背景及概述[1]
苯甲酰氯無色透明的刺激性、催淚性液體。相對密度1.215~1.284,熔點-6℃,沸點197℃。遇水及酒精發(fā)生水解和醇解,易溶于乙醚,也溶于二硫化碳。由三氯甲苯經(jīng)水解或與苯甲酸作用而制得。苯甲酰氯的合成工藝有很多種。苯甲酸與四氯化硅在苯溶液中可以合成苯甲酰氯,此工藝收率較低,提純步驟較復雜,只適用于實驗室研制;苯甲酸和亞硫酰氯合成工藝,除生成苯甲酰氯外還生成氣態(tài)的二氧化硫和氯化氫,無任何固態(tài)的副產(chǎn)物殘留,因而產(chǎn)品易于分離純化,但原料亞硫酰氯的成本比較高,雖然早已研究開發(fā),至今仍用于實驗室制備;苯甲酸與光氣反應(yīng)工藝,適用于工業(yè)化生產(chǎn),收率較高,提純比較簡單,但光氣有劇毒,造成環(huán)境污染,隨著人們對環(huán)境質(zhì)量的要求越來越高,此工藝正在逐漸被淘汰。鑒于我廠化纖有苯甲酸這一資源優(yōu)勢,我們開展了以苯甲酸和三氯甲苯為原料合成苯甲酰氯的研究??疾炝朔磻?yīng)溫度、原料配比、催化劑的選擇及用量等工藝條件,在實驗室制備了合格的苯甲酰氯樣品。
化學性質(zhì)[2]
苯甲酰氯較脂肪族酰氯穩(wěn)定,但由于其中含有較活潑的氯,故決定了其化學活潑性很強,主要用作苯甲?;瘎?。
⑴ 水解作用:用沸水和堿類易使苯甲酰氯水解,用冷水則緩慢地水解,水解產(chǎn)物為苯甲酸或苯甲酸酐,常用此反應(yīng)制備不含對氯苯甲酸雜質(zhì)的高純苯甲酸。
⑵ 還原反應(yīng):苯甲酰氯加入鈀催化劑加氫還原生成苯甲醛:
⑶ 胺化反應(yīng):苯甲酰氯與含活潑氫的胺類物質(zhì)反應(yīng),苯甲?;蓪渲脫Q掉(Schotten-Baumamn反應(yīng))
⑷ 酯化反應(yīng):苯甲酰氯和含活潑氫的醇反應(yīng),苯酰基置換氫而成酯。
⑸ 縮合反應(yīng):苯甲酰氯加入三氯化鋁與等摩爾芳烴類作用,可產(chǎn)生縮合反應(yīng),生成二苯基酮。
這是Friedel-Crafts反應(yīng),利用此反應(yīng)在工業(yè)上合成二苯甲酮及其系列衍生物
⑹ 過氧化反應(yīng):苯甲酰氯在0℃下與過氧化鈉相互作用,生成過氧化苯甲酰。
這是目前苯甲酰氯在工業(yè)上的重要用途。
⑺ 氯化反應(yīng):苯甲酰氯與五氯化磷反應(yīng)生成苯次甲基三氯。
⑻ 成鹽反應(yīng):苯甲酰氯與氫氧化鈉作用生成苯甲酸鈉:
應(yīng)用[2]
苯甲酰氯主要用于有機合成,作為制備有機過氧化物、農(nóng)藥、士林類染料,苯并三唑類紫外線吸收劑、橡膠防老劑、醫(yī)藥等的原料。苯甲酰氯是一種重要的?;瘎挚捎糜阼b別酚、醇、胺等。
1 過氧化苯甲酰
主要用作丙烯酸系列樹脂、乙酸乙烯樹脂、MMA樹脂聚合用引發(fā)劑,或聚酯樹酯成型加工的固化催化劑,也用作油酯、蠟、面粉的漂白劑,不飽和油脂的干燥劑,纖維脫色劑。
2. 叔丁基過苯甲酸酯(TPB)
由苯甲酰氯與過氧化叔丁基縮合而得。主要用作不飽和聚酯加熱成型的固化引發(fā)劑及樹酯的聚合催化劑。
