[发明专利]对氯甲基苯乙烯的合成方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种有机原料中间体的合成方法，尤其是一种对氯甲 基苯乙烯的合成方法。

背景技术：

对氯甲基苯乙烯作为有机原料中间体，对氯甲基苯乙烯的化学 名：4-氯甲基-苯乙烯(p-chloromethylstyrene)缩写(p-CMS)，是分子 内具有乙烯基和反应性高的氯甲基的功能性单体。近年来，要求赋予 高分子材料各种功能的倾向日益增强，作为橡胶、离子交换膜、偶联 剂、其它各种处理剂，其用途日益扩大。但目前的合成方法转化率低， 未反应的对甲基苯乙烯蒸馏循环使用消耗的能量高。

发明内容：

本发明的目的在于克服已有技术存在的缺点，提出一种对氯甲基 苯乙烯的合成方法，利用该方法提高了原料对甲基苯乙烯的单程转化 率和生成产物对氯甲基苯乙烯的选择性，降低未反应的对甲基苯乙烯 蒸馏循环使用消耗的能量，并得到较好质量的目的产品。

本发明采用的技术方案是：采用高温气相氯化法合成了对氯甲基 苯乙烯的方法，用合适的反应器、合理的生产流程、必要的生产环节 和设备条件下，以对甲基苯乙烯为反应原料，氯气为卤化试剂，氮气 为循环保护气体，对苯二酚为阻聚剂，四氯化碳为溶剂合成了目的产 物，在合成过程中：对甲基苯乙烯流速为0.035～0.092mol/min，对甲 基苯乙烯与氯气摩尔比为10∶3～10∶9.5，反应温度为180～220℃。

上述的反应器使用管式反应器，管式反应器的长径比在 40∶3～25∶1范围内；对甲基苯乙烯流速为0.07mol/min；对甲基苯乙烯 与氯气摩尔比为10∶8；反应温度为200℃。

反应装置在氯化器中进行，设备内部安装加热装置(紫外光灯)， 采用液氯作为氯化剂，气相氯化反应的温度在180～220℃，如果温度 偏低，环上取代氯化副产物将增多。

本发明所依据的实验原理是在一定的反应条件下，对甲基苯乙烯 与氯气可以发生侧链甲基取代、侧链乙烯基和苯环上的加成氯化反 应。那么，如何使反应尽可能地有利于取代甲基侧链的一个氢，也就 是使对氯甲基苯乙烯的产率高。我们通过控制高温反应抑制侧链乙烯 基的和苯环上加成氯化反应；但是高温反应不可能控制在只生成侧链 一氯化物，同时可能还要生成侧链二、三氯化物，而在此反应条件要 使侧链甲基上3个氢全部被氯取代所需的较高的反应条件还不能满 足，但苯环上的侧链乙烯基的热聚合反应会加剧，通过采用必要的方 法进行控制。本方法所研究的目的是如何使产物中对氯甲基苯乙烯含 量高，其它副产物的含量低，也就是要使对甲基苯乙烯单程转化率高 和生成对氯甲基苯乙烯的选择性好。反应在高于对甲基苯乙烯的沸腾 温度(172.8℃)进行对甲基苯乙烯的甲基侧链的氯取代反应，这样可减 少乙烯基侧链、苯环上的氯加成和苯环上侧链乙烯基的聚合反应，对 甲基苯乙烯的甲基侧链的氯取代的选择性依赖于对甲基苯乙烯的甲 基侧链，氯化的管式反应器、调节对甲基苯乙烯与氯气的摩尔、反应 物料在反应器中的停留时间(流速)和温度，也就是控制对甲基苯乙 烯与氯气的碰撞频率来实现对反应操作的控制。

本发明所采用的具体操作过程如下所述，液氯在蒸发器内蒸发， 在加热器内微热，而后通过流量计进入氯化反应器的上部进料；在循 环氮气的吹扫下对甲基苯乙烯在全沸器中加热到175℃，亦由氯化器 的上部进料。氯化反应器升温至180～220℃(随不同反应条件连续可 调)。控制对甲基苯乙烯(液态)、氯气的流速、反应温度及光源和反 应器间的距离，得到不同反应条件下的反应产物；反应气由氯化反应 器的下部流出，通过冷却器进行初步降温中，然后进入汽——液分离 器，氯化产物被溢流到液封槽中，进入氯化产物储罐，气体混合物从 塔的上部流出，通过薄膜吸收得到副产品浓盐酸，未被吸收的气体进 行尾气的后处理排空；储罐中的氯化产物在被送到减压精馏设备前补 充适量的阻聚剂，用氮气吹除氯化液体中的残留氯气及氯化氢气体， 然后将氯化液体送入第一减压精馏设备中分离原料对甲基苯乙烯，对 甲基苯乙烯精制后可循环使用，再在第二减压精馏设备中分离出产品 对氯甲基苯乙烯，同时排出高沸点的杂质物。

度180～220℃范围内进行，确定了在200℃气相氯化反应时得到最佳 的对氯甲基苯乙烯的选择性。

5)高温气相法制备对氯甲基苯乙烯可获得较高的目的产物，在最 佳的实验条件下，依据化学反应的计量学计算得对甲基苯乙烯的单程 转化率约为73％，生成对氯甲基苯乙烯的选择性为86.2％，其纯度 98.8％以上，达到工业生产优极品的要求。