[发明专利]催化剂组合物和氯化芳族化合物的方法

说明书

本申请是申请号为200480013414.2(PCT/US2004/006182)，申请日为2004年3月2日，名称为“催化剂组合物和氯化芳族化合物的方法”的发明专利申请的分案申请。

发明背景

本发明涉及芳族化合物的氯化。更具体地，本发明涉及能够主要制备对-氯异构体的氯化方法和催化剂组合物。

芳族化合物例如甲苯和二甲苯的氯化是提供有用化合物的已知反应。对于很多用途这些化合物中最有用的是对氯化合物。例如，对氯甲苯是能够转化为许多有用化学品的中间体。对于对氯邻二甲苯(p-chloro-o-xylene)，即4-氯-1，2-二甲基苯也是如此。后一化合物的主要用途是通过氧化转化为4-氯邻苯二甲酸，该物质又是生产聚醚酰亚胺的重要中间体。

然而，这些非常需要的氯化化合物的制备由于同时生成了大量的不那么需要的副产物而变得复杂。因此，甲苯和二甲苯的氯化得到对位一氯异构体与其它异构体(如邻氯甲苯和3-氯-1，2-二甲基苯)的混合物。此外，通常还得到了大量的多氯化产物。

许多用于氯化芳族化合物的已知方法采用元素氯和Lewis酸相结合，在本领域已知的Lewis酸主要用于Friedel-Crafts反应，包括烷基化和酰化。通常使用催化物质例如氯化铁、三氯化锑、五氯化锑、氯化锌和氯化铝。

然而，这些催化剂的使用决不能解决异构体分布和多氯化的问题。各种公开物包括许多美国专利，还描述了混合的催化剂体系，该体系中的另一种催化剂成分是有机硫化合物。在这些公开物中描述的有机硫化合物具有变化多端的结构。它们中的许多是酚噻噁(phenoxathiins)或噻蒽。具有这些内容的说明性专利为美国专利3,226,447、4,031,142、4,031,147、4,190,609、4,250,122、4,289,916、4,647,709和4,925,994。许多公开内容使用的Lewis酸的比例非常低，通常基于欲氯化的芳族化合物的大约0.01重量％。

美国专利4,017,551披露了苯或一氯代苯在无铁氯化锰存在下的氯化。没有披露第二种催化剂成分。

在欧洲专利申请126,669中，披露了另一类催化剂体系。它包括已知可用于该用途的Lewis酸，优选铁或锑的氯化物，和N-取代的吩噻嗪相结合。在取代吩噻嗪中披露的是吩噻嗪N-碳酰氯。然而，已发现这样的结合仍有些不足，因为它们倾向于形成多氯化合物和非对位取代的一氯化合物。

苏联专利54,602披露了甲苯在固体载体上的铜、钴或镍的氯化物存在下的氯化。该氯化要求气相条件和400-450℃的温度。这样的条件对于工业实际远非理想。

发明内容

本发明提供了采用在工业操作中易于获得的相对温和的条件，主要形成对位一氯化芳族化合物的方法和催化剂组合物。