2,6-二氯苯并噁唑的催化合成

王建忠

(海正化工南通有限公司，南通 226400)

2,6-二氯苯并噁唑为白色固体，熔点49～51 ℃。是一种重要的有机合成中间体，广泛用于农药、医药、染料等的合成，如合成优杀磷[1]、精噁唑禾草灵[2]。因此近年来，市场上对2,6-二氯苯并噁唑的需求也日益扩大[3]。

目前国内合成 2,6-二氯苯并噁唑的工业化方法，主要是由中间体2-巯基-6-氯苯并噁唑与氯代试剂反应而得。文献报道的路线主要有以下几条：⑴以过量的PCl5为氯化剂，在120 ℃反应16 h，收率41%[4]，因 PCl5对设备腐蚀严重，一旦反应设备烂穿会导致反应釜夹套中的水与PCl5剧烈反应，进而引起爆炸事故给安全生产带来严重隐患。⑵用氯气作为氯化剂，产品含量95%，收率75%。在实际生产中，因氯气同时会对苯环其他位置加成，导致副产物多，产品纯度低；且氯气毒性较大，安全生产隐患多[5]。⑶ 用光气作为氯化剂，反应收率能达到90%～92%。但光气是剧毒化学品，国家明文规定光气不允许储存、包装和运输，工厂必须有单独的光气发生装置才能生产。显然，光气不适合作为 2,6-二氯苯并噁唑合成的氯代试剂。⑷ 用双光气作为氯化试剂，DMF做催化剂，反应收率能达到98%[6]。双光气可替代光气应用于实验室和工业生产，虽然双光气在运输、贮存和使用方面均较光气方便、安全，但是其作为一种剧毒、有刺激性气味的液体，其运输、贮藏仍具有相当大的危险性。⑸ 用固体光气作为氯化剂，采用不加催化剂阶段性升温的方法，收率及纯度可以达到 98%以上[7]。固体光气在室温下是固体，作为合成光气和双光气的替代物，不但毒性低，使用方便，而且选择性好，收率高。但固体光气比较稳定，即使沸腾时也仅仅少量的分解，采用阶段升温的方法，一旦温度失控后，容易发生冲料，操作危险。

本文在相关文献的基础上，设计了图1所示的合成路线：以2-巯基-6-氯苯并噁唑与固体光气为原料，以DMF为催化剂，在甲苯体系中反应，收率在98%以上。与上述路线相比，这条反应路线具有反应条件温和，操作方便，安全性高等优点。

图1 2,6-二氯苯并噁唑的合成路线

1 试验部分

1.1 仪器与试剂

GC-2014气相色谱仪(日本岛津公司)；BC-R206型旋转蒸发器(上海贝凯生物化工设备有限公司)；SHZ-D(III)循环水式真空泵(巩义市予华仪器设备有限责任公司)；DF-101S集热式磁力搅拌器(郑州科创仪器有限公司)。

2-巯基-6-氯苯并噁唑、固体光气、甲苯、DMF均为工业级，其他原料和试剂均为市售分析纯。

1.2 2,6-二氯苯并噁唑的合成

在250 mL烧瓶中加入无水甲苯120 mL，投加固体光气(99%) 50.4 g，在室温下搅拌0.5 h，使体系充分溶解后转入恒压滴液漏斗。在500 mL的四口烧瓶中加入200 mL甲苯、80 g (折百)2-巯基-6-氯苯并噁唑和1.9 g DMF搅拌混合后，调节温度至55 ℃，开始滴加恒压滴液漏斗中的固体光气甲苯溶液，滴加过程中控温在55～60℃，滴加时间4 h，滴完后在60 ℃保温2 h，取样跟踪分析，巯基物检测小于0.1%以后，反应液冷却至40 ℃以下转移至分液漏斗中，静置分去下层焦油，有机层经滤纸过滤后得到外观为黄色液体的2,6-二氯苯并噁唑甲苯液340 g，取样用内标法测 2,6-二氯苯并噁唑含量为 23.4%，收率98.2%。

2 结果与讨论

2.1 溶剂选择

2,6-二氯苯并噁唑，熔点49～51 ℃，室温下是固体，如采用精馏提纯的方法，整个精馏管路及接收罐都需伴热保温，该操作能耗高、收率低、操作困难。如果将2,6-二氯苯并噁唑的反应液直接用于下一步反应，将比精馏提纯的方法更具实用意义，而下一步反应的常用溶剂有甲苯、二甲苯、氯苯、邻二氯苯，考虑到溶剂成本及回收的便利性，此步反应选择甲苯做溶剂效果最佳。

2.2 固体光气的用量

理论上1 mol的固体光气可以定量地转化为3 mol的光气[7]，即：固体光气的理论用量是2-巯基-6-氯苯并噁唑的0.33个当量，但实际生产中固体光气的用量往往要大于理论用量。按1.2试验步骤，不改变反应温度和反应时间，考察固体光气过量的条件下对2,6-二氯苯并噁唑收率的影响。对比试验结果见表1，可见固体光气0.39 mol%为宜。

表1 固体光气用量对合成收率的影响

2.3 反应温度的影响

考察了反应温度对氯化结果的影响。按1.2试验步骤，不改变固体光气、催化剂用量和反应时间，考察反应温度对2,6-二氯苯并噁唑收率的影响，对比试验结果见表2，可见反应温度以55～60 ℃为宜。

表2 反应温度对合成收率的影响

2.4 催化剂用量的影响

考察了催化剂用量对反应时间的影响。按1.2试验步骤，不改变固体光气、反应温度，考察催化剂用量对2-巯基-6-氯苯并噁唑反应结束时间的影响。对比试验结果见表3，可见催化剂用量以0.05 mol%为宜。

表3 催化剂用量对反应时间的影响

3 结 论

以2-巯基-6-氯苯并噁唑、固体光气为反应原料，在DMF做催化剂的甲苯溶液中合成2,6-二氯苯并噁唑。经试验得到了最佳的合成工艺条件：反应温度55～60 ℃，固体光气的用量0.39 mol，DMF的用量为0.05 mol%。在此工艺条件下，得到2,6-二氯苯并噁唑的甲苯溶液，收率98.2%。反应条件温和，工艺操作简便，安全性更高，适合工业化生产。

参 考 文 献

[1] 罗贞礼, 侯仲柯. 6-氯苯并噁唑酮合成研究[J]. 浙江化工, 1996,27(2): 32-33.

[2] 汪进, 薛玉, 王化男, 等. 新型除草剂威霸合成方法的改进[J]. 合成化学, 1998, 6(3): 328-331.

[3] 徐丽丽, 冯亚华, 赵颖俊. 2,6-二氯苯并噁唑合成新工艺[J]. 农药,2010, 49(7): 495-496.

[4] MEO, PAUL, KHAN, NAWAZ. Antibiotic compounds: WO2018/37223,A1[P]. 2018-03-01.

[5] 李文. 精噁唑禾草灵中间体2,6-二氯苯并唑合成工艺改进[J]. 农药,2008, 47(10): 718-719.

[6] 童渝. 2,6-二氯苯并噁唑的制备方法: CN, 101307036[P]. 2008-11-19.

[7] 许网保, 魏明阳, 臧伟新, 等. 使用固光法制备2,6-二氯苯并噁唑的合成方法: CN, 102432559[P]. 2012-05-02.

[8] 余传明. 二(三氯甲基)碳酸酯的应用研究[J]. 浙江化工, 1998, 29(2):20-21.