氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸鉀等無機堿;所加入堿量,一般 為化合物l_b摩爾量的1. 0-1. 2當量。
[0053] 在一優選的實施方式中,所述重結晶,為化合物1-e與生成的無機鹽的分離,一般 所用溶劑為甲醇、乙醇、乙腈等極性較大的有機溶劑。
[0054] 在一優選的實施方式中,所述甲酰化反應與上述甲酰化反應操作一致。
[0055] 在第三方面,本發明提供一種負載型催化劑,包含載體以及負載在所述載體上的 一種或多種如上所述的化合物。
[0056] 在一優選的實施方式中,所述載體選自活性炭、分子篩、硅膠,優選活性炭,更優選 地所述載體的粒徑為100-4000目。
[0057] 在一優選的實施方式中,所述化合物占負載型催化劑總重的5% -60%,優選 10% -40%,更優選 15% -30%。
[0058] 在第四方面,本發明提供一種制備酰氯的方法,所述方法使用一種或如上所述的 化合物或者如上所述的催化劑作為催化劑催化羧酸與氯化試劑反應,所述方法包括以下步 驟:
[0059] 1)將羧酸加熱至反應所需溫度;
[0060] 2)將一種或多種如上所述的化合物或者如上所述的催化劑加入到羧酸中,混合均 勻;
[0061] 3)恒溫下連續加入氯化試劑,然后保溫反應;
[0062] 4)反應結束后通過脫氣或氣提方式去除反應體系中剩余的氯化試劑及產生的酸 氣;
[0063] 5)固液分離方式分離催化劑和酰氯產品。
[0064] 在一優選的實施方式中,所述反應所需溫度為0_120°C,優選40_90°C,更優選 60-80。。。
[0065] 在一優選的實施方式中,所述氯化試劑選自碳酰氯、亞硫酰氯、磺酰氯、氯甲酸三 氯甲酯(亦稱雙光氣)和雙(三氯甲基)碳酸酯(亦稱三光氣),優選氯化試劑為碳酰氯和 雙(三氯甲基)碳酸酯。
[0066] 在一優選的實施方式中,所述氯化劑為除氯甲酸三氯甲酯和雙(三氯甲基)碳酸 酯以外的氯化劑時加入量至少與羧酸官能團摩爾數等當量,優選1. 05-1. 5當量。
[0067] 在一優選的實施方式中,當所述氯化劑為氯甲酸三氯甲酯時加入量至少為羧酸摩 爾數的1/2當量,優選0. 52-0. 8當量,更優選0. 6-0. 75當量。
[0068] 在一優選的實施方式中,當所述當氯化劑為雙(三氯甲基)碳酸酯時加入量至少 為羧酸摩爾數的1/3當量,優選0. 35-0. 7當量,更優選0. 4-0. 6當量。
[0069] 在一優選的實施方式中,當所述催化劑為非負載型催化劑時,非負載型催化劑量 為羧酸摩爾數的0.05 % -10 %,優選0.2 % -5 %,更優選0.3 % -3 %;當所述催化劑為負載 型催化劑時,負載型催化劑中活性成分量為羧酸摩爾數的〇. 05% -10%,優選0. 2% -5%, 更優選0. 3% -3%。
[0070] 在一優選的實施方式中,所述保溫反應,反應時間為0. 5_30h。
[0071 ] 在一優選的實施方式中,所述催化劑的回收方式為選自壓濾、抽濾、離心、沉降的 固液分離方式,優選在無水條件下的壓濾、抽濾、離心分離。
[0072] 在一優選的實施方式中,所述反應在有溶劑或無溶劑的條件下進行,有溶劑時,所 述溶劑選自以下一種或兩種以上混合溶劑:甲苯、二甲苯、氯苯、苯、氯仿、四氯化碳、正己烷 和環己燒。
[0073] 在一優選的實施方式中,所述方法還包括以下步驟:對催化劑進行回收再利用。
[0074] 在一優選的實施方式中,所述羧酸為C4-C3。的飽和或不飽和的、直鏈或支鏈脂肪羧 酸、芳香羧酸或其混合物。
[0075] 在一優選的實施方式中,所述回收的催化劑可重復利用2-10次,優選3-8次,更優 選4-5次。
