本發(fā)明涉及化工合成領域，具體為一種氯甲酸酯衍生物的制備方法及其應用。
背景技術：
：氯甲酸酯衍生物作為一類重要的醫(yī)藥化工中間體，其具有重要的應用價值。目前，迫切需要一種新的氯甲酸酯衍生物制備方法，以滿足其工業(yè)化應用的需求。技術實現(xiàn)要素：本發(fā)明的發(fā)明目的在于：針對上述存在的問題，提供一種氯甲酸酯衍生物的制備方法及其應用。本發(fā)明具有生產(chǎn)簡便、安全等優(yōu)點，所制備的產(chǎn)品具有較高的產(chǎn)品純度和反應收率，且“三廢”處理簡便，具有較高的應用價值和廣泛的應用前景，值得大規(guī)模推廣和應用。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案：一種氯甲酸酯衍生物的制備方法，該氯甲酸酯衍生物如下式(ii)所示，包括如下步驟：將式(i)化合物與光氣進行反應，制備得到式(ii)化合物；其反應方程式如下：其中，r為c1-c4的烷基，n為1、2或3。所述c1-c4的烷基是指c1、c2、c3、c4的烷基，即具有1～4個碳原子的直鏈或支鏈的烷基，例如甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、叔丁基、仲丁基等等。式(i)化合物與光氣在0～5℃下反應。進一步，所述r為正丙基。進一步，所述n為1。在低于光氣沸點的溫度下，先將光氣溶解于有機溶劑中，再將其與式(i)化合物在0～5℃下反應，制備得到式(ii)化合物。所述有機溶劑選自烷烴類溶劑、鹵代烴類溶劑、芳香烴類溶劑、鹵代芳香烴類溶劑中的一種或多種。所述有機溶劑為甲苯。所述式(i)化合物與有機溶劑的質(zhì)量比為1：0.5～5。進一步，所述式(i)化合物與有機溶劑的質(zhì)量比為1：2。待式(i)化合物與光氣在0～5℃下反應完成后，再向其中通入惰性氣體進行趕光處理，趕光結(jié)束后，即得式(ii)化合物。所述惰性氣體為氮氣。進行趕光處理時，溶液的溫度為0～50℃。進一步，進行趕光處理時，溶液的溫度為30℃。前述方法在制備下式化合物中的應用，該化合物的結(jié)構式如下：其中，r為c1-c4的烷基，n為1、2或3。針對前述問題，本發(fā)明提供一種氯甲酸酯衍生物的制備方法及其應用。該制備方法包括以下步驟a：將式(i)化合物與光氣在0～5℃下反應，制備得到式(ii)化合物；其中，r表示c1-c4的烷基，n表示1、2或3。進一步地，所述反應是在低于光氣沸點的溫度下，先將光氣溶解于有機溶劑中，再加入式(i)化合物進行的。待式(i)化合物與光氣在0～5℃下反應完成后，再向其中通入惰性氣體進行趕光處理(即通過向溶液中通入惰性氣體，將其中殘余的光氣從溶液中趕出，至游離氯含量＜1％)，趕光結(jié)束后，即得式(ii)化合物。進一步，本發(fā)明還提供前述制備方法在制備式(iii)化合物中的應用，其中，r、n如前述所定義，式(iii)如下所示：本發(fā)明的氯甲酸酯衍生物的制備方法經(jīng)多次實驗驗證，具有以下優(yōu)點：(1)反應操作簡便，流程短；(2)原料采用滴加的方式進行，反應控制安全；(3)具有較高的產(chǎn)品純度和反應收率，具有較好的經(jīng)濟效益；(4)合成反應僅產(chǎn)生酸性氣體，氣體主要成分為氯化氫和光氣，使用液堿吸收即可，中和后作為高鹽廢水處理，“三廢”處理簡便。綜上所述，本發(fā)明提供了一套適合于工業(yè)化生產(chǎn)氯甲酸酯衍生物制備方法，其具有簡便、安全、高效的優(yōu)點，并具有較高的產(chǎn)品純度和反應收率，“三廢”處理簡便，具有較高的應用價值和廣泛的應用前景。具體實施方式本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。本說明書中公開的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個特征只是一系列等效或類似特征中的一個例子而已。本發(fā)明中，英文縮寫的含義如下：dmap：4-二甲氨基吡啶；tebac：芐基三乙基氯化銨。