2，4-二氯氟苯合成方法
2023-05-11 17:48:06 1
專利名稱：2，4-二氯氟苯合成方法
技術領域：
本發明涉及2.4-二氯氟苯合成方法。
從前合成2.4-DCFB的方法有以下幾種由2.4-二硝基氟苯氯化製取，或由氟苯氯化製取，或者由3-氯-4-氟苯氨經重氮化、及Sandmeyer反應製取。
特開平-1-226836為利用2.4-二硝基氟苯(2.4-DNFB)在300℃以上與氯在反應管中反應合成2.4-DCFB，這種方法缺點是二硝基化合物容易爆炸。
由氟苯製取2.4-DCFB，氯化的結果，至少有六種異構體，持開平-4-1144採用這種方法，2.4-DCFB生成率50～60％，選擇性80％左右。異構體的分離十分困難。
由3-氯-4-氟苯氨(3-Cl-4-FBA)合成2.4-DCFB工藝路線太長，而且3-Cl-4-FBA的重氮化合物在Sandmeyer反應時易爆炸。
本發明的目的是提供一種2.4-二氯氟苯合成方法。
2.4-二氯氟苯(2.4-DCFB)是合成抗菌素環丙氟哌酸的原料。
本發明是從鄰-二氯苯(O-DCB)或對-二氯苯(P-DCB)或者O-DCB與P-DCB的混合物出發，經過硝化、氟化、氯化三次反應，合成2.4-DCFB。
合成方法為一、由鄰二氯苯出發合成2.4-DCFB的反應工藝是 O-DCB採用硝酸與硫酸的混合物進行硝化，其配比為O-DCB∶HNO3∶H2SO4＝1∶1.2～3∶0.5～4.5(摩爾比)，反應常壓下進行，反應溫度為20～80℃，最好是40～50℃。硝化反應結束後，分離廢酸，用液鹼中和，再水洗至中性，脫水，乾燥後得3.4-DCNB(III)；(III)在偶極溶劑存在下與KF反應，(III)∶溶劑＝1∶1.5～4(體積比)最好是1∶2～2.5，III∶KF＝1∶1.5～3(摩爾比)，最好是1∶2～2.5，溶劑是DMF或DMSO，反應在常壓下進行，反應溫度為170～190℃，氟化反應結束後，用水汽蒸餾得3-Cl-4-FNB(IV)粗品，再經真空精餾得3-Cl-4-FNB純品。
在紫外光催化或高溫下氯與汽化了的3-Cl-4-FNB一起通入管式反應器，(IV)∶氯氣＝1∶1.2-3.5最好是1∶1.5～2，反應溫度在300℃以上，最好是400℃。氯化反應結束後，從反應器出口得2.4-DCFB(I)粗品，再經真空脫除氯和NO2，然後精餾提純得含量大於98％的2.4-DCFB。
二、由對-二氯苯出發合成2.4-DCFB的反應工藝是 P-DCB採用硝酸與硫酸的混合物進行硝化，其配比為P-DCB∶HNO3∶H2SO4＝1∶1.2～3∶0.5～4.5，反應在常壓下進行，反應溫度為20～65℃，最好是55～60℃，硝化反應結束後，分離廢酸，用液鹼中和，再水洗至中性，脫水，幹澡後得2.5-DCNB(VI)；(VI)在偶極溶劑存在下與KF反應，其配比(VI)∶KF＝1∶1.5～3(摩爾比)，最好是1∶2～2.5，(VI)∶溶劑＝1∶1.5～4 (體積化)，最好是1∶2～2.5，溶劑為DMF或DMSO，反應溫度在170～190℃，最好是190℃，或者在沸騰溫度下回流反應。氯化反應結束後，用水汽蒸餾得2-F-5-CINB(VII)粗品，再經真空精餾得(VII)純品。
在300℃以上的溫度下，氯氣與汽化後的(VII)一起通入管式反應器中，(VII)∶Cl2＝1∶1.2～3，最好是1∶1.5～2.5(體積比)，氯化反應結束後，從反應器出口得2.4-DCFB(VII)粗品，再經真空脫除氯氣和NO2，然後精餾提純得含量大於98％的2.4-DCFB。
