CN1258519C - 一种联产3－氯－4－氟苯胺和2,6－二氯氟苯的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种联产3-氯-4-氟苯胺和2，6-二氯氟苯的方法，其以邻二氯苯为原料，制备步骤如下：a.邻二氯苯与由浓硫酸及浓硝酸组成的混酸进行硝化反应，硝化反应后经脱酸、除水处理得到其中的有机相；b.将上述有机相进行氟化反应，氟化反应完成后经分离得到3-氯-2-氟硝基苯和3-氯-4-氟硝基苯的混合物；c.将上述混合物减压精馏，得到3-氯-2-氟硝基苯和3-氯-4-氟硝基苯；d.3-氯-4-氟硝基苯经还原得到3-氯-4-氟苯胺；而3-氯-2-氟硝基苯则与氯气发生氯化取代反应，取代苯环上的硝基，得到2，6-二氯氟苯。具有工艺合理、原料易得、污染少、生产成本大幅降低的优点。
Description
技术领域
本发明涉及3-氯-4-氟苯胺和2，6-二氯氟苯的制备方法，具体说是以邻二氯苯为原料，联产3-氯-4-氟苯胺和2，6-二氯氟苯的方法。
背景技术
3-氯-4-氟苯胺及2，6-二氯氟苯是合成喹诺酮类药物及农药的重要中间体。
目前，无论从生产安全性的角度，还是从降低成本的角度，以邻二氯苯为起始原料来生产上述产品均是较为合理的工艺路线。
现有技术中，生产3-氯-4-氟苯胺一般是以邻二氯苯为起始原料，经混酸硝化、氟化、硝基还原后，得到3-氯-4-氟苯胺与3-氯-2-氟苯胺的混合物，其中含约70％的3-氯-4-氟苯胺，然后采取重结晶方法，得到3-氯-4-氟苯胺纯品及作为废物处理的3-氯-4-氟苯胺与3-氯-2-氟苯胺的二次混合物，该二次混合物中约含60％的3-氯-4-氟苯胺。该方法不仅能耗大，而且目标产品的收率非常低，直接导致3-氯-4-氟苯胺的价格非常昂贵，严重制约其后续药物或农药的生产与推广。也有采用将得到3-氯-4-氟苯胺与3-氯-2-氟苯胺的混合物直接精馏分离的方法而分别得到3-氯-4-氟苯胺与3-氯-2-氟苯胺，但是，由于胺类化合物在高温下的化学稳定性较差，因而对精馏的条件要求非常苛刻，设备投资大、设备维护困难且工艺操作复杂。
2，6-二氯氟苯的生产主要是以3-氯-2-氟苯胺或2，6-二氯苯胺为原料，经重氮化后水解或热分解制得。但是一方面3-氯-2-氟苯胺和2，6-二氯苯胺本身不容易获得，价格偏高，再者，重氮化后水解工艺的废水排放量大，且由于需使用强致癌物质——亚硝酸盐，不利于环保，污水处理量大且处理成本高，另外，重氮化反应需在低温进行，需专门的制冷设备，运行成本较高，重氮化后热分解工艺则存在废气BF3对空气的污染、热分解控制困难、难以大批量生产等问题。另外，也有以2，3-二氯硝基苯为原料，经氟化、氯化取代的生产工艺，因为邻二氯苯的硝化产物中2，3-二氯硝基苯一般只占硝化产物总重的10～20％，3，4-二氯硝基苯一般占80～90％，前者的沸点为257～258℃、熔点为61～62℃，后者的沸点为255～256℃、熔点为41～44℃，二者的沸点差及物理性质差别很小，其分离相当困难，分离成本很高，因而直接造成后续产品的价格居高不下，故该工艺同样存在原料2，3-二氯硝基苯本身不易获得的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种工艺合理、原料易得、污染少、生产成本大幅降低的联产3-氯-4-氟苯胺和2，6-二氯氟苯的方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：该种联产3-氯-4-氟苯胺和2，6-二氯氟苯的方法，其以邻二氯苯为原料，制备步骤如下：
