專利名稱：2，4-二氯氟苯合成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)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制取，或由氟苯氯化制取，或者由3-氯-4-氟苯氨經(jīng)重氮化、及Sandmeyer反應(yīng)制取。
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(yīng)管中反應(yīng)合成2.4-DCFB，這種方法缺點是二硝基化合物容易爆炸。
由氟苯制取2.4-DCFB，氯化的結(jié)果，至少有六種異構(gòu)體，持開平-4-1144采用這種方法，2.4-DCFB生成率50～60％，選擇性80％左右。異構(gòu)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(yīng)時易爆炸。
本發(fā)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(huán)丙氟哌酸的原料。
本發(fā)明是從鄰-二氯苯(O-DCB)或?qū)?二氯苯(P-DCB)或者O-DCB與P-DCB的混合物出發(fā)，經(jīng)過硝化、氟化、氯化三次反應(yīng)，合成2.4-DCFB。
合成方法為一、由鄰二氯苯出發(fā)合成2.4-DCFB的反應(yīng)工藝是 O-DCB采用硝酸與硫酸的混合物進(jìn)行硝化，其配比為O-DCB∶HNO3∶H2SO4＝1∶1.2～3∶0.5～4.5(摩爾比)，反應(yīng)常壓下進(jìn)行，反應(yīng)溫度為20～80℃，最好是40～50℃。硝化反應(yīng)結(jié)束后，分離廢酸，用液堿中和，再水洗至中性，脫水，干燥后得3.4-DCNB(III)；(III)在偶極溶劑存在下與KF反應(yīng)，(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(yīng)在常壓下進(jìn)行，反應(yīng)溫度為170～190℃，氟化反應(yīng)結(jié)束后，用水汽蒸餾得3-Cl-4-FNB(IV)粗品，再經(jīng)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(yīng)器，(IV)∶氯氣＝1∶1.2-3.5最好是1∶1.5～2，反應(yīng)溫度在300℃以上，最好是400℃。氯化反應(yīng)結(jié)束后，從反應(yīng)器出口得2.4-DCFB(I)粗品，再經(jīng)真空脫除氯和NO2，然后精餾提純得含量大于98％的2.4-DCFB。
二、由對-二氯苯出發(fā)合成2.4-DCFB的反應(yīng)工藝是 P-DCB采用硝酸與硫酸的混合物進(jìn)行硝化，其配比為P-DCB∶HNO3∶H2SO4＝1∶1.2～3∶0.5～4.5，反應(yīng)在常壓下進(jìn)行，反應(yīng)溫度為20～65℃，最好是55～60℃，硝化反應(yīng)結(jié)束后，分離廢酸，用液堿中和，再水洗至中性，脫水，干澡后得2.5-DCNB(VI)；(VI)在偶極溶劑存在下與KF反應(yīng)，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(yīng)溫度在170～190℃，最好是190℃，或者在沸騰溫度下回流反應(yīng)。氯化反應(yīng)結(jié)束后，用水汽蒸餾得2-F-5-CINB(VII)粗品，再經(jīng)真空精餾得(VII)純品。
在300℃以上的溫度下，氯氣與汽化后的(VII)一起通入管式反應(yīng)器中，(VII)∶Cl2＝1∶1.2～3，最好是1∶1.5～2.5(體積比)，氯化反應(yīng)結(jié)束后，從反應(yīng)器出口得2.4-DCFB(VII)粗品，再經(jīng)真空脫除氯氣和NO2，然后精餾提純得含量大于98％的2.4-DCFB。
三、由混合二氯苯出發(fā)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)采用硝酸與硫酸的混合物進(jìn)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(yīng)溫度為20～60℃，最好是4 0～50℃。硝化反應(yīng)結(jié)束后，分離廢酸，用液堿中和，再水洗至中性，脫水，干燥后得硝化物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(yīng)，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(yīng)結(jié)束后，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(yīng)器，(IV)與(VII)混合物∶Cl2＝1∶1.5～5，最好是1∶2～2.5(體積比)，反應(yīng)溫度最好為400℃，氯化反應(yīng)結(jié)束后，從反應(yīng)器出口得，2.4-DCFB粗品，再經(jīng)真空脫氣，精餾得含量大于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，放在恒溫水浴中升溫至45～50℃；邊攪拌邊滴加O-DCB 75g，半小時加完，再保溫反應(yīng)2小時結(jié)束。分去廢酸，用3 0％堿酸中和一次，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置于500ml三頸瓶中攪拌溶解，升溫至120℃，緩慢加入干燥粉狀的KF 60g，激烈攪拌，升溫至190℃左右，回流反應(yīng)約1小時；冷卻至100℃，用水汽蒸餾，分離冷卻固化后的餾出物，得3-Cl-4-FNB(IV)72g，含量96.7％，收率83％。
