CN103012124B

CN103012124B - 3,6-二氯-2-羟基苯甲酸的制备方法

Info

Publication number: CN103012124B
Application number: CN201210576202.1A
Authority: CN
Inventors: 章国林; 陈俊; 倪航程; 俞永平
Original assignee: Zhejiang University ZJU
Current assignee: Zhejiang University ZJU
Priority date: 2012-12-26
Filing date: 2012-12-26
Publication date: 2015-03-25
Anticipated expiration: 2032-12-26
Also published as: CN103012124A

Abstract

本发明公开了一种3,6-二氯-2-羟基苯甲酸的制备方法，依次包括以下步骤：1）、2,5-二氯苯酚成盐；2）、羧化：将2,5-二氯苯酚盐溶液转移至高压反应釜内，加入共催化剂，然后通入CO₂进行高压羧化反应，得含有3,6-二氯-2-羟基苯甲酸盐的反应产物；共催化剂由碳酸钾和活性炭组成；3）、精制：将步骤2）所得的含有3,6-二氯-2-羟基苯甲酸盐的反应产物冷却至室温后，加入碱溶液，调节pH至11~13，搅拌均匀，过滤回收活性炭，滤液分层后取水相；在水相中加入酸溶液，调节pH至1~3，经水汽蒸馏回收2,5-二氯苯酚后，冷却结晶、抽滤干燥，得3,6-二氯-2-羟基苯甲酸。

Description

3,6-二氯-2-羟基苯甲酸的制备方法

技术领域

本发明属于麦草畏中间体生产工艺，涉及一种3,6-二氯-2-羟基苯甲酸的合成方法。

背景技术

3,6-二氯-2-羟基苯甲酸、3,6-二氯水杨酸，英文名3,6-Dichlorosallicylic Acid，结构式：

。

3,6-二氯-2-羟基苯甲酸是制备农药除草剂麦草畏（3,6-二氯-2-甲氧基苯甲酸）的中间体。麦草畏是由原美国西贝尔化学公司首先开发出来的一种安息香酸系列除草剂。随着氯磺隆和甲磺隆制剂的禁用和限制使用，麦草畏的需求量将越来越大，市场前景看好。目前，麦草畏的全球销量在1.5万t/年左右，其生产主要集中在德国的BASF公司以及瑞士的Sandoz公司，国内主要是浙江升华拜克生物股份有限公司以及扬农化工。

目前合成3,6-二氯-2-羟基苯甲酸的工艺一般是溶剂高压羧化法，即klobe-schmitt反应。即在碱性条件下，2,5-二氯苯酚形成酚盐，然后在有机溶剂中，加入催化剂，通入CO₂进行羧化反应，生成3,6-二氯-2-羟基苯甲酸盐，最后将反应混合物加水分层后，水相产品加入酸进行酸化，水蒸气蒸馏分离回收未反应的2,5-二氯苯酚，抽滤烘干则得到纯净的3,6-二氯-2-羟基苯甲酸固体。反应共分为三步：

在kolbe-schmitt反应中，由酚盐进行高压羧化的反应中经常用到碳酸钾或是碳酸钠来作为催化剂。而对于2，5-二氯苯酚盐，用碳酸钾作为催化剂比用碳酸钠的效果要好很多。因此，目前在kolbe-schmitt反应工业化生产3,6-二氯-2-羟基苯甲酸中，用碳酸钾作为催化剂来催化羧化反应。

现有的技术尽管从不同的方面改进3,6-二氯-2-羟基苯甲酸的生产工艺，其中主要是集中在提高反应的收率以及降低反应成本两方面来进行。在现有的技术中，该反应的收率在45%左右，要提高收率对工艺化生产的要求很高，工业上很难实现。在该反应中，未反应的原料可以水蒸气蒸馏回收，而其他的原料都相对比较便宜，因此催化剂碳酸钾的消耗在该反应的成本中占了很大的一部分比例。因此，如果降低碳酸钾的用量，就能降低该反应的成本，从而降低除草剂麦草畏的生产成本。但是，按照现有技术，如果降低碳酸钾的用量，会导致出现反应收率降低的不良结果。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种成本低廉、收率较高的3,6-二氯-2-羟基苯甲酸的制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种3,6-二氯-2-羟基苯甲酸的制备方法，依次包括以下步骤：

1）、2,5-二氯苯酚成盐：

将2,5-二氯苯酚溶解于碱溶液中进行成盐反应，然后加入有机溶剂混合均匀，得混合液；将混合液进行脱水处理，得到2,5-二氯苯酚盐溶液； 2,5-二氯苯酚与碱的摩尔比为1:0.9~1.1 ；