[0076] 在第五方面,本發明提供如上所述的化合物或如上所述的負載型催化劑在酰氯制 備中作為催化劑的用途。
[0077] 在一優選的實施方式中,所述負載型催化劑包含載體以及負載在所述載體上的一 種或多種如上所述的化合物,其中所述載體選自活性炭、分子篩、硅膠,優選活性炭,更優選 地所述載體的粒徑為100-4000目。
[0078]在一優選的實施方式中,所述化合物占負載型催化劑總重的5% -60%,優選 10% -40%,更優選 15% -30%。
[0079] 發明效果
[0080] 與酰氯生產中現有催化劑及生產工藝相比,本發明具有以下優點:
[0081] (1)新型催化劑催化活性與常用催化劑N,N-二甲基甲酰胺等的活性相當,保證了 尚催化活性;
[0082] (2)新型催化劑在原料羧酸及產品酰氯中以及極性較小的有機溶劑中均不溶解, 因此在產品中基本無催化劑殘留;
[0083] (3)與現有生產工藝相比,在未經過提純的情況下酰氯產品具有更淺的顏色、更高 的純度,不飽和脂肪酸類或碘值較高的混合脂肪酸做原料時的效果尤為明顯;
[0084] (4)反應結束后催化劑直接從酰氯產品中過濾即可非常容易回收并可重復利用 多次,重復利用過程中催化活性基本保持不變,因此降低了催化劑成本,且減少了固廢的產 生;
[0085] (5)催化劑的回收工藝簡單,便于操作,可實施性較強。
【具體實施方式】
[0086] 本文所用的術語"烷基"指直鏈或支鏈飽和的、含有特定的碳原子(例如1-10個 碳原子,較佳地1-8個碳原子;更佳地1-6個碳原子,更優選1-4個碳原子)的脂族烴類基 團。例如,烷基包括但不限于甲基,乙基,正丙基,異丙基,正丁基,異丁基,叔丁基。
[0087] 本發明中所述的"環烷基"代表含有特定碳原子個數(優選3-20個,更優選3-10 個碳原子)的非芳香性、飽和、環狀的脂肪烴基團。代表性的例子有但不僅限于:環丙基、環 丁基、環戊基、環己基。
[0088] 本發明中所述的"芳基"指的是遵守HUckel規則的且不含有雜原子的環狀芳族 烴,優選C 6-C1。芳基,代表性的例子有但不僅限于苯基、萘基等。
[0089] 本發明中所述的"烷芳基"指的是如上所述的芳基,其芳基上的氫被如上所述的烷 基取代,優選為C 7-C12烷芳基,例如甲苯基、乙苯基等。
[0090] 本發明中所述的"芳烷基"指的是如上所述的烷基,其烷基上的氫被如上所述的芳 基取代,優選為C 7-C12芳烷基,例如芐基、苯乙基等。
[0091] 本發明中所述的"含氮雜環"指的是含有至少一個氮原子和0個、1個或多個其它 雜原子作為環原子的環化合物,所述其它雜原子例如但不限于〇和S,優選為C 5-C12含氮雜 環,例如吡咯烷基、哌嗪基、嗎啉代、哌啶子基和高哌嗪基等。
[0092] 短語〃含氮雜環〃包括含氮雜單環、含氮雜橋環、稠環類、含氮雜芳環,例如苯稠含 氮雜環。所述含氮雜單環的例子例如吡咯烷、哌嗪、嗎啉、哌啶環等。
[0093] 本發明中所述的"含氮雜橋環"指的是含有至少一個氮原子和0個、1個或多個其 它雜原子作為環原子的橋環類化合物(參見邢其毅主編的《基礎有機化學》中橋環化合物 的命名),其中至少一個橋頭原子為氮原子,所述其它雜原子例如但不限于0和S,優選為 C 5-C12含氮雜橋環,例如奎寧、三乙烯二胺、吲哚里西啶、喹諾里西啶等。
[0094] 本發明中所述的"含氮雜芳環"指的是含有至少一個氮原子和0個、1個或多個其 它雜原子作為環原子的芳族環化合物,所述其它雜原子例如但不限于0和S,優選為C 5-C12 含氮雜芳環,例如吡啶、吡咯、二唑、咪唑、異咪唑、三唑、異噁唑、噁唑、噻唑、異噻唑、噁二 唑、噁三唑、吡啶、嘧啶、噠嗪、吡嗪、三嗪、噁嗪、異噁嗪、噁噻嗪等。短語〃含氮雜芳環〃包 括稠環類,例如吲哚基、苯并咪唑、喹啉等。
