一种呋喃甲酰氯的合成提纯方法

 背景技术

呋喃甲酰氯是一种重要的有机合成中间体，广泛应用于医药和农药等技术领域。 具体而言，在医药领域，呋喃甲酰氯是第三代兽用头孢药物头孢噻呋的医药中间体，也主要 用于合成磺胺嘧啶类药物，同时是合成抗微生物药的重要成分。在农药方面，呋喃甲酰氯是 杀虫剂、杀菌剂和除草剂等试剂的重要原料组成，同时也是农药新品杀螨灵、带螨酮、克草 净等的重要中间体。

现有报道的呋喃甲酰氯的合成提纯方法有在装有回流冷凝器（其上端与吸收装置 相连）、温度计的500mL三颈烧瓶中，放入25g（0.22mol）2-呋喃甲酸和65g（0.55mol）亚硫酰 氯的混合物。于100℃回流1小时。然后改为蒸馏装置。先蒸除过量亚硫酰氯；再收集173~174 ℃的馏分，得呋喃甲酰氯23g，产率79%。然而，上述方法并未严格控制亚硫酰氯的蒸除温度， 会造成上述物质残留或者呋喃甲酰氯蒸发混入亚硫酰氯中，此外，通过上述测量结果可知， 上述方法提成的呋喃甲酰氯产率很低，不适于目前生产需要。

申请号为CN201611184876.1的中国发明专利公开了一种利用三光气制备呋喃甲 酰氯的方法，将200g呋喃甲酰氯加入到装有冷凝回流装置和尾气吸收装置的三口瓶中，油 浴升温至40～100℃。加入0.10g N,N-二甲基甲酰胺和100.0g呋喃甲酸，保持搅拌，通入光 气2h，反应液由白色悬浊液变为褐色液体。减压蒸馏得无色液体305.8g，HPLC检测呋喃甲酰 氯的纯度为99.94％，产物的摩尔收率为91.2％。尾气用水吸收得到一定浓度的稀盐酸。虽 然该方案中没有采用催化剂以及其他溶剂，使产品便于分离，但根据上述结果可知，该方法 的回收率也不理想，在实际生产中仍然会造成成本较高的问题。

发明内容

为解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种具有呋喃甲酰氯的合 成提纯方法，旨在提高呋喃甲酰氯的纯度和收得率，同时对环境友好。

本发明提供的一种呋喃甲酰氯的合成提纯方法，包括如下步骤：

向塔釜再沸器中加入糠酸和呋喃甲酰氯

本发明的目的是提供一种呋喃甲酰氯的一种合成提纯方法，解决了传统合成工艺存在 的产品收率低、产品纯度低，反应过程不易控制反应速度，并且在传统工艺中对呋喃甲酰氯 不易提纯的方法难以工业化转换的问题，此发明具有副反应发生少、产品收率高、环保的特 点。

本发明所述的呋喃甲酰氯的制备和提纯方法，包括以下步骤：

1）向塔釜再沸器中加入糠酸和溶剂，所述溶剂为呋喃甲酰氯、三乙胺和吡啶的混合液， 所述糠酸和溶剂的摩尔比为1:1~1:3，所述溶剂中呋喃甲酰氯、三乙胺和吡啶的摩尔比为1: 0.4:0.4~1:0.8:0.8；

