專(zhuān)利名稱(chēng)：一種正戊烯次氯酸化合成氯代戊醇的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種正戊烯次氯酸化合成氯代戊醇的方法，屬于有機(jī)化工技術(shù)領(lǐng) 域。
背景技術(shù)：
氯代戊醇是一種重要的有機(jī)化工原料和精細(xì)化工產(chǎn)品，可以應(yīng)用于環(huán)氧戊烷、1， 2_戊二醇等高附加值精細(xì)化工產(chǎn)品的生產(chǎn)。目前，國(guó)內(nèi)外還沒(méi)有相關(guān)的文獻(xiàn)及專(zhuān)利報(bào)道。原料正戊烯是奇數(shù)碳的a -烯烴，是一種無(wú)色易揮發(fā)的液體，沸點(diǎn)30. 0°C，相對(duì)密 度0. 6411g/cm3,溶于乙醇，不溶于水，是一種高附加值的精細(xì)化工中間體?，F(xiàn)有的抽余碳五 (其中1-戊烯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為20% )利用工藝是經(jīng)過(guò)全加氫得到戊烷，再進(jìn)行處理得到正 戊烯，或者直接從抽余碳五中分離出高純度1-戊烯產(chǎn)品。因其特殊的烯烴雙鍵位置及空間 結(jié)構(gòu)成為高分子材料改性和復(fù)雜金屬有機(jī)化合物合成、藥物合成的重要單體。反應(yīng)機(jī)理簡(jiǎn)介次氯酸是弱酸，與強(qiáng)酸同烯烴的反應(yīng)不同，它不是氫質(zhì)子先去進(jìn)攻 烯烴的雙鍵，而是由于分子中氧的電負(fù)性較大，使次氯酸分子極化成H0-C1。反應(yīng)時(shí)首先生 成氯鐺離子和H0—，繼而0H—從氯鐺離子的氯原子的背面進(jìn)攻碳原子，生成氯連在含氫多碳 上的氯代醇。具體反應(yīng)過(guò)程如下
cl+ /\
ch2=chch2ch2ch3 + hc10 -ch2chch2ch2ch3
ci ohoh ci
oh" | \|1
-^ ch2chch2ch2ch3 + ch2chch2ch2ch
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于設(shè)計(jì)一種流程簡(jiǎn)單、反應(yīng)條件溫和、無(wú)需使用有機(jī)溶劑、能耗 低、操作方便的合成氯代戊醇的方法。本發(fā)明包括如下步驟1)將氯氣通入水中，制備次氯酸和鹽酸的水溶液；2)在上述水溶液中加入堿性物質(zhì)，中和其中的鹽酸，得到高純度的次氯酸水溶 液；3)將次氯酸水溶液與正戊烯在20 80°C條件下保溫反應(yīng)；4)反應(yīng)結(jié)束后，分層得到油層和水層，將油層進(jìn)行精餾，收集汽相溫度156 160°C的餾分，即得氯代戊醇。本發(fā)明反應(yīng)環(huán)境溫和、能耗低，并且不使用有機(jī)溶劑，減少了后處理工序；本發(fā)明 在含有氯氣的次氯酸和鹽酸的水溶液中，加入適量堿性物質(zhì)，進(jìn)一步反應(yīng)，去除其水溶液中
3的鹽酸，可減少副反應(yīng)的產(chǎn)生；考慮到反應(yīng)的廢水量和反應(yīng)性，本發(fā)明通過(guò)控制，可使次氯 酸水溶液與正戊烯反應(yīng)后的產(chǎn)物氯代戊醇占總量的百分比濃度為3 6% ；本發(fā)明將油層 進(jìn)行精餾時(shí)收集汽相溫度156 160°C的餾分，可得含量> 99%的高純度無(wú)色透明液體氯 代戊醇，包括2-氯-1-戊醇和1-氯-2-戊醇及兩者的混合物。本發(fā)明步驟3)中，次氯酸水溶液與正戊烯的最佳反應(yīng)溫度為20 30°C。