒸出甲苯约750mL，降温，有晶体析出，继续搅拌降温至0℃，搅拌1h，过滤，干燥得到119.2g邻羟基苯甲腈，含量98.2％，收率98.4％(以邻羟基苯甲酰胺计)。
实施例七
向反应装置中加入邻羟基苯甲酰胺138.5g(含量99％，1.0mol)，三苯基氧磷0.3g，甲苯1000mL，升温至110℃，开始通入光气，3h通入110g(含量99％，1.1mol)，保温继续反应1h；然后分批加入碳酸钠66.4g(含量99％，0.52mol)，加热回流并不断分出反应产生的水，直到体系无水蒸出，反应结束，蒸出甲苯约750mL，降温，有晶体析出，继续搅拌降温至0℃，搅拌1h，过滤，干燥得到117.8g邻羟基苯甲腈钠盐141.7g，含量98.4％，收率98.2％(以邻羟基苯甲酰胺计)。
实施例八
邻羟基苯甲腈及其衍生物的生产装置，见图1，包括通过管道依次纵向连接的供所述邻羟基苯甲酰胺，所述有机磷化合物和所述光气反应的合成反应釜I1、合成反应釜II2、浓缩结晶釜3和分离装置4；所述合成反应釜I1上设置有邻羟基苯甲酰胺，有机磷化合物和溶剂的添加通道，所述合成反应釜I1上设置有通入光气的通道。
利用邻羟基苯甲腈及其衍生物的生产装置生产邻羟基苯甲腈及其衍生物的方法，按照如下的路线生产：将邻羟基苯甲酰胺、有机磷化合物、氯苯和光气通入合成反应釜I1内进行反应，得到含邻羟基苯甲腈的反应液，同时生成二氧化碳和氯化氢，所述反应液通过合成反应釜II2进入浓缩结晶釜3进行浓缩结晶，得氯苯，然后通过分离装置4实现固液分离，得到产品和结晶母液；所述氯苯返回到合成反应釜I1中进行循环利用，所述结晶母液返回至浓缩结晶釜3之前的任一装置中进行循环利用；当要生产邻羟基苯甲腈衍生物时在上述反应液通入合成反应釜II2内后通过添加通道5加入碱，反应得含有邻羟基苯甲腈衍生物的混合液，所述混合液通入浓缩结晶釜3进行浓缩结晶，得氯苯，然后通过分离装置4实现固液分离，得到产品和结晶母液；所述氯苯返回到合成反应釜I1中进行循环利用，所述结晶母液返回至浓缩结晶釜3之前的任一装置中进行循环利用。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (11)
1.邻羟基苯甲腈衍生物的制备方法，其特征在于，以邻羟基苯甲酰胺为原料，以有机磷化合物为催化剂，以芳香类溶剂和/或卤代烃为溶剂，加入光气反应得邻羟基苯甲腈，再加入碱反应得到邻羟基苯甲腈衍生物；
所述碱的加入量与邻羟基苯甲酰胺的摩尔比为0.5-1.05：1；所述有机磷化合物为三苯基氧磷或三辛基氧磷。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，将所述邻羟基苯甲酰胺与所述催化剂和所述溶剂混合，控温50-150℃条件下通入光气反应生成含邻羟基苯甲腈的反应液。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，制备邻羟基苯甲腈衍生物时，在所述反应液中加入碱，反应得含有邻羟基苯甲腈衍生物的混合液。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述光气与邻羟基苯甲酰胺的摩尔比为1.05-1.2：1。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述芳香类溶剂包括甲苯、二甲苯、氯苯的一种或多种，所述卤代烃包括二氯甲烷和/或二氯乙烷。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述光气能以双光气或三光气代替。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述碱包括碳酸钠、碳酸氢钠与氢氧化钠的一种或多种，或碳酸钾、碳酸氢钾与氢氧化钾的一种或多种。
8.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，生成含邻羟基苯甲腈的反应液的反应时间为2-5小时。
9.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，生成含邻羟基苯甲腈的反应液的反应温度为80-110℃。
10.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，还包括步骤：将所述反应液浓缩蒸发，结晶，分离得邻羟基苯甲腈，结晶后获得的母液套用至下批次反应。
11.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，还包括步骤：将所述混合液浓缩蒸发，结晶，分离得邻羟基苯甲腈衍生物，结晶后获得的母液套用至下批次反应。
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