楊均(浙江普洛康裕制藥有限公司,浙江 東陽 322118)
月桂酰氯是一類很好的表面活性劑的中間體,由它合成的表面活性劑月桂酰肌氨酸和N,N一雙月桂?;劝彼徕c雙子表面活性劑,其潤濕性優(yōu)于脂肪醇聚氧乙烯醚(AE);有優(yōu)越的發(fā)泡性,并且泡沫細膩、持久,具有抗菌殺菌性和抗蝕、抗靜電能力,低毒、低刺激性和生物降解性好,減少環(huán)境污染等特點[10-13]。
目前合成月桂酰氯的方法主要有三氯化磷法、氯化亞砜法和固體光氣[4-6]法等方法,本文以十二酸(月桂酸)為起始原料合成月桂酰氯,綜合評價三條合成路線的優(yōu)缺點和經(jīng)濟效益。
安捷倫GC7890氣相色譜儀,色譜柱為DB-23安捷倫色譜柱。
月桂酸(純度≥98%),三氯化磷(純度≥98%),固體光氣(純度98%),氯化亞砜(99%)。
將一定量的月桂酸(200g)放入干燥潔凈的500mL四口燒瓶中,升溫至60-70℃使月桂酸融化,控制溫度60-70℃,滴加三氯化磷,2h內(nèi)滴加完畢,在60-70℃,保溫反應(yīng)2-3h,反應(yīng)結(jié)束后靜置分層12h,分離下層亞磷酸,上層清液60-70℃減壓脫三氯化磷2.0h,減壓蒸餾收集餾分得產(chǎn)品,GC純度≥95%,收率97%,淺黃色透明液體。
2.1.1 反應(yīng)的條件考察
表1 三氯化磷為酰氯化劑正交實驗因素表
通過對上面的因素分析,得知以三氯化磷為酰氯化劑得最佳條件是配料比為1:1.3時反應(yīng)溫度為65℃,反應(yīng)時間以3h為宜,收率可達到97%。
在干燥的500mL四口燒瓶中加入一定量(約200g)的十二酸,升溫至60-70℃使月桂酸溶解,控制溫度50-70℃滴加氯化亞砜,在2h以內(nèi)滴完,控制在55-70℃,保溫攪拌反應(yīng)2-4h,減壓蒸溜,蒸出過量氯化亞砜,得淡黃色刺激性氣味液體,再減壓蒸餾純化,得無色透明刺激性氣味液體,GC純度≥97%,收率為85%,黃色透明液體。
2.2.1 反應(yīng)的條件考察
表2 氯化亞砜為酰氯化劑正交實驗因素表
通過對上面的因素分析,月桂酸與氯化亞砜反應(yīng)最佳條件為在摩爾配料比為1:1.2,反應(yīng)溫度在60℃,反應(yīng)時間3.0h時,在此條件下產(chǎn)物轉(zhuǎn)化率最高可達到98%。
在干燥的500mL四口燒瓶中加入甲苯和BTC溶液,啟動攪拌器和油浴加熱器,將溫度控制25-30℃,2h內(nèi)滴加含有原料(200g)和DMF的甲苯溶液,反應(yīng)2-3小時,原料轉(zhuǎn)化率100%,反應(yīng)液減壓分餾,分餾甲苯和DMF,得產(chǎn)品,純度98%,收率96%,淡黃色透明液體。
用三氯化磷來作酰氯化劑,得到得產(chǎn)品色澤最好,且三氯化磷價格低廉,生產(chǎn)成本低,現(xiàn)為大多數(shù)企業(yè)采用此類生產(chǎn)酰氯的方法,但此路線制備的產(chǎn)品純度相對偏低,三氯化磷為管制劇毒化學品,運輸和管理較嚴格。工業(yè)化產(chǎn)生中會產(chǎn)生大量亞磷酸廢液,為了降低環(huán)保壓力,可將生成的副產(chǎn)物亞磷酸回收利用,將其制備成亞磷酸鈉出售,即可降低生產(chǎn)成本,又可以解決環(huán)保問題。綜合其成本來考慮,是一條比較經(jīng)濟的路線,適合用于工業(yè)生產(chǎn)。
