4-正丁基苯甲酰氯的合成研究

刘学峰

（江苏道博化工有限公司，江苏连云港222525）

4-正丁基苯甲酰氯属精细化学品，是一种重要的医药和材料中间体，广泛应用于合成4-丁基溴化苄[1]、4'-丁基苯乙酮、4-正丁基苯甲酸-4'-正辛氧基苯基酯、4-丁基苯甲酸甲酯、1-正丁基-4-[(4-正丁基苯基)乙炔基]苯等重要化学品[2]。

目前工业上生产4-正丁基苯甲酰氯的主要方法为：丁苯和过量的草酰氯在催化剂三氯化铝的参与下合成目标产物[3,4]。

但是草酰氯为发烟液体，具有刺激性气味，遇到潮气会发生分解生成HCl、CO等有毒气体，因此草酰氯属于危险化学品原料，对回收草酰氯所用设备具有较高要求。另外，副产物中有少量高毒的光气产生，遇潮后具有强烈的腐蚀性，对设备损害大。因此，生产过程安全性差、对环境危害大、对设备要求高。

本文旨在解决上述技术存在的不足之处，提供一种环境友好型、安全性高、产品质量高、收率高的4-正丁基苯甲酰氯的绿色生产方法。

1 实验部分

1.1 试剂

4-正丁基甲苯（AR）：苏州维他化学有限公司；过氧化二苯甲酰（BPO）（AR）：莱芜市恒达工业添加剂有限公司；三乙醇胺（TEOA）（AR）：济南澳兴化工有限公司；氯气（CP）：××化工有限公司的副产物免费提供；4-正丁基苯甲酸（AR）：上海康拓化工有限公司；三氯化铁（CP）：河南天亿环保科技有限公司。

1.2 合成路线

1.2.1 4-正丁基三氯甲苯的合成(见图1）

图1

1.2.2 4-正丁基苯甲酰氯的合成（见图2）

图2

1.3 合成步骤

氯化：将 300g的 4-正丁基甲苯、0.9g的BPO，2滴（约0.15g）TEOA投入反应器，密闭反应体系，打开与反应体系连接的真空泵，开始升温至95℃，然后打开氯气瓶阀门，以300mL/min的速度开始通氯气，9h后停止通氯气，并开始降至常温，所得氯化液转移至滴加槽。副产物氯化氢可以用液碱吸收生成氯化钠再回收，也可以用水吸收制成30%以上的盐酸。

合成：将353.5g的4-正丁基苯甲酸投入反应器，升温至120℃，待彻底溶化，将0.7g的三氯化铁投入反应器，搅拌均匀后开始滴加氯化液，3h滴加完毕，保温8h后反应完毕。

蒸馏：切换真空，并将真空度控制在22mm Hg开始减压精馏，除去前馏分，收集155～156℃馏分，得到透明略黄液体4-正丁基苯甲酰氯成品，收率94.2%，纯度99.7%。

2 结果与讨论

2.1 反应机理

从4-正丁基苯甲酰氯的合成路线来看，该步反应几乎无副反应产生，因此，若想得到高品质、高收率的目标产物，只要很好的控制氯化工段即可获得，但是从氯化工段，即4-正丁基三氯甲苯的合成路线来看，存在许多副反应的可能性，如苯环发生氯化生成2-氯-4-正丁基三氯甲苯、3-氯-4-正丁基三氯甲苯、2,5-二氯-4-正丁基三氯甲苯或者2,6-二氯-4-正丁基三氯甲苯，甚至（4-正丁基）侧链也有发生氯化的可能。下面将讨论氯化反应的影响因素。

2.2 催化剂对氯化反应的影响

调整催化剂配置，其余条件不变，各组分含量结果如表1所示。

由表1可知：BPO能够促进氯化反应的进程，在缺乏BPO的情况下，反应难以彻底。但是在缺少TEOA搭配的情况下，苯环很容易发生氯代反应而产生多种副产物，由此可知TEOA是可以抑制苯环的氯化发生。

表1 不同催化剂配置下的氯化工段各组分含量

2.3 温度对氯化反应的影响

调整温度，其余条件不变，各组分含量结果如表2所示。

表2 不同温度下的氯化工段各组分含量

由表2可知：随着温度的提升，主产物4-正丁基三氯苄基本保持不变，各个副产物的组分变化也不大，但是反应时间大大缩短。当温度超过95℃以后，尽管反应时间进一步缩短，但是主产物的含量有下降趋势，这是因为各个组分的副产物都在增加，尤其是4-正丁基侧链氯化产生的副产物增加的幅度比较大，这说明该副产物的变化受温度变化影响比较大。

3 结论

在4-正丁基苯甲酰氯的合成过程中，BPO和TEOA的搭配可以很好的促进氯化反应的正常进行，温度以不超过95℃为最佳，可以得到高质量、高收率的中间体4-正丁基三氯苄。合成步骤几乎无副产反应产生，因此所得目标产物收率高、质量好。本文提出的4-正丁基苯甲酰氯合成路线是有应用前景的，为工业化发展提供了参考依据。

[1]BeletskayaIP,SigeevAS,OvcharenkoVI.Catalyticsandmeyercyanationasasyntheticpathwaytoarylnitriles[J].JournalofMedicinalChemistry,2015,58(11)：4573-4580.

[2]Bini L,Bolm C.1,3-Dipolar cycloaddition：click chemistry for the synthesis of 5-substituted tetrazoles fromorganoaluminumAzides and nitriles[J].Angewandte Chemie,2007,46(44)：8440-8444.

[3]Keith A.Menear.Chlorination of 4-n-butylbenzene and its derivatives[J].Helvetica Chimica Acta,2012,65(8)：2448-2449.

[4]Aureggi V,Sedelmeier G.Intermediates and processes for the preparation of 4-n-butyl benzoyl chloride[J].Bioorganic and Medicinal ChemistryLetters,2015,10(15)：1723-1727.