實施例12-丙氧基乙基氯甲酸酯(cep-1#)的制備本實施例中，分析儀器與方法如下：氣相色譜歸一法：①儀器：agilent7820a，gcwithfiddetector(后進樣孔)；②色譜柱：hp-5，30.0m×0.32mm×0.25μm；③進樣口溫度(inj)：280℃；分流比：10：1；④色譜柱條件：恒流方式，n2流速：2.0ml/min；⑤柱溫(col)：60℃保持2min，以20℃/min的升溫速率升溫至300℃，保持5min；⑥檢測器(fid)條件：溫度為300℃；h2流速：40ml/min，空氣流速：400ml/min；尾吹氣流量：25ml/min；⑦溶劑：二氯甲烷；⑧系統(tǒng)適應性實驗：手動進樣重復性實驗rsd≤5％；⑨主出峰時間為：cep-0#(2.86min)、cep-1#(4.92min)。所述低沸點雜質(zhì)經(jīng)表征結(jié)構如下：的沸點為35～36℃；的沸點為83.5℃。反應路線如下所示：發(fā)明人進行了多項反應工藝與后處理條件的篩選，包括溶劑與投料方式、反應溫度、溶劑用量以及趕光溫度。1、溶劑與投料方式的篩選(1)方式a直接以原料cep-0#為溶劑，將cep-0#全部加入反應瓶，在低溫條件下直接通入光氣進行光化反應。具體如下：實驗編號cep-01：將1000g原料cep-0#全部加入反應瓶，在-5～0℃下直接通入光氣進行光化反應，控制光化反應溫度0～5℃，反應至gc(氣相色譜法)中控cep-0#＜1％。氣相色譜檢測cep-1#含量為84.7％，低沸點雜質(zhì)總量為11％。(2)方式b直接以原料cep-0#為溶劑，將cep-0#部分加入反應瓶，在-5～0℃下通入光氣反應一段時間以后，再繼續(xù)并滴加余下的cep-0#。具體如下：實驗編號cep-19：先投入200g的cep-0#，攪拌降溫至-5～0℃，開始通入光氣。2h以后，開始滴加剩余的cep-0#原料800g并繼續(xù)通入光氣至滴加完成，滴加過程控制反應溫度0～5℃(即光化溫度)，滴加完成后保溫0～5℃反應至gc中控cep-0#＜1％。氣相色譜檢測cep-1#含量為93.9％，低沸點雜質(zhì)總量為4％。(3)方式c以甲苯為溶劑，將全部甲苯溶劑加入反應瓶，在低溫條件下直接向中通入光氣進行吸收，一段時間以后繼續(xù)通光氣并滴加cep-0#。具體如下：實驗編號cep-16：先投入2000g甲苯，先在-5～0℃條件下吸收光氣，再控溫0～5℃滴加1000gcep-0#進行光化反應，滴加過程控制反應溫度0～5℃，滴加完成后保溫0～5℃反應至gc中控cep-0#＜1％。氣相色譜檢測cep-1#含量為98.5％，低沸點雜質(zhì)總量為0.7％?？梢钥闯?，在a、b兩個方式下，cep-1#的選擇性低于95％，低沸點雜質(zhì)總含量在較高；而以方式c進行光化反應，可以大幅減少低沸點雜質(zhì)的產(chǎn)生中間體化反應，可以大幅減少低沸點雜質(zhì)的產(chǎn)生，cep-1#的選擇性可以達到98％以上，低沸點雜質(zhì)的總量可以控制在1％左右。因此，方式c效果較佳，即反應在有溶劑存在的條件下效果較優(yōu)。2、反應溫度的篩選分別以cep-0#、甲苯作溶劑，以邊通光氣邊滴加cep-0#的投料方式，在不同的溫度條件下進行了光化反應溫度的篩選，實驗數(shù)據(jù)如下表1所示。表1實驗編號溶劑與投料方式光化溫度cep-1#含量低沸物總量反應時間cep-17方式c0～5℃97.4％1.1％3.5hcep-04方式b-5～0℃90.5％8.1％8hcep-03方式c-5～0℃96％2.5％4.5hcep-19方式b0～5℃93.9％4％3hcep-18方式c5～10℃93.5％4.5％3h結(jié)果顯示，光化溫度和時間對cep-1#的選擇性影響明顯，光化溫度過低會導致反應時間延長，并且使低沸點產(chǎn)物總量明顯增加；而光化溫度過高，反應速度加快，同樣也會增加低沸點產(chǎn)物的總含量。因此，該反應必須控制反應溫度和時間，發(fā)明人通過多批次的實驗驗證，確定較佳的光化溫度為0～5℃。3、溶劑用量的篩選對溶劑用量進行了篩選，實驗結(jié)果如下表2所示。表2結(jié)果顯示，cep-0#：甲苯＝1：2(w/w)效果較佳。