[0095] 本發明中所述的"酸氣"指的是酰氯化試劑與羧酸發生氯化反應后生成的酸性氣 體,例如當所用氯化試劑為亞硫酰氯時,反應產生的氣體是氯化氫、二氧化硫;當所用氯化 試劑為光氣、氯甲酸三氯甲酯、雙(三氯甲基)碳酸酯時,反應產生的氣體為氯化氫、二氧化 碳等。
[0096] 所述新型催化劑選自結構通式(I )所示的化合物中的一種或幾種的混合物:
[0097]
[0098] 其中R1、R2、R3、R 4、X以及n如上所述。
[0099] 本發明所述的新型催化劑,其特征在于,具有如下結構特點
[0100] (1)催化劑為雙官能團有機小分子化合物;
[0101] (2)催化劑化學結構中含有N,N-二取代甲酰胺結構;
[0102] (3)催化劑化學結構中含有N,N-二取代甲酰胺結構的同時須含有季銨鹽結構,屬 于季銨鹽類化合物;
[0103] (4)催化劑為通式(I )所示的化合物中的單一物質,也可為通式(I )所示的結 構相近的幾種化合物的混合物;
[0104] (5)此類催化劑可負載于載體表面使用,也可單獨使用。
[0105] 所述的新型催化劑為選自結構通式(I)的化合物,R\R2、R3可相同或不同,選自 C1-C4的直鏈或支鏈烷基、C3-Ci。的環烷基、C6-(;。芳基、C7-c12烷芳基或C7-(:12芳烷基;優選 地,R1、R2、1?3為Ci-C4的直鏈或支鏈烷基、C7-C12芳烷基,優選為Ci-C4的直鏈烷基,更優選為 甲基、乙基或芐基。
[0106] 或者R1、R2、R3中的兩個與它們所連接的N原子一起形成C 5-C12^氮雜環,包括含 氮雜單環、橋環,R1、R2、R 3中剩余的一個為C i-C4的直鏈或支鏈烷基。優選R \ R2、R3中的兩 個與它們所連接的N原子一起形成吡咯烷環、嗎啉環、哌啶環或吡咯環,R 1、R2、R3中剩余的 一個基團為甲基。
[0107] 或者R\R2、R3與它們所連接的N原子一起形成C 5-(:12含氮雜環,包括含氮雜橋環、 芳環,其中雜環中的碳氮雙鍵視為氮原子上連接兩個取代基。
[0108] 優選地,R\R2、R3與它們所連接的N原子一起形成吡啶環;還優選R \R2、R3與它們 所連接的N原子一起形成奎寧環、三乙烯二胺環;
[0109] 所述通式(I )結構的化合物中,R4SC1-C4的直鏈或支鏈烷基、C ^C1。的環烷基、 C6-C1。芳基、C 7-C12烷芳基或C 7-(:12芳烷基。R4優選為C ^C4的直鏈烷基,更優選為甲基。
[0110] 所述通式(I )結構的化合物,其中X為無機酸或有機酸的陰離子,主要為氯離 子(Cl )、溴離子(Br )、碘離子(I )、氟離子(F )、對甲苯磺酸根(OTs )、硝酸根(NO3)、四氟 硼酸根(BF4 )、三氟醋酸根(CF3COO )、三氟甲磺酸根(CF3SO3 )、硫氰酸根(SCN )、甲磺酸根 (CH3SO3)以及其它能夠在酰氯制備過程中與含有HC1、酰氯以及氯化試劑環境下發生陰離 子交換反應而生成X為Cl的陰離子。
[0111] 所述通式(I )結構的化合物,n為1-17的正整數,即n為1,2, 3,4, 5,6, 7,8,9, 10,11,12,13,14,15,16,17,其中n優選1-5的正整數,更優選1-2的正整數。
[0112] 所述新型催化劑,可為通式(I )所示的化合物中的單一物質,也可為通式(I ) 所示的結構相近的幾種化合物的混合物,混合物中的各組分可以任意比例混合。
[0113] 在本發明的一個具體實施方案中,所述催化劑為:
[0115] 所述新型催化劑可以直接用于酰氯制備過程中,也可負載于載體表面做成負載型 催化劑用于酰氯制備過程中。
[0116] 對于所述