[发明专利]用于制备4-氯乙酰乙酰氯、4-氯乙酰乙酸酯、4-氯乙酰乙酰胺和4-氯乙酰乙酰亚胺的方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于制备4-氯乙酰乙酰氯、4-氯乙酰乙酸酯、4-氯乙酰乙酰胺和4-氯乙酰乙酰亚胺的方法。

背景技术

用于制备4-氯乙酰乙酰氯（4-氯-3-氧丁酰氯）和由4-氯乙酰乙酰氯获得的酯的方法是本领域已知的。在具体方法中，通过使氯气与双烯酮（4-亚甲基氧杂环丁烷-2-酮）反应而获得4-氯乙酰乙酰氯。

反应放热发生，因此需要冷却。反应产物对热相对敏感，如果温度局部或整体偏离给定范围，则观察到不希望的副产物的形成以及分解。例如，不希望的反应产物可为区域异构体（如2-氯乙酰乙酰氯）或过度氯化的产物（如二卤化或三卤化化合物，如2,4-二氯乙酰乙酰氯或2,2,4-三氯乙酰乙酰氯）。因此，难以确定获得高产率的有效制备条件。

JP 113 824提出了一种方法，其中将双烯酮溶解于溶剂中，并在冷却下使其与氯在柱反应容器中反应。氯气以连续流或逆流的方式进料至柱中。然而，获得小于90%的选择性。

一种无溶剂方法由US 4,468,356公开，根据US 4,468,356，双烯酮喷雾在80℃至210℃之间的温度下在反应区中与氯气连续接触。随后，使中间产物经受使用乙醇的酯化反应。然而，总产率低于80%，因此相对较低，这可能是由于中间产物暴露于相对较高的温度。此外，反应仅在实验室规模下使用少量的起始化合物进行。

以实验室规模由双烯酮和氯制备氯代乙酰乙酸的反应公开于US3,950,412和US 3,701,803中。在US 4,473,508中，讨论了US 3,701,803的方法。发明人断定，由于与热传递相关的问题，扩大规模是不可能的。为了在增大规模下提供有效反应，提出在管式反应器中使双烯酮在惰性溶剂中的溶液与氯溶解于惰性溶剂中的溶液反应。根据实施例6，酰氯中间体可以以98%的产率制得。然而，所述方法效率相对较低，因为两种起始化合物均在相对大量的溶剂中稀释。因此，全部反应需要大量的溶剂，因此需要大的反应器和设备以及更多的能量用于冷却。当增加反应器的体积时，产率“显著”下降，且选择性相对较低（US4,473,508，实施例7）。因此，合意的是提供一种更有效的方法，所述方法需要更少的溶剂，并在大的规模下更具选择性和更有效。

一种用以由双烯酮和氯制备乙基-4-氯乙酰乙酸酯的实验室方法由Pan等人的Shandong Huagong 2007，36(10)4-6公开。在该方法中，提出使用约24至28重量%的相对较高浓度的双烯酮。然而，酯的产率仅为约80%，且反应以小规模在反应烧瓶中进行，没有关于如何解决在增大规模下的热传递问题的任何建议。

本领域已知的方法就过程安全性而言也是成问题的。特别是当以工业规模进行时，反应需要大量的氯和双烯酮。这些物质是高度反应性的，并且当吸入时是危险的。当反应器损坏或者当过程受到干扰并失控时，反应物可损害对环境中的人，并爆炸。因此，工业扩大规模（如果有的话）仅在严格的安全防范下才是可能的。

本发明的根本问题

本发明的根本问题在于提供一种用于制备4-氯乙酰乙酰氯的方法以及可由其获得的反应产物，所述方法克服了上述问题。所述方法应该以高产率和选择性提供反应产物。所述方法应该可在大的工业规模下作为连续方法应用。特别地，反应效率应该高，且溶剂消耗应该低。

本发明的另一根本问题在于提供一种工业规模的方法，所述方法相对安全，并降低了与处理大量的氯和双烯酮相关的潜在危险。

发明内容

出乎意料地，本发明的根本问题由根据权利要求书所述的方法解决。另外的本发明的实施方案在整个说明书中公开。

本发明的主题为一种用于制备4-氯乙酰乙酰氯的方法，所述方法包括如下步骤：

(a)将双烯酮和氯进料至薄膜反应器，以及

(b)使双烯酮与氯反应以获得4-氯乙酰乙酰氯。

根据本发明，发现双烯酮与氯之间的高度有效的反应可在薄膜反应器中进行。在将双烯酮和氯进料至薄膜反应器中之后，它们在薄膜反应器中反应。4-氯乙酰乙酰氯作为反应产物形成，并可从反应器中移出。

在本发明的一个优选实施方案中，在步骤（a）中，将双烯酮以与有机溶剂的混合物的形式进料至反应器中。所述混合物优选为双烯酮在有机溶剂中的溶液。