通過對光化反應條件的優(yōu)化，對比cep-1#的選擇性，確定了目前較佳的光化條件，即以甲苯作溶劑，在低溫條件下先進行光氣吸收，2h以后，在保持繼續(xù)通入光氣的條件下，滴加cep-0#進行光化反應，控制滴加速度，使光化反應在0～5℃的條件下進行，光化反應結(jié)束以后，得到反應液。4、反應液后處理趕光(氣吹掃)溫度的篩選取各反應液在不同的溫度條件下進行趕光，趕光方式為從光化溫度緩慢(避免氣體溢出過快)升溫到趕光溫度，保持該溫度至趕光結(jié)束(游離氯含量＜1％)，實驗結(jié)果如下表3所示。表3結(jié)果顯示，趕光溫度過低，低沸點產(chǎn)物含量增加較多；趕光溫度過高，也會使低沸點產(chǎn)物增加較多，且cep-1#顏色變深。因此，優(yōu)選的趕光溫度為30℃。5、優(yōu)化反應條件的確認以cep-0#：甲苯＝1：2(w/w)的甲苯為溶劑，先在低溫(-5～0℃)條件下吸收光氣，再控溫0～5℃滴加cep-0#進行光化反應，滴加過程持續(xù)通入光氣至光化反應結(jié)束，緩慢升溫至30℃，在30℃的條件下用氮氣進行趕光，趕光結(jié)束后轉(zhuǎn)入cep-1#滴加罐備用。實施例22-丙氧基氯乙烷(cep)的制備本實施例中，分析儀器與方法如下：氣相色譜歸一法：①儀器：agilent7820a，gcwithfiddetector(后進樣孔)；②色譜柱：hp-5，30.0m×0.32mm×0.25μm；③進樣口溫度(inj)：280℃；分流比：10：1；④色譜柱條件：恒流方式，n2流速：2.0ml/min；⑤柱溫(col)：60℃保持2min，以20℃/min的升溫速率升溫至300℃，保持5min；⑥檢測器(fid)條件：溫度為300℃；h2流速：40ml/min，空氣流速：400ml/min；尾吹氣流量：25ml/min；⑦溶劑：二氯甲烷；⑧系統(tǒng)適應性實驗：手動進樣重復性實驗rsd≤5％；⑨主峰出峰時間為：cep-1#(4.92min)、cep(3.01min)。反應路線如下所示：發(fā)明人進行了投料方式、催化劑種類及用量的篩選。1、投料方式與cep-1#/甲苯溶液濃度以tebac為催化劑，在110～130℃的條件下進行脫羧反應優(yōu)化：(1)方式d以部分cep-1#/甲苯溶液鋪底，再加入催化劑，升溫至110℃甲苯回流，待脫羧反應引發(fā)后，再滴加余下的cep-1#/甲苯溶液，控制滴加速度使脫羧反應溫度維持在110～125℃，滴加結(jié)束后保溫至脫羧反應完成。具體如下：在500ml的四口瓶中，加入50g的cep-1#/甲苯溶液和10g的tebac，攪拌狀態(tài)下升溫至110℃甲苯回流，待脫羧反應引發(fā)后，再滴加余下的250gcep-1#/甲苯溶液，控制滴加速度使脫羧反應溫度維持在110～125℃，滴加結(jié)束后保溫攪拌至脫羧反應完成。(2)方式e純甲苯溶劑鋪底，再加入催化劑，升溫至110℃甲苯回流，開始滴加cep-1#/甲苯溶液，控制滴加速度使脫羧反應溫度維持在110～125℃，滴加結(jié)束后保溫至脫羧反應完成。具體如下：在500ml的四口瓶中，加入50g的甲苯溶液和10g的tebac，攪拌狀態(tài)下升溫至110℃甲苯回流，開始滴加300gcep-1#/甲苯溶液，控制滴加速度使脫羧反應溫度維持在110～125℃，滴加結(jié)束后保溫攪拌至脫羧反應完成。實驗結(jié)果如下表4所示。表4結(jié)果顯示，以方式d進行脫羧反應，收率較高，產(chǎn)物純度較高，雜質(zhì)含量最低。2、催化劑種類和用量在同等甲苯用量的條件下，采用相同的投料方式和脫羧溫度，采用不同種類和比例的催化劑進行了脫羧反應，實驗結(jié)果如下表5所示。表5結(jié)果顯示，dmap作為催化劑時，催化劑用量少，收率高，產(chǎn)品純度高，因此優(yōu)選dmap作為催化劑。本發(fā)明并不局限于前述的具體實施方式。本發(fā)明擴展到任何在本說明書中披露的新特征或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過程的步驟或任何新的組合。當前第1頁12