2）、羧化：

将2,5-二氯苯酚盐溶液转移至高压反应釜内，加入共催化剂，然后通入CO₂进行高压羧化反应，得含有3,6-二氯-2-羟基苯甲酸盐的反应产物；反应温度为140~160℃，反应压力为6~8Mpa，反应时间为6~12h；共催化剂由碳酸钾和活性炭组成，碳酸钾与2,5-二氯苯酚的质量比为0.01~0.2:1（较佳为0.04~0.1:1）；活性炭与2，5-二氯苯酚的质量比为0.01~0.2：1（较佳为0.04~0.2:1）；

3）、精制：

将步骤2）所得的含有3,6-二氯-2-羟基苯甲酸盐的反应产物冷却至室温（一般指10~25℃）后，加入碱溶液，调节pH至11~13（较佳为pH12左右），搅拌均匀，过滤回收活性炭，滤液分层后取水相；在水相中加入酸溶液，调节pH至1~3，经水汽蒸馏回收2,5-二氯苯酚后（水蒸气蒸馏，直至不再有2,5-二氯苯酚蒸出），冷却后自然结晶、抽滤干燥，得3,6-二氯-2-羟基苯甲酸。

作为本发明的3,6-二氯-2-羟基苯甲酸的制备方法的改进：步骤1）中：混合液加热升温至140~145℃，从而实现共沸脱水，直至无水分蒸出，脱水结束；得到2,5-二氯苯酚盐溶液。

作为本发明的3,6-二氯-2-羟基苯甲酸的制备方法的进一步改进：步骤1）中：有机溶剂为高沸点溶剂；

高沸点溶剂为甲苯、二甲苯、二甲基亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、正辛醇。更优选二甲苯。

作为本发明的3,6-二氯-2-羟基苯甲酸的制备方法的进一步改进：步骤1）中：碱为氢氧化钠或氢氧化钾。优选为氢氧化钾。

在本发明的步骤3）中，用于调节pH的碱溶液为氢氧化钠溶液，酸溶液为盐酸溶液（例如为浓盐酸）。

本发明步骤2）中羧化反应的具体工艺操作和控制条件具体为：将2，5-二氯苯酚盐溶液转移至高压反应釜中，然后加入共催化剂，打开进气阀通入CO₂排除釜内空气，排气完毕后将反应釜加热升温，同时开启搅拌，并向釜内通入一定量的CO₂，使釜内温度和压力分别稳定在140~160℃和6~8Mpa，在此状态下反应6-12h。

本发明提供的是一种在碳酸钾（K₂CO₃）、活性炭共催化下，2,5-二氯苯酚盐与CO₂通过klobe-schmitt反应制备3,6-二氯-2-羟基苯甲酸的技术。在本发明中，步骤3）中回收的活性炭可循环使用。

备注说明：在精致步骤中，由于需要加入碱溶液和酸溶液来相应的调节pH，因此碳酸钾无法得到回收。

本发明提供的3,6-二氯-2-羟基苯甲酸制备方法，具有以下特点：

1、用较少量的碳酸钾和活性炭代替目前生产中使用的碳酸钾，碳酸钾的用量为目前生产中使用的碳酸钾的1/5，从而降低生产成本。

2、共催化剂中的活性炭可以循环使用。

综上所述，本发明以K₂CO₃、活性炭组成的共催化剂催化kolbe-schmitt羧化反应，代替传统生产中使用用量比较大的碳酸钾，从而降低生产成本。以K₂CO₃、活性炭共催化剂合成3,6-二氯-2-羟基苯甲酸的方法未见文献报道。

具体实施方式

下面将通过实施例对本发明进一步的说明。

以下本发明涉及的百分数均为质量百分数。

实施例1、一种3,6-二氯-2-羟基苯甲酸的制备方法，依次进行以下步骤：

1）、在1000ml的三口烧瓶中称取146g（0.83 mol）2,5-二氯苯酚（95%的纯度）溶解于98gKOH的水溶液（质量浓度48%，含0.84mol的KOH）中，再加入640ml二甲苯作为溶剂混合均匀，升温加热142~145℃，用分水器脱水直至基本无水分蒸出，得2,5-二氯苯酚钾溶液。

