苯甲酰氯的合成方法

苯甲酰氯的合成方法

摘要叙述了苯甲酰氯的物理性质和化学性质，介绍了实验室中合成苯甲酰氯和工业生产苯甲酰氯的方法，探讨了苯甲酸与三氯苄在三氯化铁催化剂作用下反应制备苯甲酰氯时影响苯甲酰氯产率的主要因素, 确定了最适宜的反应条件,即：苯甲酸与三氯苄配比以1：1为最佳，反应温度控制在110℃左右时为宜，使用三氯化铁为催化剂苯甲酰氯的产率最高，催化剂的用量以0.25 % 为宜，反应时间以60分钟为最好。

关键词苯甲酰氯；合成；苯甲酸

Synthesis Methods of Benzoyl Chloride Abstract Describes the physical and chemical properties of benzoyl chloride, introduced the methods of laboratory synthesis of benzoyl chloride and industrial production of benzoyl chloride, discussed the main factors effecting benzoyl chloride production in reaction preparation of benzoyl chloride of benzoic acid and benzyl trichloride under the action of catalyst of ferric chloride, determined the optimum reaction conditions, that is:benzoic acid and benzyl trichloride ratio of 1:1 is the best, reaction temperature control at 110 degrees Celsius is appropriate, the rate of benzoyl chloride is highest when using ferric chloride as catalyst, the appropriate amount of catalyst is 0.25 %, the reaction time is 60minutes for the best.

Keywords Benzoyl chloride; Synthesis; Benzoic acid

1 前言

苯甲酰氯是重要的有机合成中间体,广泛地应用于农药、医药、香料和助剂等的合成中。苯甲酰氯还是重要的苯甲酰化和苄基化试剂。苯甲酰氯主要用于生产过氧化苯甲酰、二苯酮类化合物、苯甲酸苄酯等重要化工原料。

2 苯甲酰氯的物理性质苯甲酰氯是一种无色透明液体。有强烈的刺激气味。熔点- 1. 0 ℃,沸点197. 2 ℃,相对密度1. 2120 (20 ℃)。苯甲酰氯能够燃烧,遇水、氨水或乙醇逐渐分解成苯甲酸、苯甲酰胺或苯甲酸乙酯和盐酸。

3 苯甲酰氯的化学性质苯甲酰氯较脂肪族酰氯稳定,但由于其中含有较活泼的氯,故决定了其化学活泼性很强,主要用作苯甲酰化剂。苯甲酰氯可以发生水解作用、还原反应、胺化反应、酯化反应、缩合反应、氯化反应等化学反应。

4 苯甲酰氯的实验室合成法

目前常用的合成苯甲酰氯的方法主要有以下几种：

4.1 三光气与苯甲酸室温下合成苯甲酰氯

在氮气保护下，将15g(0.05mol)三光气和6.1g(0.05mol)苯甲酸置于100mL三颈瓶中，四氢呋喃作溶剂，冰浴5℃以下，滴加吡啶与三乙胺混合溶液1.5g，搅拌，室温反应20h，室温冷凝8h，抽滤得到淡黄色溶液，减压蒸馏得无色液体，即为苯甲酰氯。

优点：三光气是一种非常活泼的酰化剂，使用方便、毒性较小、污染较低。本法优点是操作安全可靠、后处理简单，属于绿色化学。

4.2 甲苯与氯气在光照下生成三氯苄，三氯苄再与醋酸在硫酸催化条件下生成苯甲酰氯

本法需要改进之处：用硫酸催化会腐蚀设备, 副反应多,后处理复杂, 并产生大量含酸废水、废气, 对环境污染大。

4.3 苄川三氯在ZnCl2或AlCl3、FeCl3催化下水解

4.4 三氯苄先水解成苯甲酸再与三氯苄反应生成苯甲酰氯

本法需要改进之处：反应路线及反应时间较长, 产率低,产生的废气量特别大, 并且用价格昂贵的三氯苄水解得到价格相对低廉的苯甲酸, 经济效益差。

4.5 在催化剂氯化锌作用下, 苯甲酸和三氯甲苯共热生成苯甲酰氯

4.6 苯甲酸与五氯化磷或亚硫酰氯反应

4.7 苯甲酸与光气反应

本法需要改进之处：副反应多, 后处理复杂, 原料碳酰氯（光气）有剧毒, 易燃易爆, 运输困难, 生产条件恶劣。

4.8 苄川三氯与苯甲酸和醋酸共热

4.9 苯甲醛和四氯化碳相互作用

4.10 苯甲醛和氯气作用

4.11 苯甲醇于130～200℃被氯化生成苯甲酰氯

5 苯甲酰氯的工业生产方法

将苯甲酸投入反应锅中,加热熔融,于140～150 ℃通入光气,反应尾气中含氯化氢和未反应的光气,用碱处理后放空, 反应终点时温度- 2～-3 ℃,赶气操作后减压蒸馏得成品。工业品为微黄色透明液体,即为苯甲酰氯。

6 结果与讨论

6.1 主要讨论苯甲酸与三氯苄在三氯化铁催化剂作用下反应制备苯甲酰氯时影响苯甲酰氯产率的因素

6.1.1 原料配比

当苯甲酸与三氯苄配比过高时，易生成氯化氢放出，使氯元素的有效利用率降低，当苯甲酸与三氯苄配比过低时虽然苯甲酰氯的产率较高，但由于三氯苄价格较贵, 此种方法不可取。因此苯甲酸与三氯苄配比以1：1为最佳。

6.1.2 反应温度

反应温度对产率有明显影响。随着反应温度的升高, 苯甲酰氯的产率也相应提高,但120℃以上时, 产率反而下降，故温度控制在110℃左右时为宜。

6.1.3 催化剂的选择

实验证明，使用三氯化铁为催化剂苯甲酰氯的产率最高。

6.1.4 催化剂用量

用三氯化铁为催化剂，发现催化剂用量的提高能提高产率，但催化剂也不宜使用过多，太多

了会使溶液粘度增大，从而使分离难度变大。实验表明, 催化剂的用量以0.25 % 为宜。

6.1.5 反应时间

反应时间对产率也有很大影响，反应时间的变长会让反应更充分，苯甲酰氯的产率也就变高，但当反应时间达到70分钟以上时产率不再提高, 甚至还会降低，反应时间以60分钟为最好。