苯甲酰氯
1、苯甲酰氯的化学性质
苯甲酰氯较脂肪族酰氯稳定。含有较活泼的氯,其化学活泼性很强,主要作苯甲酰化试剂。
1.1 水解作用:用沸水和碱类易使苯甲酰氯水解,用冷水缓慢的水解,水解产物为苯甲酸或苯甲酸酐,常用此反应制备不含对氯苯甲酸杂质的高纯苯甲酸。
COCl+H2O COOH+HCl
COCl+H2O COOOC+2HCl 2
1.2胺化反应:苯甲酰氯与含活泼氢的胺类物质反应,苯甲酰基可将氢置换掉(Schotten-Baumamn反应)
COCl+RNH2+NaOH CONHR+NaCl+H2O 1.3 还原反应:苯甲酰氯加入钯催化剂加氢生成苯甲醛
COCl+H2CHO+HCl
1.4 酯化反应:苯甲酰氯和含活泼氢的醇反应,苯甲酰基置换氢成酯。
COCl+ROH+NaOH COOR+NaCl+H2O
1.5 缩合反应:苯甲酰氯加入三氯化铝与等摩尔芳烃类作用,可产生缩合反应,生成二苯基
酮。这是Friedel-Crafts反应,利用此反应工业上合成二苯甲酮及其系列衍
生物。
AlCl3+HCl COCl+CO
1.6 过氧化反应:苯甲酰氯在0℃下与过氧化钠作用,生成过氧化苯甲酰。
2COCl+Na2O2COOOOC+2NaCl
1.7 氯化反应:苯甲酰氯与五氯化磷反应生成苯次甲基三氯。
COCl+PCl5
CCl3+POCl3
1.8 成盐反应:苯甲酰氯与氢氧化钠作用生成苯甲酸钠。
COCl+2NaOH COONa+NaCl+H2O
2、苯甲酰氯的合成路线
苯甲酰氯合成路线按原料划分,有以下几种
2.1 苯甲酸与五氯化磷或亚硫酰氯(氯化亚砜等)反应:
COOH+PCl5COCl+POCl3+HCl
COOH+SOCl
2COCl
苯的化学性质+SO2+HCl
2.2 苯甲酸与光气反应:
COOH+COCl2COCl+CO2+HCl 2.3 苄川三氯在氯化锌或三氯化铝、三氯化铁催化下水解:
CCl3+H2O COCl+2HCl
2.4 苄川三氯与苯甲酸和醋酸共热:
CCl3+COOH COCl
2+HCl
CCl3+CH3
COOH COCl+CH3COCl+HCl
2.5 苯甲醛与四氯化碳相互作用:
CHO+CCl4COCl+CHCl3
2.6苯甲醛与反应
CHO+Cl2COCl+HCl
2.7 苯甲醇于130~200℃被氯化生成苯甲酰氯:
CH2OH+2Cl2COCl+3HCl
3、生产方法
3.1 实验室制法
3.1.1 苯甲酸与五氯化磷或四氯化硅反应
将苯甲酸混入苯中加热至50℃,滴加四氯化硅,于50℃保温至氯化氢不在逸出,将反应混合物分馏,得到回收溶剂和苯甲酰氯。粗品可在溶到苯中用碳酸氢钠的水溶液洗涤,再次分馏的成品。
3.1.2 苄川三氯与苯甲酸共热法
苄川三氯加入催化剂三氯化铁与苯甲酸相互作用,可以制得苯甲酰氯。实例:将69.5g 苄川三氯、44.1g苯甲酸和0.23g三氯化铁的混合物,在搅拌下温度65~110℃加热1h,析出12.5g(96%)氯化氢。反应产物真空蒸馏,得到95g苯甲酰氯,收率95%。
3.2工业生产方法
3.2.1 苯甲酸与光气反应
3.2.2 苄川三氯水解法
4、苯甲酰氯深加工
4.1过氧化苯甲酰(BPO)
4.2叔丁基过苯甲酸酯(TPB)
由苯甲酰氯与过氧化叔丁基缩合而得,作为引发剂、固化剂使用
4.3二硫化2,2′-二苯甲酰胺基二苯
由双(邻氨基苯基)二硫化物与苯甲酰氯而得,用于天然橡胶或二烯类合成橡胶的塑解剂。
4.4对,对′-二苯甲酰醌二肟
4.5过氧苯甲酸
4.6 马尿酸
由苯甲酰氯和氨基乙酸在氢氧化钠溶液中合成苯酰氨基乙酸钠,然后用盐酸酸化制得。药物中间体 4.7 2-氨基-5氯二苯甲酮
由对氯苯胺与苯甲酰氯催化得到,生产药物用 4.8 二苯甲酮(苯甲酰氯与苯在三氯化铝催化作用下生成)
4.9 苄川三氯和苯甲酸制苯甲酰氯过程
CCl 3
C +Cl 2
+Cl
-FeCl 3+
Cl -
FeCl 4
-COOH
+FeCl 4
-COO FeCl 3
+
HCl
一
三
二
COO FeCl 3
+
C +Cl 2
CO
C +Cl 2
O FeCl 3
Cl
四
CO
C +Cl 2
O FeCl 3
Cl
COCl
+
C +OCl FeCl 3
五
C +OCl FeCl 3
COCl
+
FeCl 3
六
三氯苄中第一个氯很活泼,容易脱去。路易斯酸三氯化铁能接受氯离子上的电子形成负电荷的质子,同时使苯甲酸转变成活泼的亲点质子点。这时由于温度的上升,反应加剧,三氯苄上的第二个比较活泼的氯也脱落下来与亲点质子成键,形成配合物,并很快生成2mol 终产物苯甲酰氯。选用三氯化铁作催化剂,是因为苯甲酸在较强的路易斯酸催化下易生成酰正离子,并且它们可以增加羰基碳原子的正电性。
上述中一、二、五、六反应速度非常迅速,三、四是反应的主体,它们反应的速度快慢直接影响到反应时间的长短。
苯甲酸与三氯苄在三氯化铁的催化下制得苯甲酰氯方法:当三氯苄与苯甲酸的摩尔比为1:1,催化剂的用量为0.25%时,在110℃下反应1h,苯甲酰氯收率为94%。工艺简单
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