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4-溴联苯研制 技 术 研 究 报 告 山东海王化工股份有限公司 一、 4-溴联苯及其下游产品的性能优势 4-溴联苯生产工艺研究，该项目从2009年5月份开始实施，现已顺利完成，申请鉴定。 4-溴联苯的用途比较广泛，它不仅是液晶化合物制备中的一个重要中间体，通过溴联苯可以制得烷基联苯、环己基联苯，然后引入氰基就制得常用的联苯氰类液晶化合物；它还是生产高效灭鼠剂溴敌隆的重要中间体。 1、用4-溴联苯合成联苯类液晶化合物的性能优势： 液晶化合物的种类繁多，根据组成液晶分子的中心桥键及环的结构特性可以分为芳香酯类，肉桂酸酯类，联苯类，苯基环已烷类以及胆甾醇衍生物和手性液晶。液晶化合物的合成，一般没有特殊方法，可采用相应的有机合成方法进行。仅举几例说明，酯类液晶如：苯甲酸酯类液晶一般用下列反应进行合成： 其中X，Y为烷基、烷氧基、氰基、酯基。对于烷（氧）基苯甲酸和烷基苯甲酰氯的合成方法。 这种化合物的合成方法是，由下列反应得到中间体，催化剂用DCC/DMAP（二环已基碳二亚胺/4-N，N-二甲氨基吡啶）。反应式如下： 以及由反应得到中间体，用吡啶、DMAP和三乙基胺作催化剂。反应式如下： 但是Goodby等人指出上述两个方法中，前者产率低，后者副产物多。因此考虑到液晶分子结构中所含的中心桥键往往给液晶带来不稳因素，因而他们首先弃去中心桥键，直接合成联苯液晶，以丁基联苯氰液晶为例，按下列步骤合成： 另外，还有采用不同于上述的黄鸣龙还原法，用LiA1H4/AICI3作催化剂，进行还原反应，以及用Cu2(CN)2氰基化时，将熔剂DMF改换成N-甲基-2吡咯烷酮，反应时间由原来的18h缩短到1.5h 合成烷氧基联苯氰液晶化合物时，从开始，按常规方法硝基化，然后将硝基还原成氨基，接着进行重氮化反应，后由重氮盐水解得到再烷基化，得到4-烷氧基-4-溴联苯，最后用氰化亚铜使其氰基化得到最终产物。 2、对溴联苯为母体合成灭鼠剂溴敌隆的性能优势 溴鼠灵又名大隆、溴鼠隆；溴敌隆均是第二代抗凝血杀鼠剂，是目前国际上公认毒力最强的第二代抗凝血灭鼠剂。具有使用浓度低、毒杀力强、灭鼠谱广、适口性好等特点。一次投药对一切害鼠均有较高的灭鼠效果，包括对其它抗凝血鼠药产生抗性的老鼠。该药被誉为大面积灭鼠最理想的灭鼠剂。 二、 4-溴联技术方案论证和技术特征 文献中对溴联苯的合成方法是用对溴苯胺进行Gomberg反应,而对溴苯胺由乙酰苯胺的溴化制备。该方法合成路线长,收率低(35%左右),所生产的产品久置易变灰。日本窒素(Chisso)公司在极性溶剂醋酸中使用溴素直接溴化,收率为34%。清华大学化学系的史东辉等在非极性溶剂四氯化碳中直接溴化,收率为32%。 我们开发的新工艺采用定位催化剂用联苯溶于二氯乙烷中直接溴化反应,并使用价廉的氯气替代一部分价昂的液溴,而且可以自由控制反应的发生和停止,有效地抑制邻位取代副产物和二溴取代物的产生,收率为 60%。粗产品经减压精馏和重结晶,产品含量可达99.0%。 三、4-溴联苯制备原理和方法 为确保项目的顺利完成，我公司聘请了青岛科技大学的教授为顾问，充分利用我公司的溴素资源优势，对大量文献进行了研究分析，对各种合成方法、路线及所用原料进行筛选、总结、归纳、分析，找出缺点不足及优势探索出一条适合工业化生产的工艺路线。 1、反应原理 2、工艺步骤 搅拌下将一定量的联苯溶于二氯乙烷中,加入固体粉末状催化剂B(不溶于二氯乙烷)。降温至0℃,加入溴素,此时反应物呈深红色。然后0－5℃下以平缓的速度开始通氯气,随着氯气的不断通入,反应物颜色逐渐变浅。取样GC监控,当转化率达到控制指标时,停止通入氯气。过滤反应液,滤饼为回收的催化剂B,补足微量损失后循环使用。滤液经5%碱液和5%亚硫酸氢钠水溶液洗涤后,脱去溶剂二氯乙烷,得对溴联苯粗品。将粗品对溴联苯于3－5mmHg真空度下精馏,得到的联苯循环使用;过渡馏分并入下次精馏;4-溴联苯馏分经95%乙醇重结晶一次,可得含量≥99%的白色固体结晶状的4-溴联苯产品。 3、工艺条件的确立 4-溴联苯的生产过程中主要有两大难题需要解决：一是溴化转化率的控制，由于反应选择性随反应转化率而改变，如何控制反应的转化点直接影响到产品的质量和收率；二是如何分离溴化混合产物，由于产物中3各组分（联苯、溴联苯、二溴联苯）溶解性十分相近，分离较难，采用那种分离方法同样是生产工艺成功的关键。 本项目采用直接溴化法制备较高纯度的4-溴联苯技术，该技术主要包括反应催化剂、反应转化率、反应温度以及反应催化剂循环次数对选择性的影响。 为明确起见，本技术报告将逐一对这些因素的重要性，结合生产工艺