2）、将上述步骤1）所得的2,5-二氯苯酚钾溶液转移至高压反应釜，然后加入12gK₂CO₃和14g活性炭作为共催化剂，向高压釜中充CO₂至3Mpa，待稳定后放空，连续相同操作3次，从而充分置换釜中的空气；然后充CO₂至5Mpa，并加热；最后，控制反应温度为145℃，反应压力为6Mpa，进行羧化反应，反应时间为12h。反应结束后，得含有3,6-二氯-2-羟基苯甲酸钾的反应产物。

3）、上述含有3,6-二氯-2-羟基苯甲酸钾的反应产物冷却至室温后，加入155ml 40%的NaOH的水溶液和350ml水，此时pH约为12，充分搅拌后过滤，得滤饼和滤液；滤饼干燥后即得回收的活性炭，重13.8g，可循环使用。滤液分成位于上层的有机相和位于下层的水相，然后取水相，用质量分数为36%的浓盐酸调节水相的pH至1，然后水汽蒸馏（调节温度为140℃），直至蒸出的水澄清，即不再有2,5-二氯苯酚蒸出，冷却至室温后自然结晶，所得晶体经抽滤和烘干（于60℃烘干至恒重）后，得到3,6-二氯-2-羟基苯甲酸固体80.4g（0.388mol），计算收率为46.6%。水蒸气蒸馏的馏分经过滤干燥后得到3，5-二氯苯酚固体72.5g（0.434mol），原料的回收率为52.3%。计算原料和产物总的收率为98.9%。

实施例2

将实施例1中的活性炭14g改成回收得到的活性炭13.8g（实施例1所得）+0.2g活性炭，其余同实施例1。结果为：

回收得到活性炭13.9g，回收得到3,5-二氯苯酚73g（0.437mol），计算回收率为52.7%。得到3,6-二氯-2-羟基苯甲酸固体80g（0.386mol），计算收率为46.5%。计算原料和产物总的收率为99.2%。

实施例3

将实施例1中的活性炭14g改成回收得到的活性炭13.9g（实施例2所得）+0.1g活性炭，其余同实施例1。结果为：

回收得到活性炭13.9g，回收得到3,5-二氯苯酚72.1g（0.432mol），计算回收率为52.0%。得到3,6-二氯-2-羟基苯甲酸固体80.8g（0.390mol），计算收率为47.0%。计算原料和产物总的收率为99.0%。

实施例4

将实施例1中的活性炭14g改成回收得到的活性炭13.9g（实施例3所得）+0.1g活性炭，其余同实施例1。结果为：

回收得到活性炭13.7g，回收得到3,5-二氯苯酚74g（0.443mol），计算回收率为53.4%。得到3,6-二氯-2-羟基苯甲酸固体78.9g（0.381mol），计算收率为45.9%。计算原料和产物总的收率为99.3%。

对比例 1 、

将实施例1中的作为共催化剂的12gK₂CO₃和14g活性炭改成60g碳酸钾，相应的步骤3）中的“充分搅拌后过滤，得滤饼和滤液；滤饼干燥后即得回收的活性炭，重13.8g，可循环使用；滤液分成位于上层的有机相和位于下层的水相”变成“充分搅拌后，自然形成位于上层的有机相和位于下层的水相”。其余同实施例1。最后得到3,6-二甲基-2-羟基苯甲酸固体80.4g（0.388mol），计算收率为46.6%。回收的3,5-二氯苯酚固体为72.1g（0.432mol），回收率为52.0%。计算原料和产物总的收率为98.6%。

对比例2、

取消实施例1中的作为共催化剂的12gK₂CO₃和14g活性炭的使用，相应的步骤3）中的“充分搅拌后过滤，得滤饼和滤液；滤饼干燥后即得回收的活性炭，重13.8g，可循环使用；滤液分成位于上层的有机相和位于下层的水相”变成“充分搅拌后，自然形成位于上层的有机相和位于下层的水相”。其余同实施例1。最后得到3,6-二氯-2-羟基苯甲酸固体58.2g（0.281mol），计算收率为33.9%。回收的3,5-二氯苯酚固体为88.2g（0.426mol），回收率为63.6%。计算原料和产物总的收率为97.5%

对比例3、

取消实施例1中的14g活性炭的使用，即仅仅将12gK₂CO₃作为催化剂，相应的步骤3）中的“充分搅拌后过滤，得滤饼和滤液；滤饼干燥后即得回收的活性炭，重13.8g，可循环使用；滤液分成位于上层的有机相和位于下层的水相”变成“充分搅拌后，自然形成位于上层的有机相和位于下层的水相”。其余同实施例1。最后得到3,6-二氯-2羟基苯甲酸固体68.7g（0.332mol），计算收率为40%。回收的3,5-二氯苯酚固体为81.4g（0.487），回收率为58.7%。计算原料和产物总的收率为98.7%。

