本发明涉及化工合成领域，具体为一种氯甲酸酯衍生物的制备方法及其应用。
背景技术：
：氯甲酸酯衍生物作为一类重要的医药化工中间体，其具有重要的应用价值。目前，迫切需要一种新的氯甲酸酯衍生物制备方法，以满足其工业化应用的需求。技术实现要素：本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种氯甲酸酯衍生物的制备方法及其应用。本发明具有生产简便、安全等优点，所制备的产品具有较高的产品纯度和反应收率，且“三废”处理简便，具有较高的应用价值和广泛的应用前景，值得大规模推广和应用。为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种氯甲酸酯衍生物的制备方法，该氯甲酸酯衍生物如下式(ii)所示，包括如下步骤：将式(i)化合物与光气进行反应，制备得到式(ii)化合物；其反应方程式如下：其中，r为c1-c4的烷基，n为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个碳原子的直链或支链的烷基，例如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基、仲丁基等等。式(i)化合物与光气在0～5℃下反应。进一步，所述r为正丙基。进一步，所述n为1。在低于光气沸点的温度下，先将光气溶解于有机溶剂中，再将其与式(i)化合物在0～5℃下反应，制备得到式(ii)化合物。所述有机溶剂选自烷烃类溶剂、卤代烃类溶剂、芳香烃类溶剂、卤代芳香烃类溶剂中的一种或多种。所述有机溶剂为甲苯。所述式(i)化合物与有机溶剂的质量比为1：0.5～5。进一步，所述式(i)化合物与有机溶剂的质量比为1：2。待式(i)化合物与光气在0～5℃下反应完成后，再向其中通入惰性气体进行赶光处理，赶光结束后，即得式(ii)化合物。所述惰性气体为氮气。进行赶光处理时，溶液的温度为0～50℃。进一步，进行赶光处理时，溶液的温度为30℃。前述方法在制备下式化合物中的应用，该化合物的结构式如下：其中，r为c1-c4的烷基，n为1、2或3。针对前述问题，本发明提供一种氯甲酸酯衍生物的制备方法及其应用。该制备方法包括以下步骤a：将式(i)化合物与光气在0～5℃下反应，制备得到式(ii)化合物；其中，r表示c1-c4的烷基，n表示1、2或3。进一步地，所述反应是在低于光气沸点的温度下，先将光气溶解于有机溶剂中，再加入式(i)化合物进行的。待式(i)化合物与光气在0～5℃下反应完成后，再向其中通入惰性气体进行赶光处理(即通过向溶液中通入惰性气体，将其中残余的光气从溶液中赶出，至游离氯含量＜1％)，赶光结束后，即得式(ii)化合物。进一步，本发明还提供前述制备方法在制备式(iii)化合物中的应用，其中，r、n如前述所定义，式(iii)如下所示：本发明的氯甲酸酯衍生物的制备方法经多次实验验证，具有以下优点：(1)反应操作简便，流程短；(2)原料采用滴加的方式进行，反应控制安全；(3)具有较高的产品纯度和反应收率，具有较好的经济效益；(4)合成反应仅产生酸性气体，气体主要成分为氯化氢和光气，使用液碱吸收即可，中和后作为高盐废水处理，“三废”处理简便。综上所述，本发明提供了一套适合于工业化生产氯甲酸酯衍生物制备方法，其具有简便、安全、高效的优点，并具有较高的产品纯度和反应收率，“三废”处理简便，具有较高的应用价值和广泛的应用前景。具体实施方式本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。本发明中，英文缩写的含义如下：dmap：4-二甲氨基吡啶；tebac：苄基三乙基氯化铵。