[发明专利]一种苄叉二氯酸解反应联产苯甲醛和酰氯的催化剂和工艺

说明书

技术领域

本发明属于化工领域，涉及一种苄叉二氯酸解反应联产苯甲醛和酰氯的催化剂和工艺，具体的说，涉及一种苄叉二氯酸解反应联产苯甲醛和酰氯的杂原子分子筛催化剂以及苄叉二氯和有机酸在该杂原子分子筛催化剂作用下，苄叉二氯发生酸解反应联产苯甲醛和酰氯的方法。

背景技术

酰氯是一类重要的羧酸衍生物，可发生水解、醇解、氨(胺)解、与有机金属试剂反应、还原反应、α氢卤化等多种反应，在一些羧酸不能进行或进行非常缓慢的反应中，羧酸制成酰氯可以使反应活性和产率大大提高，是合成医药、农药等的重要化工中间体。苯甲醛也广泛应用于医药、农药、染料、香料等行业，如制造氨苄青霉素、尼卡地平等医药，制造除草剂野燕枯及杀虫剂除虫菊酪类等农药，制造三苯甲烷、孔雀绿等染料，制造肉桂醛及其酯类香料。

目前，酰氯的生产主要采用有机酸氯化法，需要使用氯化亚砜、三氯化磷、五氯化磷等氯化试剂(信建峰，马吉海，张树芬等.酰氯制备方法综述.河北化工，2006，29(11)：16-19.)。一方面所用氯化试剂均为剧毒有害物质，另一方面反应生成大量副产物，如氯化亚砜作为氯化试剂副产大量氯化氢和二氧化硫，三氯化磷作为氯化试剂副产亚磷酸，五氯化磷法副产三氯氧磷，上述副产物不仅增加了原料消耗和分离成本，而且影响产品质量。苯甲醛一般采用甲苯氯化水解法生产，即甲苯侧链氯化生成苄叉二氯，然后催化水解生成苯甲醛。该方法的反应条件温和，产品纯度高，工艺设备简单，但是苄叉二氯中的两个氯原子没有进入目标产物苯甲醛中，全部转变成了氯化氢副产物。苯甲醛的另外一种制备方法是在甲苯氧化合成苯甲酸过程中，作为副产物分离提纯得到。从上述酰氯和苯甲醛的生产工艺可以看出，酰氯和苯甲醛两个产品是分别采用相互独立的两种不同生产工艺生产得到的，且均有低附加值副产物生成，反应的原子经济性低，原料成本高，且容易造成对环境的影响。

一种提高酰氯合成过程经济性的方法是采用高级氯化试剂，在酰氯制备的同时副产出高附加值产品。美国专利US3691217报道了有机酸与具有二氯甲基或三氯甲基类化合物发生酸解反应联产酰氯和苯甲醛或苯甲酰氯类化学物的方法。

其反应的方程式为：

但是现有报道的联产工艺都是采用Lewis酸催化剂，如美国专利US6605743B1报道了苄川三氯和特戊酸在FeCl₃催化剂作用下合成特戊酰氯和苯甲酰氯的方法，美国专利US5493054也报道了苄川三氯和三氟乙酸在FeCl₃催化剂作用下合成全氟酰氯和苯甲酰氯的方法，李树安(李树安.苯甲醛和酰氯联产最佳反应条件的研究.淮海工学院学报，1999，8(4)：36-38.)报道了在FeCl₃、ZnCl₂和SnCl₄等催化剂存在下，苄叉二氯和不同有机酸反应联产有机酰氯与苯甲醛的方法。

上述以氯化物为主的Lewis酸催化剂均溶于反应体系，是一个均相催化过程，虽然转化率较高，但是反应过程易生成胶状物，反应液颜色发黑，影响产品收率和质量，而且催化剂与反应产物分离困难，产生大量含重金属离子的有毒废水。

发明内容

本发明的目的是提供一种苄叉二氯和有机酸发生酸解反应联产苯甲醛和酰氯的催化剂。

本发明另一个目的是提供苄叉二氯和有机酸在上述杂原子分子筛催化剂作用下，苄叉二氯发生酸解反应联产苯甲醛和酰氯的方法。

本发明的目的是通过下列技术方案实现的：

一种苄叉二氯酸解反应联产苯甲醛和酰氯的催化剂，该催化剂是一种杂原子分子筛催化剂。

其中分子筛为硅铝分子筛、磷铝分子筛、全硅分子筛类型中的一种；杂原子选自I B族、IIB族、IIIB族到VIII族的过渡元素，以及IIIA族和IVA族元素。

所述的催化剂，其中硅铝分子筛为X、Y、β、ZSM系列分子筛中的一种，磷铝分子筛为AlPO、SAPO系列分子筛中的一种，全硅分子筛为MCM系列、SBA系列分子筛中的一种。

所述的催化剂，其中杂原子分子筛催化剂中杂原子质量与分子筛质量比为1∶100～50∶100。

利用上述的催化剂进行苄叉二氯酸解反应联产苯甲醛和酰氯的方法，该方法是以苄叉二氯和有机酸在杂原子分子筛催化剂作用下，苄叉二氯发生酸解反应联产酰氯和苯甲醛。

所述的方法，其中与苄叉二氯进行酸解反应的有机酸为含1个碳原子到18个碳原子的脂肪酸、芳香酸、或者它们相应卤素原子取代的有机酸。