月桂酰氯的合成工艺研究

2015-12-21 04:57杨均浙江普洛康裕制药有限公司浙江东阳322118
化工管理 2015年14期
关键词:光气化剂酰氯

杨均(浙江普洛康裕制药有限公司,浙江 东阳 322118)

月桂酰氯是一类很好的表面活性剂的中间体,由它合成的表面活性剂月桂酰肌氨酸和N,N一双月桂酰基谷氨酸钠双子表面活性剂,其润湿性优于脂肪醇聚氧乙烯醚(AE);有优越的发泡性,并且泡沫细腻、持久,具有抗菌杀菌性和抗蚀、抗静电能力,低毒、低刺激性和生物降解性好,减少环境污染等特点[10-13]。

目前合成月桂酰氯的方法主要有三氯化磷法、氯化亚砜法和固体光气[4-6]法等方法,本文以十二酸(月桂酸)为起始原料合成月桂酰氯,综合评价三条合成路线的优缺点和经济效益。

1 仪器与试剂

安捷伦GC7890气相色谱仪,色谱柱为DB-23安捷伦色谱柱。

月桂酸(纯度≥98%),三氯化磷(纯度≥98%),固体光气(纯度98%),氯化亚砜(99%)。

2 实验方法

2.1 以三氯化磷为酰氯化剂

将一定量的月桂酸(200g)放入干燥洁净的500mL四口烧瓶中,升温至60-70℃使月桂酸融化,控制温度60-70℃,滴加三氯化磷,2h内滴加完毕,在60-70℃,保温反应2-3h,反应结束后静置分层12h,分离下层亚磷酸,上层清液60-70℃减压脱三氯化磷2.0h,减压蒸馏收集馏分得产品,GC纯度≥95%,收率97%,浅黄色透明液体。

2.1.1 反应的条件考察

表1 三氯化磷为酰氯化剂正交实验因素表

通过对上面的因素分析,得知以三氯化磷为酰氯化剂得最佳条件是配料比为1:1.3时反应温度为65℃,反应时间以3h为宜,收率可达到97%。

2.2 以氯化亚砜为酰氯化剂

在干燥的500mL四口烧瓶中加入一定量(约200g)的十二酸,升温至60-70℃使月桂酸溶解,控制温度50-70℃滴加氯化亚砜,在2h以内滴完,控制在55-70℃,保温搅拌反应2-4h,减压蒸溜,蒸出过量氯化亚砜,得淡黄色刺激性气味液体,再减压蒸馏纯化,得无色透明刺激性气味液体,GC纯度≥97%,收率为85%,黄色透明液体。

2.2.1 反应的条件考察

表2 氯化亚砜为酰氯化剂正交实验因素表

通过对上面的因素分析,月桂酸与氯化亚砜反应最佳条件为在摩尔配料比为1:1.2,反应温度在60℃,反应时间3.0h时,在此条件下产物转化率最高可达到98%。

2.3 以固体光气为酰氯化剂

在干燥的500mL四口烧瓶中加入甲苯和BTC溶液,启动搅拌器和油浴加热器,将温度控制25-30℃,2h内滴加含有原料(200g)和DMF的甲苯溶液,反应2-3小时,原料转化率100%,反应液减压分馏,分馏甲苯和DMF,得产品,纯度98%,收率96%,淡黄色透明液体。

3 结果与讨论

用三氯化磷来作酰氯化剂,得到得产品色泽最好,且三氯化磷价格低廉,生产成本低,现为大多数企业采用此类生产酰氯的方法,但此路线制备的产品纯度相对偏低,三氯化磷为管制剧毒化学品,运输和管理较严格。工业化产生中会产生大量亚磷酸废液,为了降低环保压力,可将生成的副产物亚磷酸回收利用,将其制备成亚磷酸钠出售,即可降低生产成本,又可以解决环保问题。综合其成本来考虑,是一条比较经济的路线,适合用于工业生产。

以氯化亚砜为酰氯化的合成路线,虽然转化率高,但所得到的产品色泽较差,需进一步蒸馏纯化,最终产品收率为83-85%。在蒸馏过程中,会产生大量残渣,且反应中所产生的SO2气体对设备有腐蚀作用并污染环境。为了降低成本,减少环境污染,本文对生产过程中产生的残渣进行回收处理,称重残渣133.3g,在78℃水浴中水解3h,静止分层,上层有机液在100℃下真空脱水,脱水后放入250mL的四口烧瓶中,按照在氯化亚砜为酰氯化剂的条件反应,得到月桂酰氯为32.7g,可回收约7%的月桂酰氯,工艺总收率可达到92%,可以有效的降低了生产成本和环境污染。

固体光气是光气的理想替代品,以固体光气为酰氯化剂在实验中发现,操作安全,反应活性高,反应温和,原料转化率可以到达100%,且分馏出的甲苯可以回收套用,副产物较少,收率可达98%,成本与三氯化磷路线接近,可作为三氯化磷路线的理想替代路线,工业化也较容易实现。

通过对三条路线评估以三氯化磷和固体光气来作酰氯化剂,相对氯化亚砜路线是较经济环保的工艺路线,但三氯化磷为管制化学品,运输和管理比较严格,月桂酰氯纯度偏低,综合比较固体光气作为酰氯化剂制备月桂酰氯有较高的应用价值。

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