以氯化亞砜為酰氯化的合成路線,雖然轉(zhuǎn)化率高,但所得到的產(chǎn)品色澤較差,需進一步蒸餾純化,最終產(chǎn)品收率為83-85%。在蒸餾過程中,會產(chǎn)生大量殘渣,且反應(yīng)中所產(chǎn)生的SO2氣體對設(shè)備有腐蝕作用并污染環(huán)境。為了降低成本,減少環(huán)境污染,本文對生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的殘渣進行回收處理,稱重殘渣133.3g,在78℃水浴中水解3h,靜止分層,上層有機液在100℃下真空脫水,脫水后放入250mL的四口燒瓶中,按照在氯化亞砜為酰氯化劑的條件反應(yīng),得到月桂酰氯為32.7g,可回收約7%的月桂酰氯,工藝總收率可達到92%,可以有效的降低了生產(chǎn)成本和環(huán)境污染。
固體光氣是光氣的理想替代品,以固體光氣為酰氯化劑在實驗中發(fā)現(xiàn),操作安全,反應(yīng)活性高,反應(yīng)溫和,原料轉(zhuǎn)化率可以到達100%,且分餾出的甲苯可以回收套用,副產(chǎn)物較少,收率可達98%,成本與三氯化磷路線接近,可作為三氯化磷路線的理想替代路線,工業(yè)化也較容易實現(xiàn)。
通過對三條路線評估以三氯化磷和固體光氣來作酰氯化劑,相對氯化亞砜路線是較經(jīng)濟環(huán)保的工藝路線,但三氯化磷為管制化學品,運輸和管理比較嚴格,月桂酰氯純度偏低,綜合比較固體光氣作為酰氯化劑制備月桂酰氯有較高的應(yīng)用價值。
[1]催天放,孔祥文,葛翔,白結(jié)音.異丁酰氯的合成.遼寧化工,2O00年l1月.33-334.
[2]黃濤,郭華,黃開勛.硬脂酰甘氨酸的合成工藝研究.化學世界,2003,7.377-378.
[3]王克海,祁自和,李建華.異丁酰氯的研究開發(fā)與中試.甘肅化工,2000.4.
[4]許響生,杜曉華,鄭鹛,徐振元 二(三氯甲基)碳酸酯法合成酰氯化合物.農(nóng)藥,2005年6月第44卷第6期.
[5]莫衛(wèi)民鮑麗娜·孫楠薛建.固體光氣在酰氯制備中的應(yīng)用.
[6]李雪祥,盛平安.三光氣法合成N一硝基一N一(2,4,6一三氯苯基)氨基甲酰氯.精細化工中間體,2004.4.
[7]Wang Qingmin,Huang Runqiu.Twoconvenient newsynthe?ses of ferrocenoyl chloride by triphosgene.Journal of Organometal?lic Chemistry 604(2000)287-289.
[8]Remigiusz KOCZ,Juliatiek Roestamadji,and Shahriar Mo?bashery'.A Convenient Triphosgene-Mediated Synthesis of Sym?metric Carboxylic Acid An hydrides.J.Org.Chem.1994,59,2913-2914.
[9]I.A.Rivero,*S.Heredia,and A.Ochoa.ESTERIFICA?TION OF AMINO ACIDSAND MONO ACIDSUSING TRIpHOS?GENE.SYNTHETIC COMMUNICATIONS,31(14),2169-2175(2001).
[10]盧云,陳燕妮.N-月桂酰肌氨酸鈉的開發(fā)研究.精細化工.2011年4月,第18卷第4期.
[11]李紅,黎四芳,蔡蘭珍.N-月桂酰肌氨酸鈉的合成與應(yīng)用.精細石油化工進展,2004.3第五卷第三期.
[12]李紅,黎四芳.N-月桂酰肌氨酸鈉的合成研究.廈門大學學報(自然科學版),2005年5月第44卷第3期.