本發(fā)明堿性物質(zhì)可以選自碳酸鈉、碳酸氫鈉、氫氧化鈉、亞硫酸氫鈉、碳酸鉀、碳 酸氫鉀、氫氧化鉀、氫氧化鈣、碳酸氫鈣、碳酸鈣、氧化鈣或磷酸氫二鉀中的任一種。優(yōu)選氫 氧化鈉、碳酸鈉或碳酸氫鈉中的任一種。為確保正戊烯反應(yīng)完全，次氯酸應(yīng)稍過(guò)量，控制次氯酸與正戊烯的投料摩爾比為 1. 0 1. 5 1，最好為 1. 0 1. 3 1。所述次氯酸水溶液與正戊烯的反應(yīng)過(guò)程，為了提高反應(yīng)收率和生產(chǎn)效率，較佳的 反應(yīng)時(shí)間為2 8小時(shí)。將步驟4)的水層返回次氯酸水溶液，進(jìn)行循環(huán)套用，用于下批氯代戊醇的合成， 有助于提高次氯酸的利用率。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1 (1)通入25. 56g氯氣至1200mL水中，制備鹽酸和次氯酸的混合溶液，然后往上述 水溶液中加入15wt%碳酸鈉溶液130ml (測(cè)量溶液最終pH為3 4)中和其中的鹽酸，即得 到高純度的次氯酸水溶液。(2)在2000mL四口燒瓶中，加入上述自制的次氯酸水溶液和21. 04g正戊烯，攪拌， 20°C條件下保溫4小時(shí)。(3)反應(yīng)結(jié)束后，分層得到油層和水層，其中水層返回次氯酸水溶液，進(jìn)行循環(huán)套 用；油層進(jìn)行精餾操作，收集汽相溫度156 160°C的餾分即可。得到氯代戊醇33. 5g，含量 99. 2%,對(duì)正戊烯收率為90. 43%，其中2-氯-1-戊醇占70. 0%，1-氯-2-戊醇占29. 2%。實(shí)施例2 (1)通入27. 82g氯氣至800mL水中，制備鹽酸和次氯酸的混合溶液，然后往上述水 溶液中加入32. 95g的碳酸氫鈉(測(cè)量溶液最終pH為3 4)中和其中的鹽酸，即得到高純 度的次氯酸水溶液。(2)在2000mL四口燒瓶中，加入自制的次氯酸水溶液和22.9g正戊烯，攪拌，25°C 條件下保溫3小時(shí)。(3)反應(yīng)結(jié)束后，分層得到油層和水層，其中水層返回次氯酸水溶液，進(jìn)行循環(huán)套 用；油層進(jìn)行精餾操作，收集汽相溫度156 160°C的餾分即可。得到氯代戊醇36. 08g，含量 98.9%,對(duì)正戊烯收率為89. 2%，其中2-氯-1-戊醇占68. 4%，1-氯-2-戊醇占30. 5%。實(shí)施例3 (1)通入26. 37g氯氣至1200mL水中，制備鹽酸和次氯酸的混合水溶液，然后往上 述水溶液中加入10wt%氫氧化鈉溶液148ml (測(cè)量溶液最終pH為3 4)中和其中的鹽酸， 即得到高純度的次氯酸水溶液。(2)在2000mL四口燒瓶中，加入自制的次氯酸水溶液和20.04g正戊烯，攪拌，20°C條件下保溫4小時(shí)。(3)反應(yīng)結(jié)束后，分層得到油層和水層，其中水層返回次氯酸水溶液，進(jìn)行循環(huán)套 用；油層進(jìn)行精餾操作，收集汽相溫度156 160°C的餾分即可。得到氯代戊醇31. 93g，含量 99. 1%，對(duì)正戊烯收率為90.4%，其中2-氯-1-戊醇占69.0%，1-氯-2-戊醇占30. 1%。實(shí)施例4-8 除了中和所用堿性物質(zhì)的種類(lèi)不同之外，其他操作條件同實(shí)施例3，所得結(jié)果如下
表所示 對(duì)比實(shí)施例不用堿中和副產(chǎn)鹽酸(1)通入28. 42g氯氣至1200mL水中，制備鹽酸和次氯酸的混合水溶液。(2)在2000mL四口燒瓶中，加入上述混酸水溶液和21. 6g正戊烯，攪拌，25°C條件 下保溫4小時(shí)。(3)反應(yīng)結(jié)束后，分層得到油層和水層，其中水層返回次氯酸水溶液，進(jìn)行循環(huán)套 用；油層進(jìn)行精餾操作，收集汽相溫度156 160°C的餾分即可。得到氯代戊醇33. 21g，含量 92.7%,對(duì)正戊烯收率為81. 6%，其中2-氯-1-戊醇占63. 8%，1-氯-2-戊醇占28. 9%。