2）向氯化亚砜中加入催化剂混合均匀，备用，所述催化剂为氯化锌、氯化铝、氯化铁中 的一种以上，所述氯化亚砜与所述催化剂的摩尔比为1:0.006~1:0.012；

3）在精馏柱上的加料口中逐滴加入步骤2）配置的氯化亚砜和催化剂的混合液，所述氯 化亚砜与糠酸的摩尔比为2:1-1:1；

4）加热再沸器将反应液的温度控制在50-70℃，反应时间即氯化亚砜和催化剂混合液 的滴加时间控制在30-50min；

5）反应结束后将再沸器温度升至80-85℃减压蒸馏出反应剩余的氯化亚砜，然后再继 续升温至93-98℃减压蒸馏出呋喃甲酰氯。

进一步地，所述方法还包括利用碱液吸收反应生成的气体。

进一步地，所述步骤1）中所述糠酸和溶剂的摩尔比为1:2。

进一步地，所述步骤1）所述溶剂中呋喃甲酰氯、三乙胺和吡啶的摩尔比为1:0.65: 0.65。

进一步地，所述步骤2）中所述催化剂优选为氯化铁。

进一步地，所述步骤3）中所述氯化亚砜与糠酸的摩尔比为1.5:1。

进一步地，所述碱液包括氢氧化钠、氢氧化钾中的一种以上溶液。

溶剂对反应收的率的影响：现有技术已有的溶剂为单一呋喃甲酰氯、乙二胺等，然 而若采用单一呋喃甲酰氯作为溶剂会影响反应的进行造成糠酸和氯化亚砜的反应不完全 进而使收得率降低，若采用单一的乙二胺时原料的溶解性和分散性不佳，同样也会影响反 应的进行从而降低呋喃甲酰氯的收得率，本发明通过在现有溶剂的基础上通过正交实验组 合调配最终得出将溶剂确定为呋喃甲酰氯、三乙胺和吡啶的混合液，并且将三者摩尔比为 1:0.4:0.4~1:0.8:0.8时，会使呋喃甲酰氯的收得率处于较高的水平，并且当上述三者摩尔 比控制为1:0.65:0.65时，呋喃甲酰氯的收得率处于最高值。

催化剂种类及含量对反应收的率的影响：本发明通过大量的实验确定将催化剂选 择为氯化锌、氯化铝、氯化铁中的一种以上时呋喃甲酰氯具有较高的收得率，更优的选择单 一的氯化铝作为催化剂会使收得率达到。

此外，本发明通过采用滴加的方式加入氯化亚砜和催化剂混合液并严格控制反应 温度和反应时间，由此更好地促进反应的充分进行，同时采用分段的减压分馏方式并且严 格控制处理温度，最终回收的氯化亚砜和呋喃甲酰氯纯度和回收率均处于很高的水平。更 优的，本发明通过采用包括氢氧化钠、氢氧化钾中的一种以上的碱液对反应生成的气体进 行充分吸收，有效控制尾气的排放，提高环保性。

相对于现有技术，本发明通过严格调配试剂组成和配比同时优化工艺步骤和参 数，最终制备得到的呋喃甲酰氯纯度为99.9%以上，收得率为93%以上，反应原料氯化亚砜的 纯度为98%以上，收得率95.5%以上，回收得到的氯化亚砜能够重复利用并且反应尾气经碱 液充分吸收不会造成环境污染，具有很高的环保性。

具体实施方式

为了更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，下面对本发明进一步详细 说明。但下述的实施例仅是本发明的简单列举，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本 发明保护范围以权利要求书为准。下面结合实施例对本发明做进一步的说明。

一种呋喃甲酰氯的制备和提纯方法，包括以下步骤：

1）向1000ml塔釜再沸器中加入112g（1mol）糠酸和145g（0.56mol）呋喃甲酰氯、22.4g （0.22mol）三乙胺以及17.4 g（0.22mol）吡啶，混合均匀；

2）向238g（2mol）氯化亚砜中加入1.63g（0.012mol）氯化锌备用；

3）在精馏柱上的加料口中逐滴加入步骤2）配置的氯化亚砜和氯化锌的混合液；

4）加热再沸器将反应液的温度控制在50℃，反应时间即氯化亚砜和催化剂混合液的滴 加时间控制在30min；

5）反应结束后将再沸器温度升至80℃减压蒸馏出反应剩余的氯化亚砜，然后再继续升 温至93℃减压蒸馏出呋喃甲酰氯；

6）利用氢氧化钠吸收反应生成的气体。

经检测，呋喃甲酰氯纯度为99.91%，收得率为93.2%，反应原料氯化亚砜的纯度为 98.2%，收得率95.5%。