三、由混合二氯苯出發合成2.4-DCFB。
O-DCB與P-DCB的混合物(其中O-位含30％左右，P-位含70％左右)採用硝酸與硫酸的混合物進行硝化，其配比O-及P-DCB∶HNO3∶H2SO4＝1∶1.5～4∶0.5～5，最好是1∶2～2.5∶1～1.5(摩爾比)，反應溫度為20～60℃，最好是4 0～50℃。硝化反應結束後，分離廢酸，用液鹼中和，再水洗至中性，脫水，乾燥後得硝化物3.4-DCNB(III)與2.5-DCNB(VI)混合物。
(III)與(VI)混合物在偶極溶劑存在下與KF反應，其配比(III)與(II)混合物∶溶劑＝1∶1.5～4，最好是1∶2～2.5(體積比)；(III)與(VI)混合物∶KF＝1∶1.5～3，最好是1∶2～2.5(摩爾比)，溶劑為DMF或DMSO，氟化反應結束後，水汽蒸餾，再真空精餾得(IV)與(VII)的混合物。
在300℃以上溫度下，氯氣與汽化了的(IV)與(VII)混合物一起通入管式反應器，(IV)與(VII)混合物∶Cl2＝1∶1.5～5，最好是1∶2～2.5(體積比)，反應溫度最好為400℃，氯化反應結束後，從反應器出口得，2.4-DCFB粗品，再經真空脫氣，精餾得含量大於98％的2.4-DCFB。
實施例1第一步在500ml玻璃三頸瓶中加入濃硝酸65g，濃硫酸75g，放在恆溫水浴中升溫至45～50℃；邊攪拌邊滴加O-DCB 75g，半小時加完，再保溫反應2小時結束。分去廢酸，用3 0％鹼酸中和一次，再加蒸餾水洗滌至中性，脫水得3.4-DCNB(III)91.2 g。含量97.5％，得率93％。廢酸用100ml水稀釋，分離得(III)5.7g，總得率98.1％。
第二步3.4-DCNB 9 6g，加DMSO 140ml置於500ml三頸瓶中攪拌溶解，升溫至120℃，緩慢加入乾燥粉狀的KF 60g，激烈攪拌，升溫至190℃左右，回流反應約1小時；冷卻至100℃，用水汽蒸餾，分離冷卻固化後的餾出物，得3-Cl-4-FNB(IV)72g，含量96.7％，收率83％。
第三步乾燥後的3-Cl-4-FNB 100g加入500ml三頸瓶中，加熱至沸騰汽化，調節汽化量0.01mol/min；氯氣從鋼瓶中排出，通過流量計計量，調節為0.02mol/min，通入預熱器預熱至200℃，與3-Cl-4-FNB一起通入氯化反應管中進行反應，反應溫度380℃。反應管出口即為2.4-DCFB。反應管直徑25mm，有效長度800mm，石英玻璃製成，反應管出口連接冷凝器。汽相產物在冷凝器內冷凝成液相，同時與多餘的氯氣分離。反應1小時，約得產物粗品61.4g，含量91.8％。三頸瓶中尚有3-Cl-4-FNB約30g。
該粗品經精餾後得2.4-DCFB 55.2g，含量99.1％。
實施例2
第一步在500ml三頸瓶中加入濃硝酸70g，濃硫酸80g；放在恆溫水浴上加入至50℃～55℃，邊攪拌邊滴加對-二氯苯(P-DCB)75g，半小時加完；恆溫在55～60℃反應2小時結束，分去廢酸，再經30％鹼液中和，水洗，脫水得2.5-DCNB 90.6g；廢酸用100ml水稀釋，分離出2.5-DCNB 4.3g。共得產品94.9g，含量98.4％，得率97.03％。