a、邻二氯苯与由浓硫酸及浓硝酸组成的混酸进行硝化反应，硝化反应后经脱酸、除水处理得到其中的有机相；
b、将上述有机相进行氟化反应，氟化反应完成后经分离得到3-氯-2-氟硝基苯和3-氯-4-氟硝基苯的混合物；
c、将上述混合物减压精馏，得到3-氯-2-氟硝基苯和3-氯-4-氟硝基苯；
d、3-氯-4-氟硝基苯经还原得到3-氯-4-氟苯胺；而3-氯-2-氟硝基苯则与氯气发生氯化取代反应，取代苯环上的硝基，得到2，6-二氯氟苯。
所述的氟化反应在无溶剂和有相转移催化剂存在条件下进行，氟化剂为氟化钾，反应温度为140～190℃，且3，4-二氯硝基苯与2，3-二氯硝基苯的混和物、氟化钾及相转移催化剂三者的摩尔比为1∶1.05～1.2∶0.01～0.04。
所述的氟化反应以二甲基亚砜为溶剂，以氟化钾为氟化剂，在相转移催化剂存在条件下于140～170℃进行，且3，4-二氯硝基苯与2，3-二氯硝基苯的混和物、氟化钾、二甲基亚砜及相转移催化剂四者的摩尔比为1∶1.05～1.2∶2.0～5.0∶0.01～0.04。
所述的相转移催化剂为十六烷基三甲基溴化铵、四甲基氯化铵中至少一种。
所述的减压精馏在10mmHg下进行，并分别收取90～92℃和99～101℃的馏分。
所述的氯化取代反应采用反应精馏方式，控制反应温度为180～210℃，往反应釜中通入氯气的同时不断蒸出产物2，6-二氯氟苯粗品，2，6-二氯氟苯粗品经精制而得成品。
与现有技术相比，本发明的优点在于：1、本发明的精馏分离步骤在氟化反应步骤之后，3-氯-2-氟硝基苯的沸点为226～228℃，3-氯-4-氟硝基苯的沸点为240～242℃，二者的沸点差达12℃以上，且二者在高温条件下化学性质比较稳定，因而精馏分离易于实现和控制，因而工艺比较合理，且降低了生产中的精馏分离成本；2、本发明中邻二氯苯原料易得，且其两种硝化产物都得到了充分的利用，分别转化成了两种高附加值的产品，减少了不必要的浪费，因而大幅降低了成本，实现了综合效益；3、废水排放显著减少，且不含难于处理的物质，因而其处理容易，有利于环境保护且处理成本低。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例
一、硝化
先往硝化反应釜中投入事先调配好的混酸，混酸中浓硝酸与浓硫酸的重量比为1∶1.2，升温至45～50℃，开启搅拌，然后往硝化釜中滴加计量好的邻二氯苯，邻二氯苯的滴加总量为混酸总重的一半，滴加过程中控制硝化温度为65～70℃，滴加完毕后继续保温反应2小时结束反应。冷却后分出废酸层回收套用。有机层经碱液中和、水洗、干燥后得2，3-二氯硝基苯与3，4-二氯硝基苯的混合物，用于下一步氟化反应。
二、氟化
氟化反应的氟化剂一般使用氟化钾，反应可以在溶剂存在下进行，也可在无溶剂存在下进行，常用的溶剂有二甲基亚砜、二甲基甲酰胺等，除溶剂外，一般还往反应体系中加入季胺盐类等相转移催化剂，常用的季胺盐类相转移催化剂有十六烷基三甲基溴化铵、四甲基氯化铵等，反应温度一般在140～200℃。下面分别采用两种方式进行氟化反应：
1、有溶剂情形
本例中以氟化钾为氟化剂、以二甲基亚砜为溶剂、以十六烷基三甲基溴化铵为相转移催化剂。硝化反应所得有机相、氟化钾、二甲基亚砜及十六烷基三甲基溴化铵四者的摩尔比可以为1∶1.05～1.2∶2.0～5.0∶0.01～0.04，本例中四者的摩尔比为1∶1.1∶3.5∶0.02。将二甲基亚砜及十六烷基三甲基溴化铵投入氟化反应釜中，投入氟化钾，搅拌溶解，再加入2，3-二氯硝基苯与3，4-二氯硝基苯的混合物，搅拌、升温，控制反应温度为165℃左右，6小时后停止反应。冷却后，经过滤、水洗、干燥、蒸馏除溶剂，得3-氯-2-氟硝基苯与3-氯-4-氟硝基苯混合物；