3. 二硫化2,2'-二苯甲酰胺基二苯
由雙(鄰氨基苯基)二硫化物與苯甲酰氯反應(yīng)而得。主要用于天然橡膠和二烯類合成橡膠的塑解劑。
4. 對,對'-二苯甲酰醌二肟
由對醌二肟與苯甲酰氯反應(yīng)而得。主要用作丁基膠、天然橡膠和丁苯橡膠的硫化劑,有良好的抗焦燒性能。特別適用于丁基膠作內(nèi)胎、水胎、硫化膠囊、電線。
5. 二苯甲酰硫胺
由維生素B1在氫氧化鈉溶液中與苯甲酰氯反應(yīng)而得。用作面類、豆腐等食品的強化劑。
6. 過氧苯甲酸
由苯甲酰氯合成過氧化苯甲酰后與雙氧水氧化而得。過氧化苯甲酸是一種強氧化劑,與乙烯合成的過苯甲酸乙酸乙酯用作不飽和化合物分析、雙鍵數(shù)的測定。過氧苯甲酸叔丁酯用作硅橡膠和高溫硫化制品。
7. 馬尿酸
由苯甲酰氯與氨基乙酸在氫氧化鈉溶液中合成苯酰氨基乙酸鈉,然后用鹽酸酸化制得。主要用作分散熒光黃FFL和合成藥物的中間體。
8. 7-羥基黃酮
由2,4-二羥基苯乙酮與苯甲酰氯苯甲?;筠D(zhuǎn)化而得。用作黃酮類選擇性冠狀動脈擴張劑的中間體。
9. 2-氨基-5-氯二苯甲酮
由對氯苯胺與苯甲酰氯催化反應(yīng)而得。是醫(yī)藥中間體,用于生產(chǎn)安定類藥物,安定、舒樂安定、氯氮艸卓、地西泮、硝西泮、阿普唑侖、氯硝西泮等。
10. 2,5-二氯苯甲酸
由苯甲酰氯經(jīng)氯化、水解而得。用于合成除草劑豆科威、地草平等。
11. 2,5-二氯對苯二胺
由2,5-二氯苯胺與苯甲酰氯縮合后,經(jīng)硝化制得N-苯甲?;?2,5-二氯-4-硝基苯胺,再酸性水解生成2,5-二氯-4-硝基苯胺,經(jīng)還原制得。用于合成偶氮染料CromophtalYellow6G,也可作為聚氨酯合成的原料。
12. 二苯甲酮
由苯與苯甲酰氯在三氯化鋁催化下縮合而得。二苯甲酮是紫外線吸收劑、有機顏料、醫(yī)藥、香料、殺蟲劑中間體。二苯甲酮可用作熱載體及校正溫度計。
制備[1]
苯甲酰氯合成工藝:
在500mL四口瓶中,加入一定量的苯甲酸,加熱熔融,然后安裝回流冷凝器、溫度計、恒壓滴液漏斗及氣體吸收裝置,在攪拌狀態(tài)下,向四口瓶中加入定量三氯甲苯和氯化鋅,加熱升溫,溫度控制在一定范圍內(nèi),在反應(yīng)過程中有大量氯化氫放出被集氣瓶中的水吸收,在反應(yīng)器中反應(yīng)物料的顏色從無色※棕黃色※藍色※黑色,直到尾氣沒有氯化氫放出,反應(yīng)停止。把得到的氯化氫水溶液稀釋成各種濃度進行利用,把得到的粗產(chǎn)品進行提純試驗??紤]反應(yīng)物三氯甲苯、生成物苯甲酰氯沸點較高,為避免產(chǎn)品分離過程中高溫裂解,在實驗室利用減壓蒸餾進行產(chǎn)品的分離提純。把反應(yīng)得到的粗產(chǎn)品和有機胺一同放入蒸餾瓶中,在蒸餾瓶上安裝裝有填料的玻璃減壓蒸餾柱及冷凝接收系統(tǒng),進行減壓蒸餾,得到一定純度的無色透明的苯甲酰氯液體。
主要參考資料
[1] 化學物質(zhì)辭典
[2] 苯甲酰氯的合成與應(yīng)用
[3] 苯甲酰氯合成工藝的研究