4_甲基苯磺酰氯的合成

4-甲基苯磺酰氯的合成王玉鸿1,崔玉民2(1.阜阳市颍泉区环境监理监测站,安微阜阳236032;2.阜阳师范学院化学系,安微阜阳236032)摘要:以甲苯为原料,经过磺化、酰氯化反应合成4-甲基苯磺酰氯。该工艺与传统合成工艺相比,具有原料消耗低,产品收率高,纯度高,选择性高,成本低等优点,具有广阔的工业化应用前景。关键词:甲苯;对甲苯磺酸;4-甲基苯磺酰氯;选择性中图分类号:TQ247.5文献标识码:A文章编号:1008-1267(2003)05-0026-03收稿日期:2003-04-25对甲苯磺酰氯(4-甲基苯磺酰氯,TsCl)是医药、染料、农药工业的重要中间体,市场需求量大。传统的合成工艺有以下两种:其一,利用对甲苯磺酸钠与三氯氧磷(或PCl5)反应制备对甲苯磺酰氯[1],这种方法所得产品纯度在95.0%以上,但所用原料三氯氧磷、对甲苯磺酸钠价格高,且不易购买,生产成本高。其二,利用甲苯与氯磺酸直接氯磺化制备[2],这种方法制得的对甲苯磺酰氯含有较多的邻甲苯磺酰氯,且二者很难分离,另外,氯磺酸单耗在4t以上。近来作者采用对甲苯磺酸钠与氯磺酸反应制备对甲苯磺酰氯,这种方法操作简单,设备少,产品纯度达到98.0%。但由于对甲苯磺酸钠价格较高,致使成本升高。为了克服上述方法的缺点,作者采用甲苯与浓硫酸磺化,再用氯磺酸进行酰氯化制备TsCl,该法优点是所得产品基本上不含邻甲苯磺酰氯,TsCl的纯度达到98.0%,外观白色细粒状结晶,氯磺酸单耗低(1.8t/t),从而提高收率,降低了成本。1实验1.1工艺流程1.2合成方法在装有电动搅拌器、分水器、球形冷凝器、温度计的1000ml四口烧瓶中加入定量甲苯,开动搅拌升温于105～110℃,开始滴加计量好的硫酸,在0.5～1h内加完硫酸后回流2h,利用甲苯与水生成恒沸混合物带出反应生成的水,随着水的带出,反应温度逐渐上升,当温度升至130～135℃时,调节加热器,在此温度范围内保温反应2h。降温至60℃,开始滴加计量好的氯磺酸,在20min内加完并于40～70℃保温2h。然后在快速搅拌下滴加冰水分解过量的氯磺酸。开始加水时产生大量氯化氢气体,并放出大量热,因而开始加水要慢,当氯化氢减少、温度不在明显上升时,可快些加水,加完400ml冰水后继续搅拌15min,使瓶壁上的料能充分搅拌下来,然后放料、过滤、干燥、化验。1.3实验结果探索性实验数据见表1。为了节省能源,选择磺化温度为125～135℃进行实验于表2。2结论与讨论2.1从表2可知甲苯、硫酸、HSO3Cl的用量分别为77g、72g、195.4g,为了带出更多的水,甲苯用量增加到80g。2.2总体看来分出的水越多,质量收率越高,平均质量收率为127%。2.3根据以上结果在固定条件下做平行实验见表3。2.4以平均质量收率138%计算原料成本如表4。4-甲基苯磺酰氯售价12000元/t(2002年9月),预计工厂成本9000元/t,预计利润3000元/t。第17卷第5期2003年9月天津化工TianjinChemicalIndustryVol.17No.5Sep.2003表1探索性实验数据批号原料用量/g反应温度/℃TsCl甲苯硫酸HSO3Cl磺化酰氯化得量/g纯度/%溶点/℃带水量/ml质量收率°/%115414427517060～405092.062～6417322777217016060～408390.763～6481023777225016060～404777220017060～4010586.362～64101235777220015060～4011092.163～64101386777221114060～4010995.464～669.61427777221113060～409892.064～666.61238777221112060～409598.365～66101273质量收率是指4-甲基苯磺酰氯与甲笨的质量分数。表2稳定条件下实验结果批号原料用量/g反应温度/℃TsCl甲苯硫酸HSO3Cl磺化得量/g纯度/%溶点/℃带水量/ml质量收率°/%97872210125～13510598.226210135107772210125～13510895.0363～656.6140117672200125～13510098.2563～6511.5132127772200126～13510597.9662～649.8136137772200129～13510795.0058～617.0139147772210127～1359194.5760～644.211815777221013010797.4460～6210.213916777219013011097.2261～6312.014317777219013010096.3061～6210