2、无溶剂情形
本例中以氟化钾为氟化剂、以四甲基氯化铵为相转移催化剂。硝化反应所得有机相、氟化钾及四甲基氯化铵三者的摩尔比可以为1∶1.05～1.2∶0.01～0.04，本例中三者的摩尔比为1∶1.2∶0.04。将2，3-二氯硝基苯与3，4-二氯硝基苯的混合物投入氟化反应釜中，搅拌的同时加入氟化钾及四甲基氯化铵，搅拌、升温，控制反应温度为180℃左右，8小时后停止反应。冷却后，经过滤、水洗、干燥，得3-氯-2-氟硝基苯与3-氯-4-氟硝基苯混合物。
三、减压精馏
将经氟化反应制得的3-氯-2-氟硝基苯与3-氯-4-氟硝基苯混合物在10mmHg下进行减压精馏，收取90～92℃和99～101℃的馏分，分别得到3-氯-2-氟硝基苯和3-氯-4-氟硝基苯。
四、制备3-氯-4-氟苯胺和2，6-二氯氟苯
3-氯-4-氟硝基苯还原为3-氯-4-氟苯胺为成熟技术，可采用催化加氢或铁粉还原的方法。
将3-氯-2-氟硝基苯投入氯化釜中，通入经干燥的氯气，控制釜温在190～200℃，采用反应精馏方式，反应10小时左右，收集馏出液，水洗至中性，得粗品2，6-二氯氟苯，减压蒸馏，即制得2，6-二氯氟苯纯品。
Claims (6)
1、一种联产3-氯-4-氟苯胺和2，6-二氯氟苯的方法，其以邻二氯苯为原料，制备步骤如下：
a、邻二氯苯与由浓硫酸及浓硝酸组成的混酸进行硝化反应，硝化反应后经脱酸、除水处理得到其中的有机相；
b、将上述有机相进行氟化反应，氟化反应完成后经分离得到3-氯-2-氟硝基苯和3-氯-4-氟硝基苯的混合物；
c、将上述混合物减压精馏，得到3-氯-2-氟硝基苯和3-氯-4-氟硝基苯；
d、3-氯-4-氟硝基苯经还原得到3-氯-4-氟苯胺；而3-氯-2-氟硝基苯则与氯气发生氯化取代反应，取代苯环上的硝基，得到2，6-二氯氟苯。
2、根据权利要求1所述的联产3-氯-4-氟苯胺和2，6-二氯氟苯的方法，其特征在于所述的氟化反应在无溶剂和有相转移催化剂存在条件下进行，氟化剂为氟化钾，反应温度为140～190℃，且3，4-二氯硝基苯与2，3-二氯硝基苯的混和物、氟化钾及相转移催化剂三者的摩尔比为1∶1.05～1.2∶0.01～0.04。
3、根据权利要求1所述的联产3-氯-4-氟苯胺和2，6-二氯氟苯的方法，其特征在于所述的氟化反应以二甲基亚砜为溶剂，以氟化钾为氟化剂，在相转移催化剂存在条件下于140～170℃进行，且3，4-二氯硝基苯与2，3-二氯硝基苯的混和物、氟化钾、二甲基亚砜及相转移催化剂四者的摩尔比为1∶1.05～1.2∶2.0～5.0∶0.01～0.04。
4、根据权利要求2或3所述的联产3-氯-4-氟苯胺和2，6-二氯氟苯的方法，其特征在于所述的相转移催化剂为十六烷基三甲基溴化铵、四甲基氯化铵中至少一种。
5、根据权利要求1所述的联产3-氯-4-氟苯胺和2，6-二氯氟苯的方法，其特征在于所述的减压精馏在10mmHg下进行，并分别收取90～92℃和99～101℃的馏分。
6、根据权利要求1所述的联产3-氯-4-氟苯胺和2，6-二氯氟苯的方法，其特征在于所述的氯化取代反应采用反应精馏方式，控制反应温度为180～210℃，往反应釜中通入氯气的同时不断蒸出产物2，6-二氯氟苯粗品，2，6-二氯氟苯粗品经精制而得成品。
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