对比例4、

取消实施例1中的14g活性炭的使用，将K₂CO₃的重量由12g改成26g，相应的步骤3）中的“充分搅拌后过滤，得滤饼和滤液；滤饼干燥后即得回收的活性炭，重13.8g，可循环使用；滤液分成位于上层的有机相和位于下层的水相”变成“充分搅拌后，自然形成位于上层的有机相和位于下层的水相”。其余同实施例1。最后得到3,6-二氯-2羟基苯甲酸固体72.1g（0.348mol），计算收率为42%。回收的3,5-二氯苯酚固体为74.3g（0.445mol），回收率为53.6%。计算原料和产物总的收率为95.6%。

对比例 5、

将实施例1中的作为共催化剂的12gK₂CO₃和14g活性炭改成12gK₂CO₃和28g活性炭，其余同实施例1。回收得到活性炭27.6g。得到3,6-二氯-2-羟基苯甲酸固体78.9g（0.381mol），计算收率为45.9%。回收得到3，5-二氯苯酚72.1g（0.432mol），计算回收率为52.0%。计算原料和产物总的收率为97.9%。

对比例 6、

将实施例1中的作为共催化剂的12gK₂CO₃和14g活性炭改成12gK₂CO₃和7g活性炭，其余同实施例1。回收得到活性炭6.9g。得到3,6-二氯-2-羟基苯甲酸固体73.7g（0.356mol），计算收率为42.9%。回收得到3，5-二氯苯酚76.3g（0.457mol），计算回收率为55.1%。计算原料和产物总的收率为98.0%。

对比例 7、

将实施例1中的作为共催化剂的12gK₂CO₃和14g活性炭改成6gK₂CO₃和14g活性炭，其余同实施例1。回收得到活性炭13.8g。得到3,6-二氯-2-羟基苯甲酸固体74g（0.357mol），计算收率为43.1%。回收得到3，5-二氯苯酚75.4g（0.451mol），计算回收率为54.4%。计算原料和产物总的收率为97.5%。

最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的若干个具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims

1.3,6-二氯-2-羟基苯甲酸的制备方法，其特征是依次包括以下步骤：

1)、2,5-二氯苯酚成盐：

将2,5-二氯苯酚溶解于碱溶液中进行成盐反应，然后加入有机溶剂混合均匀，得混合液；将混合液进行脱水处理，得到2,5-二氯苯酚盐溶液；所述2,5-二氯苯酚与碱的摩尔比为1:0.9～1.1；

2)、羧化：

将2,5-二氯苯酚盐溶液转移至高压反应釜内，加入共催化剂，然后通入CO₂进行高压羧化反应，得含有3,6-二氯-2-羟基苯甲酸盐的反应产物；反应温度为140～160℃，反应压力为6～8Mpa，反应时间为6～12h；所述共催化剂由碳酸钾和活性炭组成，所述碳酸钾与2,5-二氯苯酚的质量比为0.04～0.1:1，所述活性炭与2，5-二氯苯酚的质量比为0.04～0.2:1；

3)、精制：

将步骤2)所得的含有3,6-二氯-2-羟基苯甲酸盐的反应产物冷却至室温后，加入碱溶液，调节pH至11～13，搅拌均匀，过滤回收活性炭，滤液分层后取水相；在水相中加入酸溶液，调节pH至1～3，经水汽蒸馏回收2,5-二氯苯酚后，冷却结晶、抽滤干燥，得3,6-二氯-2-羟基苯甲酸。

2.根据权利要求1所述的3,6-二氯-2-羟基苯甲酸的制备方法，其特征是步骤1)中：混合液加热升温至140～145℃，从而实现共沸脱水，直至无水分蒸出，脱水结束；得到2,5-二氯苯酚盐溶液。

3.根据权利要求1或2所述的3,6-二氯-2-羟基苯甲酸的制备方法，其特征是步骤1)中：所述有机溶剂为高沸点溶剂；

所述高沸点溶剂为甲苯、二甲苯、二甲基亚砜、N,N-二甲基甲酰胺或正辛醇。

4.根据权利要求3所述的3,6-二氯-2-羟基苯甲酸的制备方法，其特征是步骤1)中：碱为氢氧化钠或氢氧化钾。