实施例12-丙氧基乙基氯甲酸酯(cep-1#)的制备本实施例中，分析仪器与方法如下：气相色谱归一法：①仪器：agilent7820a，gcwithfiddetector(后进样孔)；②色谱柱：hp-5，30.0m×0.32mm×0.25μm；③进样口温度(inj)：280℃；分流比：10：1；④色谱柱条件：恒流方式，n2流速：2.0ml/min；⑤柱温(col)：60℃保持2min，以20℃/min的升温速率升温至300℃，保持5min；⑥检测器(fid)条件：温度为300℃；h2流速：40ml/min，空气流速：400ml/min；尾吹气流量：25ml/min；⑦溶剂：二氯甲烷；⑧系统适应性实验：手动进样重复性实验rsd≤5％；⑨主出峰时间为：cep-0#(2.86min)、cep-1#(4.92min)。所述低沸点杂质经表征结构如下：的沸点为35～36℃；的沸点为83.5℃。反应路线如下所示：发明人进行了多项反应工艺与后处理条件的筛选，包括溶剂与投料方式、反应温度、溶剂用量以及赶光温度。1、溶剂与投料方式的筛选(1)方式a直接以原料cep-0#为溶剂，将cep-0#全部加入反应瓶，在低温条件下直接通入光气进行光化反应。具体如下：实验编号cep-01：将1000g原料cep-0#全部加入反应瓶，在-5～0℃下直接通入光气进行光化反应，控制光化反应温度0～5℃，反应至gc(气相色谱法)中控cep-0#＜1％。气相色谱检测cep-1#含量为84.7％，低沸点杂质总量为11％。(2)方式b直接以原料cep-0#为溶剂，将cep-0#部分加入反应瓶，在-5～0℃下通入光气反应一段时间以后，再继续并滴加余下的cep-0#。具体如下：实验编号cep-19：先投入200g的cep-0#，搅拌降温至-5～0℃，开始通入光气。2h以后，开始滴加剩余的cep-0#原料800g并继续通入光气至滴加完成，滴加过程控制反应温度0～5℃(即光化温度)，滴加完成后保温0～5℃反应至gc中控cep-0#＜1％。气相色谱检测cep-1#含量为93.9％，低沸点杂质总量为4％。(3)方式c以甲苯为溶剂，将全部甲苯溶剂加入反应瓶，在低温条件下直接向中通入光气进行吸收，一段时间以后继续通光气并滴加cep-0#。具体如下：实验编号cep-16：先投入2000g甲苯，先在-5～0℃条件下吸收光气，再控温0～5℃滴加1000gcep-0#进行光化反应，滴加过程控制反应温度0～5℃，滴加完成后保温0～5℃反应至gc中控cep-0#＜1％。气相色谱检测cep-1#含量为98.5％，低沸点杂质总量为0.7％。可以看出，在a、b两个方式下，cep-1#的选择性低于95％，低沸点杂质总含量在较高；而以方式c进行光化反应，可以大幅减少低沸点杂质的产生中间体化反应，可以大幅减少低沸点杂质的产生，cep-1#的选择性可以达到98％以上，低沸点杂质的总量可以控制在1％左右。因此，方式c效果较佳，即反应在有溶剂存在的条件下效果较优。2、反应温度的筛选分别以cep-0#、甲苯作溶剂，以边通光气边滴加cep-0#的投料方式，在不同的温度条件下进行了光化反应温度的筛选，实验数据如下表1所示。表1实验编号溶剂与投料方式光化温度cep-1#含量低沸物总量反应时间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结果显示，光化温度和时间对cep-1#的选择性影响明显，光化温度过低会导致反应时间延长，并且使低沸点产物总量明显增加；而光化温度过高，反应速度加快，同样也会增加低沸点产物的总含量。因此，该反应必须控制反应温度和时间，发明人通过多批次的实验验证，确定较佳的光化温度为0～5℃。3、溶剂用量的筛选对溶剂用量进行了筛选，实验结果如下表2所示。