權(quán)利要求
一種正戊烯次氯酸化合成氯代戊醇的方法，其特征在于包括如下步驟1)將氯氣通入水中，制備次氯酸和鹽酸的水溶液；2)在上述水溶液中加入堿性物質(zhì)，中和其中的鹽酸，得到高純度的次氯酸水溶液；3)將次氯酸水溶液與正戊烯在20～80℃條件下保溫反應(yīng)；4)反應(yīng)結(jié)束后，分層得到油層和水層，將油層進(jìn)行精餾，收集汽相溫度156～160℃的餾分，即得氯代戊醇。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述正戊烯次氯酸化合成氯代戊醇的方法，其特征在于所述步驟3) 中保溫反應(yīng)溫度為20 30°C。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述正戊烯次氯酸化合成氯代戊醇的方法，其特征在于所述堿性物 質(zhì)為碳酸鈉、碳酸氫鈉、氫氧化鈉、亞硫酸氫鈉、碳酸鉀、碳酸氫鉀、氫氧化鉀、氫氧化鈣、碳 酸氫鈣、碳酸鈣、氧化鈣或磷酸氫二鉀中的任一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述正戊烯次氯酸化合成氯代戊醇的方法，其特征在于所述堿性物 質(zhì)為氫氧化鈉、碳酸鈉或碳酸氫鈉中的任一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述正戊烯次氯酸化合成氯代戊醇的方法，其特征在于所述次氯酸 與正戊烯的投料摩爾比為1.0 1.5 1。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述正戊烯次氯酸化合成氯代戊醇的方法，其特征在于所述次氯酸 與正戊烯的投料摩爾比為1.0 1.3 1。
7.權(quán)利要求1所述正戊烯次氯酸化合成氯代戊醇的方法，其特征在于所述次氯酸水溶 液與正戊烯的反應(yīng)時(shí)間為2 8小時(shí)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述正戊烯次氯酸化合成氯代戊醇的方法，其特征在于將步驟4)的 水層返回次氯酸水溶液，進(jìn)行循環(huán)套用。
全文摘要
一種正戊烯次氯酸化合成氯代戊醇的方法，屬于有機(jī)化工技術(shù)領(lǐng)域，將氯氣通入水中，制備次氯酸和鹽酸的水溶液，然后加入堿性物質(zhì)，得到高純度的次氯酸水溶液，再把次氯酸水溶液和正戊烯在保溫條件下反應(yīng)，結(jié)束后，分層得到油相和水相，其中水相返回次氯酸水溶液，循環(huán)套用，油層進(jìn)行精餾分離去除戊烯和有關(guān)副產(chǎn)物，收集主餾分，即可得到無(wú)色透明產(chǎn)物。本發(fā)明方法流程簡(jiǎn)單、反應(yīng)條件溫和、能耗低、無(wú)需使用有機(jī)溶劑、水相可循環(huán)套用、反應(yīng)產(chǎn)物分離收率高，易于工業(yè)化實(shí)現(xiàn)。
文檔編號(hào)C07C29/66GK101880216SQ201010233229
公開(kāi)日2010年11月10日 申請(qǐng)日期2010年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月12日
發(fā)明者丁克鴻, 徐林, 楊進(jìn), 王根林, 鄭亞清, 金野, 陸春明, 顧志強(qiáng) 申請(qǐng)人:江蘇揚(yáng)農(nóng)化工集團(tuán)有限公司