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苯磺酰氯为白色片状结晶,熔点为69—71℃,是重要的有机合成药物中间体,主要用于氨磺氯霉素、氯氨一T、甲砜霉等药物的合成。
现有的苯磺酰氯生产工艺采用苯与氯磺酸反应制得,由于反应产生的氯化氢气体以微正压输入平面吸收设备,吸收设备内的水吸收了氯化氢而放出热量使温度不断上升,吸收效果越来越差,由于受高温盐酸的作用使吸收系统的设备与接点很容易被腐蚀损坏,因而造成大量的氯化氢气体泄漏无法被吸收,尾气再经陶瓷吸收塔水喷淋吸收后排入下水道,严重污染周围环境。同时在磺化反应后磺化液被缓慢加入大量的冰水中进行水解稀释,因而产生浓度为20%左右的废硫酸,由于酸浓度较低很难处理,被大量排放,即严重污染了环境也增加了治理费用。
苯磺酰氯
苯磺酰氯是一种用途广泛的化学中间体,用于制备磺酰胺及鉴定各种胺类。
工业苯磺酰氯的合成以苯和氯磺酸为原料,经磺化提纯而得。现行苯磺酰氯的合成方法为采用过量的磺酰氯和苯进行磺化反应,反应结束后用水洗破坏过量的磺酰氯,再用碱洗中和,该工艺存在如下问题:1、由于氯磺酸是一种强酸,遇水会立即分解放出大量气体和热量,容易发生事故;2、磺化反应温度高,苯基砜等副产物含量高,导致苯磺酰氯的收率低,仅为40~50%。
方法一:
(1)磺化反应:以摩尔比例为3.8:1的氯磺酸和纯苯为原料,先将氯磺酸加入带加热搅拌功能的反应釜中,在搅拌速率为100r/min的搅拌状态下,再采用恒压滴液漏斗以1ml/min的滴加速率滴加纯苯,在20℃下保温反应2h至反应完全,产生的氯化氢气体经冷凝、二级降膜吸收制成质量浓度为38%盐酸溶液;
(2)加入氯化钠:向步骤(1)中磺化反应充分的混合液中加入10g干燥的氯化钠,在搅拌速率为300r/min的搅拌状态下继续在20℃的温度下恒温反应30min,产生的氯化氢气体经冷凝、二级降膜吸收制成质量浓度为38%的盐酸溶液;氯化钠会和一部分副产物反应,生成苯磺酰氯,这不仅减少了副产物的生成,而且还提高了产率;
(3)酸洗:向步骤(2)中反应后的溶液中加入质量浓度为60%的废酸液,在30℃以下恒定温度下以200r/min的速率搅拌酸洗20min,然后静置分层;
(4)水洗:取步骤(3)中酸洗静置后的上层溶液,加入适量蒸馏水洗涤,静置;中层溶液和下层溶液分别收集置入副产物罐和硫酸溶液罐中,其中,硫酸溶液罐中的硫酸溶液可用作酸洗的酸液,实现循环利用;
(5)精馏:取步骤(4)中水洗静置溶液的下层置入精馏釜内,在250℃的温度下减压精馏,收集150℃/-0.098MPa的馏分,为苯磺酰氯纯品。
方法二:工业化生产工艺
当进行生产时,按照进料配比将1120kg氯磺酸(HSO3Cl)放入磺化反应釜,开动搅拌控制搅拌转速为50转/分,向磺化反应釜滴入300kg苯进行磺化反应,苯滴加反应时间3.5小时,控制反应温度25℃;磺化反应生成的磺化液送入水解稀释釜,将30%浓度的588kg的计算量盐酸滴入磺化液,滴加速度先慢后快每小时滴加量50-200kg,控制反应温度小于50℃,水解稀释时间3.5小时,然后将物料静置分层;磺化反应和水解稀释产生的氯化氢气体经降膜式吸收塔吸收,水喷淋量5m3/小时,通过水喷射器使磺化反应、水解稀释反应和氯化氢气体吸收系统始终处于微负压状态,少量的氯化氢尾气再经水喷射器吸收后供降膜式吸收塔吸收用水,整个吸收系统真空度0.01MPa;经过物料静置分层液相分去的60%硫酸送入硫酸贮槽,同时将粗苯磺酰氯送入漂料釜漂洗,漂洗完毕物料送入减压蒸馏釜;经蒸馏釜蒸馏,控制真空度≥0.096MPa,蒸馏温度160-180℃,蒸馏速度130-160kg/小时,蒸馏过程中将头尾料送回漂料釜中继续洗涤,清彻透明的精料即为苯磺酰氯成品。苯磺酰氯成品的质量指标如下:1、含量99.52%,2、游离酸(以HCL计)≤0.1%,3、二苯砜≤0.09%,4、色度(黑曾)≤25。
[1]李映, 李成坤, 张建林, 牟庆平, 吴文雷, & 姚刚等. 一种取代苯磺酰氯的制备方法.
[2] 杨志祥. (2004). 间甲氧基苯磺酰氯合成工艺研究. (Doctoral dissertation, 浙江大学).
[3] 李欣, 沈敏雅, 杨倩, & 蔡天明. (2012). 对甲基苯磺酰氯柱前衍生法测定水中哌嗪%determination of piperazine in water using pre-column derivatization with p-tosyl chloride. 分析试验室, 31(12), 48-52.