表2结果显示，cep-0#：甲苯＝1：2(w/w)效果较佳。通过对光化反应条件的优化，对比cep-1#的选择性，确定了目前较佳的光化条件，即以甲苯作溶剂，在低温条件下先进行光气吸收，2h以后，在保持继续通入光气的条件下，滴加cep-0#进行光化反应，控制滴加速度，使光化反应在0～5℃的条件下进行，光化反应结束以后，得到反应液。4、反应液后处理赶光(气吹扫)温度的筛选取各反应液在不同的温度条件下进行赶光，赶光方式为从光化温度缓慢(避免气体溢出过快)升温到赶光温度，保持该温度至赶光结束(游离氯含量＜1％)，实验结果如下表3所示。表3结果显示，赶光温度过低，低沸点产物含量增加较多；赶光温度过高，也会使低沸点产物增加较多，且cep-1#颜色变深。因此，优选的赶光温度为30℃。5、优化反应条件的确认以cep-0#：甲苯＝1：2(w/w)的甲苯为溶剂，先在低温(-5～0℃)条件下吸收光气，再控温0～5℃滴加cep-0#进行光化反应，滴加过程持续通入光气至光化反应结束，缓慢升温至30℃，在30℃的条件下用氮气进行赶光，赶光结束后转入cep-1#滴加罐备用。实施例22-丙氧基氯乙烷(cep)的制备本实施例中，分析仪器与方法如下：气相色谱归一法：①仪器：agilent7820a，gcwithfiddetector(后进样孔)；②色谱柱：hp-5，30.0m×0.32mm×0.25μm；③进样口温度(inj)：280℃；分流比：10：1；④色谱柱条件：恒流方式，n2流速：2.0ml/min；⑤柱温(col)：60℃保持2min，以20℃/min的升温速率升温至300℃，保持5min；⑥检测器(fid)条件：温度为300℃；h2流速：40ml/min，空气流速：400ml/min；尾吹气流量：25ml/min；⑦溶剂：二氯甲烷；⑧系统适应性实验：手动进样重复性实验rsd≤5％；⑨主峰出峰时间为：cep-1#(4.92min)、cep(3.01min)。反应路线如下所示：发明人进行了投料方式、催化剂种类及用量的筛选。1、投料方式与cep-1#/甲苯溶液浓度以tebac为催化剂，在110～130℃的条件下进行脱羧反应优化：(1)方式d以部分cep-1#/甲苯溶液铺底，再加入催化剂，升温至110℃甲苯回流，待脱羧反应引发后，再滴加余下的cep-1#/甲苯溶液，控制滴加速度使脱羧反应温度维持在110～125℃，滴加结束后保温至脱羧反应完成。具体如下：在500ml的四口瓶中，加入50g的cep-1#/甲苯溶液和10g的tebac，搅拌状态下升温至110℃甲苯回流，待脱羧反应引发后，再滴加余下的250gcep-1#/甲苯溶液，控制滴加速度使脱羧反应温度维持在110～125℃，滴加结束后保温搅拌至脱羧反应完成。(2)方式e纯甲苯溶剂铺底，再加入催化剂，升温至110℃甲苯回流，开始滴加cep-1#/甲苯溶液，控制滴加速度使脱羧反应温度维持在110～125℃，滴加结束后保温至脱羧反应完成。具体如下：在500ml的四口瓶中，加入50g的甲苯溶液和10g的tebac，搅拌状态下升温至110℃甲苯回流，开始滴加300gcep-1#/甲苯溶液，控制滴加速度使脱羧反应温度维持在110～125℃，滴加结束后保温搅拌至脱羧反应完成。实验结果如下表4所示。表4结果显示，以方式d进行脱羧反应，收率较高，产物纯度较高，杂质含量最低。2、催化剂种类和用量在同等甲苯用量的条件下，采用相同的投料方式和脱羧温度，采用不同种类和比例的催化剂进行了脱羧反应，实验结果如下表5所示。表5结果显示，dmap作为催化剂时，催化剂用量少，收率高，产品纯度高，因此优选dmap作为催化剂。本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。当前第1页12