[发明专利]对苯二甲酰氯的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于有机化学合成领域，具体涉及一种对苯二甲酰氯的制备方法。

背景技术

对苯二甲酰氯是重要的有机化工原料，是聚酰胺、聚酯等聚合物的原料。是合成特种纤维的单体，可作芳纶、锦纶增强剂，芳纶纤维是一种高性能合成纤维，具有超高强度、耐高温、耐酸碱、重量轻等优点，韧性和强度分别可达优质钢材的2倍和6倍，用于飞机、火箭、导弹和防弹设备中。

对苯二甲酰氯以对苯二甲酸为原料的合成工艺，根据酰氯化试剂不同，主要分为氯化亚砜法、五氯化磷法、三氯化磷法和光气法。氯化亚砜法是以氯化亚砜为氯化剂，对苯二甲酸为原料，N,N-二甲基甲酰胺或吡啶为催化剂制备对苯二甲酰氯。该方法由于N,N-二甲基甲酰胺不稳定，SOCl₂反应生成(氯亚甲基)二甲基氯化铵，导致不易分离纯度低，需进行多次减压蒸馏后产品纯度才能达到99％以上。五氯化磷法中的氯化剂为固体五氯化磷，加料相对来说比较困难，再加上五氯化磷容易吸水，生成氯化氢影响投料比例的准确度，而且对苯二甲酸本身也为固体，两者不易混合均匀，操作不便。三氯化磷法需要的反应温度较高，时间长、工艺操作条件比较复杂，再加上副产物三氯氧磷的提纯，既腐蚀设备，又增加了生产成本。光气法工艺路线，需要专门发生光气或采购光气，光气属于剧毒产品，反应中需要使用溶剂，副产物也是气体，容易造成光气随副产物排出，对安全和防护要求非常高，另外还要增加溶剂回收装置，使得生产成本大幅度增加。

发明内容

本发明的目的是提供一种对苯二甲酰氯的制备方法，具有原料易得、成本低、尾气容易处理、对环境没有危害性的优点，适合工业化生产。

本发明所述的对苯二甲酰氯的制备方法，步骤如下：

(1)在LED光源照射下，向对二甲苯中通入过量氯气反应，得到1,4-二(三氯甲基)苯粗品；

(2)取步骤(1)制得的1,4-二(三氯甲基)苯粗品与对苯二甲酸，在催化剂作用下反应，直至无氯化氢气体放出，所得反应液经减压精馏得到对苯二甲酰氯。

步骤(1)中所述的LED光源波长范围为380-480nm。

步骤(1)中所述的氯气的物质的量为理论量的120-140％。

步骤(1)中所述的反应温度为130-150℃，反应时间为8-10小时。

步骤(2)中所述的1,4-二(三氯甲基)苯粗品与对苯二甲酸的质量比为1:0.50-0.56。

步骤(2)中所述的催化剂为ZnCl₂或FeCl₃，优选ZnCl₂。

步骤(2)中所述的催化剂用量为对苯二甲酸质量的0.1-0.5％。

步骤(2)中所述的反应温度为120-140℃，反应时间为6-8小时。

步骤(2)中所述的对苯二甲酰氯含量大于99.9％，收率大于95％。

实验原理：

本发明反应中使用的LED紫外灯波长范围380-480nm具有能量高、功耗低、寿命长，波长范围可调，维护操作简单等特点。尤其在进行氯化反应时，可根据氯气分子参加反应所需光解能的大小，选择适当的LED光源波长范围。波长过短，虽然能量高，但不利于氯化反应控制，容易发生副反应，导致反应液颜色加深，甚至碳化，妨碍有效波长的透过，抑制反应的顺利进行，导致产品质量和收率降低；波长过长，则能量低，对反应不起作用，造成浪费。

使用金属氯化物催化剂有利于苯环侧链脱除氯化氢，促进反应的发生，减少副产物生成。

本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：

本发明具有原料易得，成本低，尾气容易处理等优点，适合工业化生产。本发明制得的对苯二甲酰氯，熔点为82-83℃，纯度达99.9％以上，收率大于95％以上。本发明中无需任何溶剂混入，催化剂循环使用，保持了产物的高纯度。

附图说明

图1是本发明的工艺流程图。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明做进一步描述。

实施例1

(1)取对二甲苯100g，在波长为380-390nm LED光源照射下，于130℃向其通入氯气481.5g，经8小时反应，制得1,4-二(三氯甲基)苯粗品289.6g，色谱含量为92.0％；