一種對氯三氟甲苯的合成方法
2023-06-19 14:10:16 2
一種對氯三氟甲苯的合成方法
【專利摘要】本發明公開了一種對氯三氟甲苯的合成方法。以以對氯甲苯為原料，經氯化、氟化二步合成對氯三氟甲苯。本發明與現有技術相比，採用脫水釜中對原料進行加熱脫水處理，氯化副反應少，產品純度高，而且無需增加分級氯化裝置，工藝流程簡單、操作方便；本發明氯化工藝中採用分批加入催化劑的方式，提高了催化劑的使用效率，使得生產中由於氯化反應生成的副產物和廢氣排放大量減少，減少了生產過程的汙染物的排放。
【專利說明】一種對氯三氟甲苯的合成方法
一【技術領域】
[0001]本發明涉及一種農藥化工中間體產品的製備方法，特別是一種對氯三氟甲苯的合成方法。本方法適用於以對氯甲苯為原料，經氯化、氟化二步合成對氯三氟甲苯的場合。
二【背景技術】
[0002]對氯三氟甲苯(4-chlorobenzotrifIuoride)是無色透明液體,有滷代苯氣味。該化合物不溶於水，能與苯、甲苯、乙醇、乙醚、滷代烴等混溶。對氯三氟甲苯是重要的有機合成中間體，所含的氟原子賦予其具有特殊的活性，在醫藥、農藥、染料等精細有機合成領域應用廣泛。對氯三氟甲苯是農藥上合成多種含氟殺蟲劑和除草劑的關鍵中間體，目前用量最多的是合成氟樂靈、乙丁氟樂靈、氟酯肟草醚、氟碘胺草醚，以及羧氟醚除草劑等。
[0003]目前，國內對氯三氟甲苯的合成工藝普遍採用氯化氟化法:先將對氯甲苯投入反應釜中升溫至1201:，然後加入0.2(% (以對氯甲苯計)引發劑，並緩慢地通入氯氣，當氯化反應液比重達到1.485g/mL(25°C )時，停止通氯，並將氯化反應物投入帶有攪拌的高壓反應釜中，在1.5MPa高壓下用無水氟化氫取代得對氯三氟甲苯，然後再經水洗、鹼洗、減壓蒸餾得對氯三氟甲苯成品。該合成工藝存在以下問題:
[0004](I)在氯化反應過程中，由於未能嚴格控制好副反應的發生，致使氯化反應中對氯三氟甲苯含量只能達到90%左右，反應收率低偏；
[0005](2)該合成工藝在氯化生產過程中，由於採用的是單釜氯化形式，氯化過程中，氯氣吸收利用率太低，只有75%左右。
[0006]已報導的對氯三氟甲苯改進合成方法有:在氯化反應前增加了去鐵離子和水份的原材料淨化裝置，對原材料對氯甲苯進行了脫鐵離子和水份的處理，改單釜氯化形式為分級串聯氯化(精細化工中間體.2002，32 (2):46-47)。該方法需要增加原料處理裝置，以及分級氯化裝置。
三
【發明內容】
[0007]本發明所要解決的技術難題是，克服現有技術的不足，提供一種對氯三氟甲苯的新的合成方法，以對氯甲苯為原料，經過氯化、氟化二步反應得到目標化合物。
[0008]本發明的技術解決方案如下:
[0009](I)氯化:將桶裝原料4-氯甲苯(對氯甲苯)投入脫水釜加熱至80°C脫去水份後抽入氯化釜中，用蒸汽加熱至110°c，開始向氯化釜中通入經氣化器氣化後的氯氣，同時向氯化釜夾套中通入冷卻水，催化劑分4批加入，每批間隔30分鐘。取樣分析氯化料合格後，停止通氯。氯化產生的對氯三氯甲苯泵入氯化料罐待用，反應產生的尾氣去尾氣吸收裝置，經水、液鹼吸收後分別得到鹽酸、次氯酸鈉溶液。[0010](2)氟化:將氯化後的物料4-氯三氯甲苯泵入高位槽中計量後放入氟化釜中，打開冷凍鹽水系統，用0.2MPa壓縮空氣將氟化氫壓入氟化釜，用蒸汽加熱，當釜內壓力達1.7MPa、溫度達80°C時，停止加熱，保溫30分鐘。取樣分析合格後，得到對氯三氟甲苯粗品。反應產生的尾氣去尾氣吸收裝置，經水、液鹼吸收後分別得到鹽酸、次氯酸鈉溶液。
[0011](3)精餾:將上述粗產品減壓精餾後得到純度99wt%以上的對氯三氟甲苯。
[0012](4)中和包裝:將純度99wt%以上的對氯三氟甲苯轉入中和釜，加入一定量的純鹼，開啟攪拌中和到PH呈現中性後經過濾，然後包裝得到對氯三氟甲苯成品。
[0013]所述催化劑為:偶氮二異丁腈。
[0014]氯化反應所用原料的質量比為:對氯甲苯:催化劑=I: 0.05~0.1。
[0015]氟化反應所用原料的摩爾比為:對氯三氯甲苯:氟化氫=I: 3~3.5。
[0016]氯化反應的溫度為110~112°C。
[0017]氟化反應的溫度為80~82V。
[0018]氯化反應的時間為20~24小時。
[0019]氟化反應的釜內壓力為1.7~1.8MPa。
[0020]減壓精餾條件為:真空度0.95Mpa，回流比5: 2~3: 1，收集塔頂氣相溫度138~140°C的餾分，冷凝後得到目標化合物。
[0021]本發明的化學反應式為:
[0022]
【權利要求】
1.一種對氯三氟甲苯的合成方法，其特徵在於:以對氯甲苯為原料，經過氯化、氟化二步反應得到目標化合物；其中，氯化步驟是將對氯甲苯投入反應釜中，升溫到一定溫度，加入催化劑，開始通入乾燥的氯氣，流量40~80m3/h，以後每隔30分鐘加一次催化劑，控制溫度110~112°C，反應時間20小時以上，得到對氯三氯甲苯；氟化步驟是將一定量的對氯三氯甲苯和一定量的無水氟化氫壓入反應釜中，蒸汽加熱，當釜內壓力達1.7MPa、溫度達80°C時，停止加熱，保溫30分鐘。取樣分析合格後，將氟化釜內物料4-氯三氟甲苯粗品精餾、加碳酸鈉中和後得中間產品4-氯三氟甲苯。
2.如權利要求1所述的一種對氯三氟甲苯的合成方法，其特徵在於:所述催化劑為偶氮二異丁腈。
3.如權利要求1所述的一種對氯三氟甲苯的合成方法，其特徵在於:氯化反應所用原料的質量比為:對氯甲苯:催化劑=I: 0.05~0.1。
4.如權利要求1所述的一種對氯三氟甲苯的合成方法，其特徵在於:氟化反應所用原料的摩爾比為:對氯三氯甲苯:氟化氫=I: 3~3.5。
5.如權利要求1所述的一種對氯三氟甲苯的合成方法，其特徵在於:減壓精餾條件為:真空度0.95Mpa，回 比5: 2~3: 1，收集塔頂氣相溫度138~140°C的餾分。
【文檔編號】C07C17/20GK103787825SQ201410083906
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2014年3月10日 優先權日:2014年3月10日
【發明者】鄭龍洲, 方東, 李付香 申請人:江蘇大華化學工業有限公司