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对苯二甲酰氯的制备方法及应用前景

发布日期:2018/12/27 16:51:03

对苯二甲酰氯是一类古老的化合物,早在 20世纪初就有人合成出来了,大规模地开发利用却是近二、 三十年的事。近年来,对苯二甲酰氯已成为一类重要的中间体原料,被广泛应用于人造纤维和农药的合成]。目前,利用对苯二甲酰氯为原料合成的除草剂敌草索,美国和日本的年产量都在千吨左右。 对苯二甲酰氯与对苯二胺缩聚合成的聚对苯二甲酰对苯二胺纤维具有高强度和高模量等优异特性,是一类具有广泛用途的人造纤维,已经引起了各方面的重视。

对苯二甲酰氯(Terephthaloyl chloride,简称 TPC) 是一种淡黄色针状物,能较快地被空气中的水分水解生成相应的酸。对苯二甲酰氯的纯度直接影响用其合成的产品性能。目前对苯二甲酰氯的生产主要以对苯二甲酸为原料,根据所用氯化剂的不同,可分为光气法、酯氯化法等。

1 光气法

David 等人利用对苯二甲酸在催化剂 DMF和溶剂氯苯的存在下通入光气,在 90~100℃下反应,生成对苯二甲酰氯。产物熔点 80.4℃,收率 84.0%。反应过程如下:

反应式 2


上述方法由日本三井东亚化学公司于 20 世纪70 年代应用于工业生产。 国内晨光化工研究院和沈阳树脂厂亦曾用此法生产对苯二甲酰氯。此法要专门发生光气,光气是剧毒气体,操作上的安全与防护要十分注意,酰氯的收率和质量亦不如酸氯化法。

2 酯氯化法

以对苯二甲酸二甲酯为原料,苯甲醚或氯苯为溶剂,通入氯气与酯反应合成酰氯,反应过程如下:

反应式 3

由于没有使用催化剂, 反应温度一般在 180℃以上,有的使用紫外线照射反应。 薛得钧等人对上述制备方法进行了改进。改进方法不使用溶剂,而是在装有回流冷凝装置的反应器内加入对苯二甲酸二甲酯和几克瓷片,加热对苯二甲酸二甲酯至熔化,以 200~300W 的白炽钨灯为光源, 于 150~250℃下通入氯气进行反应,粗产率大大提高。

以酯为原料制备对苯二甲酰氯时, 真空精馏酯时可以除去酸作原料时不能除去的杂质, 制得的酰氯质量高、 纯度高。但需要用对苯二甲酸二甲酯做原料,因而在做甲酯的过程中要耗用甲醇,且反应温度较高。此法在西德、 苏联、 美国均有采用。

应用前景

对苯二甲酰氯主要用途是与对苯二胺聚合生成高性能纤维芳纶 1414(PPTA)和芳砜纶(PSA),此外还用于生产塑料添加剂,高分子材料、 渗透膜材料以及医药和农药等方面。 其中高性能芳纶纤维的发展是该产品发展的关键领域。围绕战略性新兴产业、 国民经济建设重大工程、 国防军工、 材料工业结构升级调整等,对苯二甲酰氯在我国将具有良好的市场前景。