二甲苯侧链光催化氯化合成工艺研究
摘要
间（对）二甲苯侧链光氯化法是生产高性能芳纶纤维单体—间（对）苯二甲
酰氯的重要技术路线，具有原料易得、成本低及原子经济性高等优势。然而，间
（对）二甲苯侧链光氯化过程存在环上氯化副反应严重等问题尚未解决。因此，
揭示其动力学规律并详细讨论工艺条件对反应过程的影响，对于突破该技术瓶颈
具有重要指导价值。本文将深入研究间二甲苯侧链光氯化主/副反应动力学，并在
此基础上，通过单因素实验考察溶剂种类、溶剂比、温度、氯气流量等因素对主
/副反应的影响。此外，我们还将深入分析环上氯化副反应生成机理与转化路径，
确定间（对）二甲苯侧链光氯化工艺的关键控制节点，并提出针对性解决方案。
具体研究结果如下：
（1）求取了一系列动力学参数，拟一级动力学模型模拟效果良好。计算结
果表明，间二甲苯侧链光氯化各步反应活化能相差不大。进一步研究发现，局部
氯气浓度过高会诱导氯气-间二甲苯分子间的电荷转移，从而促进环上氯化副反应
的发生；4(2)-氯间（对）二甲苯在反应初期由间（对）二甲苯生成，并会继续进
行甲基侧链上的氯化；反应初始阶段为间（对）二甲苯侧链光氯化的关键控制节
点。
（2）研究发现，低温、溶剂用量的减少和氯气流量的增加均有利于环上氯
化副反应的进行。基于以上结论，我们提出了分段氯化方案：①三氯甲苯作溶剂，
溶剂比（间二甲苯质量：三氯甲苯质量）1:4，光照强度5W，反应初期温度
135-140℃，氯气流量18mL/min；反应中期氯气流量20mL/min，反应温度140℃；
反应后期氯气流量15mL/min，温度140℃。1,3-双（三氯甲基）苯含量达到97.80%，
收率93.10%。②无溶剂，光照强度5W，反应初期温度130-135℃，氯气流量30
mL/min；反应中期反应温度140-145℃，氯气流量35mL/min；反应后期温度
145-150℃，氯气流量28mL/min。1,4-双（三氯甲基）苯含量为98.23%，收率
95.02%。
（3）以间（对）二甲苯侧链光氯化反应液为原料，酸解制备间（对）苯二
甲酰氯。研究了不同催化剂种类、用量以及反应温度等因素对产品收率的影响。
结果表明，0.1%(总投料量的质量分数)三氯化铁作催化剂，反应温度110℃(120℃)
时，间苯二甲酰氯收率为90.46%(对苯二甲酰氯收率为95.50%)。
关键词：间（对）二甲苯；侧链光氯化；环上氯化副反应；分段氯化；酸解反
应
STUDYONSYNTHESISPROCESSOF
SIDE-CHAINPHOTOCATALYTIC
CHLORINATIONOFM(P)-XYLENE
ABSTRACT
Thephotochlorinationofm-xylene(p-xylene)isanimportanttechnologicalroute
forproducinghigh-performancearamidfibermonomerrawmaterial-isophthaloyl
chloride(terephthaloylchloride).Ithasadvantagessuchaseasyavailabilityofraw
materials,lowcost,andhighatomiceconomy.However,thereareunresolvedissuesin
thephotochlorinationprocessofm-xylene(p-xylene),suchasseveresidereactionsof
chlorinationonthering.Therefore,revealingitskineticlawsanddiscussingindetail
theinfluenceofprocessconditi