第二步2.5-DCNB 96g，DMSO 150ml，置於500ml三頸瓶中攪拌溶解，升溫至120℃，緩慢加入KF 60g(乾燥，粉狀)，激烈攪拌，升溫至約190℃，回流反應1小時；冷卻至100℃，通入水汽進行蒸餾，結束後，分離冷卻固化的餾出物，得2-F-5-ClNB(VII)73.5g，含量9 5.8％，收率84％。
第三步乾燥的2-F-5-CINB 100g，加入500ml三頸瓶中，加熱沸騰汽化，調節汽化量0.01mol/min；同時調節氯氣流量為0.02mol/min，並預熱至200℃後，與2-F-5-CINB一起進入反應管反應。反應溫度380℃反應管直徑25mm，有效反應長度800mm，石英玻璃管制成，出口連一冷凝器。從反應管排出的產物，冷凝成液體與剩餘氯分離，反應1小時，得2.4-DCFB粗產物61.5g，含量90.95％。
該粗品精餾後得2.4-DCFB精品55g，含量＞98％。
實施例3第一步在1000ml三頸瓶中加入濃硝酸140g，濃硫酸160g，置於恆溫水浴中加熱至45～50℃，邊攪拌邊滴加混合二氯苯(其中0-佔30％，P-佔70％)150g，在一小時內加完，然後在50℃下恆溫反應2小時。除去廢酸，硝化物中和，洗滌，脫水，得混合二氯硝基苯181 g，含量97.0％，得率92.3％，在廢酸中加水150ml，分離出硝基物約10g，故總得率97.4％。
第二步將第一步所得產物乾燥後，取100g及DMSO 160ml加入1000ml三頸瓶中攪拌溶解，升溫至120℃，緩慢加入乾燥粉狀KF 60g，激烈攪拌，升溫至190℃，回流反應1小時。冷卻至100℃，通入水蒸汽進行蒸餾，蒸餾結束分離冷卻固化的餾出物，得混合氟氯硝基苯77g，含量97.2％。
第三步將第二步的產物100g，加入500ml三頸瓶中，加熱汽化，調節汽化量0.01mol/min；調節氯氣流量為0.02mol/min，將之預熱至200℃後，一起通入反應管進行反應，反應溫度400℃。反應管與例1，2相同。反應1小時，得2.4-DCFB 62g，含量89.9％。
該粗品經精餾後得精品2.4-DCFB 54.5g，含量98.7％。
本發明的優點本發明克服了易爆炸的缺點；2.4-DCFB中沒有二氯氟苯的異構體；工藝步驟比由氟氯苯胺為原料製取2.4-DCFB要簡便得多。
採用對-二氯苯為原料或混合二氯苯為原料，原料成本大大降低，對-二氯苯硝化反應時幾乎無副產物。
權利要求
1. 一種2.4-二氯氟苯合成方法，其特徵在於a.O-DCB採用硝酸與硫酸的混合物進行硝化，其配比為O-DCB∶HNO3∶H2SO4＝1∶1.2～3∶0.5～4.5(摩爾比)，反應溫度為20～80℃，硝化反應結束後，分離廢酸，用液鹼中和，再水洗至中性，脫水，乾燥後得3.4-DCNB(III)；b.(III)在偶極溶劑存在下與KF反應，其配比為(III)∶KF＝1∶1.5～3，(III)∶溶劑＝1∶1.5～4(體積比)，溶劑為DMF或DMSO，反應溫度為170～190℃，氟化反應結束後，用水汽蒸餾得3-Cl-4FNB(IV)粗品，再經真空精餾得3-Cl-4-FNB純品；c.在紫外光催化或高溫下，氯氣與汽化了的3-Cl-4-FNB一起通入管式反應器，(IV)∶氯氣＝1∶1.2～3.5，反應溫度300℃以上，氯化反應結束後，從反應器出口得2.4-DCFB(I)粗品，再經真空脫除氯和NO2，然後精餾提純得含量大於98％的2.4-DCFB。
2.根據權利要求1所述的一種2.4-二氯氟苯合成方法，其特徵在於d.a中所說的反應溫度為40～50℃；e.b中所說的(III)∶溶劑＝1.2～2.5，(III)∶KF＝1∶2～2.5；f.c中所說的(IV)∶氯＝1∶1.5～2，反應溫度為400℃。
3.一種2.4-二氯氟苯合成方法，其特徵在於g.P-DCB採用硝酸與硫酸的混合物進行硝化，其配比為P-DCB∶HNO3∶H2SO4＝1∶1.2～3∶0.5～4.5，反應溫度為20～65℃，硝化反應結束後，分離廢酸，用液鹼中和，再水洗至中性，脫水，乾燥後得2.5-DCNB(VI)；h.(VI)在偶極溶劑存在下與KF反應，其配比(VI)∶KF＝1∶1.5～3(VI)∶溶劑＝1∶1.5～4，溶劑為DMF或DMSO，反應溫度為170℃～190℃，或者在沸騰溫度下回流反應，氟化反結束後，用水汽蒸餾得2-F-5-CNB (VII)粗品，再經真空精餾得(VII)純品；i.在300℃以上的溫度下氯氣與汽化後的(VII)一起通入管式反應器中，(I)∶Cl2＝1∶1.2～3，氯化反應結束後，從反應器出口得2.4-DCFB(VII)粗品，再經真空脫除氯和NO2，然後精餾提純得含量大於98％的2.4-DCFB。
4.根據權利要求3所述的一種2.4-二氯氟苯合成方法，其特徵在於j.g中的反應溫度為55～60℃；k.h中的反應溫度為190℃，(VI)∶溶劑＝1∶2～2.5，(VI)∶KF＝1∶2～2.5；l.i中的(VII)∶Cl2＝1∶1.5～2.5。
5.一種2.4-二氯氟苯合成方法，其特徵在於n.O-DCB與P-DCB的混合物採用硝酸與硫酸的混合物進行硝化，其配比O-及P-DCB∶HNO3∶H2SO4＝1∶1.5～4∶0.5～5，反應溫度為20～60℃，硝化反應結束後分離廢酸，用液鹼中和，再水洗至中性，脫水，乾燥後得硝化物3.4-DCNB(III)與2.5-DCB(VI)混合物；m.(III)與(VI)混合物在偶極溶劑存在下與KF反應，其配比(III)與(VI)混合物∶溶劑＝1∶1.5～4，(III)與(VI)混合物∶KF＝1∶1.5～3，溶劑為DMF或DMSO，氟化反應結束後，水汽蒸餾再真空精餾得(IV)與(VII)的混合物；o.在300℃以上溫度下氯與汽化了的(IV)與(VIII)一起通入管式反應器，(IV)與(VIII)混合物∶Cl2＝1∶1.5～5，氯化反應結束後，從反應器出口得2.4-DCFB粗品，再經真空脫氣，精餾得含量大於98％的2.4-DCFB。
6.根據權利要求5所述的一種2.4-二氯氟苯合成方法，其特徵在於p.n中O-P-DCB∶HNO3∶H2SO4＝1∶2～2.5∶1～1.5，反應溫度為40～50℃；q.m中(III)與(VI)混合物∶溶劑＝1∶2～2.5(III)與(VI)混合物KF＝1∶2～2.5；r.o中反應溫度為400℃，(IV)與(VII)混合物∶Cl2＝1∶2～2.5。
全文摘要
本發明公開了一種2，4-二氯氟苯合成方法。本發明是從鄰-二氯苯(O-DCB)或對-二氯苯(P-DCB或者O-DCB與P-DCB的混合物出發經過硝化，氟化，氯化三次反應合成2，4-DCFB。本發明克服了易爆炸的缺點，2，4-DCFB中沒有二氯氟苯的異構體，工藝步驟比由氟氯苯胺為原料合成2，4-DCFB要簡便得多，採用對-二氯苯為原料或混合二氯苯為原料，原料成本降低，對-二氯苯硝化反應時幾乎無副產品。
文檔編號C07C205/12GK1117038SQ9412000
公開日1996年2月21日 申請日期1994年12月29日 優先權日1994年12月29日
發明者許文松 申請人:浙江大學