第三步干燥后的3-Cl-4-FNB 100g加入500ml三頸瓶中，加熱至沸騰汽化，調(diào)節(jié)汽化量0.01mol/min；氯氣從鋼瓶中排出，通過流量計計量，調(diào)節(jié)為0.02mol/min，通入預(yù)熱器預(yù)熱至200℃，與3-Cl-4-FNB一起通入氯化反應(yīng)管中進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)溫度380℃。反應(yīng)管出口即為2.4-DCFB。反應(yīng)管直徑25mm，有效長度800mm，石英玻璃制成，反應(yīng)管出口連接冷凝器。汽相產(chǎn)物在冷凝器內(nèi)冷凝成液相，同時與多余的氯氣分離。反應(yīng)1小時，約得產(chǎn)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(jīng)精餾后得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；放在恒溫水浴上加入至50℃～55℃，邊攪拌邊滴加對-二氯苯(P-DCB)75g，半小時加完；恒溫在55～60℃反應(yīng)2小時結(jié)束，分去廢酸，再經(jīng)30％堿液中和，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(chǎn)品94.9g，含量98.4％，得率97.03％。
第二步2.5-DCNB 96g，DMSO 150ml，置于500ml三頸瓶中攪拌溶解，升溫至120℃，緩慢加入KF 60g(干燥，粉狀)，激烈攪拌，升溫至約190℃，回流反應(yīng)1小時；冷卻至100℃，通入水汽進(jìn)行蒸餾，結(jié)束后，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％。
第三步干燥的2-F-5-CINB 100g，加入500ml三頸瓶中，加熱沸騰汽化，調(diào)節(jié)汽化量0.01mol/min；同時調(diào)節(jié)氯氣流量為0.02mol/min，并預(yù)熱至200℃后，與2-F-5-CINB一起進(jìn)入反應(yīng)管反應(yīng)。反應(yīng)溫度380℃反應(yīng)管直徑25mm，有效反應(yīng)長度800mm，石英玻璃管制成，出口連一冷凝器。從反應(yīng)管排出的產(chǎn)物，冷凝成液體與剩余氯分離，反應(yīng)1小時，得2.4-DCFB粗產(chǎn)物61.5g，含量90.95％。
該粗品精餾后得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，置于恒溫水浴中加熱至45～50℃，邊攪拌邊滴加混合二氯苯(其中0-占30％，P-占70％)150g，在一小時內(nèi)加完，然后在50℃下恒溫反應(yīng)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(chǎn)物干燥后，取100g及DMSO 160ml加入1000ml三頸瓶中攪拌溶解，升溫至120℃，緩慢加入干燥粉狀KF 60g，激烈攪拌，升溫至190℃，回流反應(yīng)1小時。冷卻至100℃，通入水蒸汽進(jìn)行蒸餾，蒸餾結(jié)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(chǎn)物100g，加入500ml三頸瓶中，加熱汽化，調(diào)節(jié)汽化量0.01mol/min；調(diào)節(jié)氯氣流量為0.02mol/min，將之預(yù)熱至200℃后，一起通入反應(yīng)管進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)溫度400℃。反應(yīng)管與例1，2相同。反應(yīng)1小時，得2.4-DCFB 62g，含量89.9％。
該粗品經(jīng)精餾后得精品2.4-DCFB 54.5g，含量98.7％。
本發(fā)明的優(yōu)點本發(fā)明克服了易爆炸的缺點；2.4-DCFB中沒有二氯氟苯的異構(gòu)體；工藝步驟比由氟氯苯胺為原料制取2.4-DCFB要簡便得多。
采用對-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(yīng)時幾乎無副產(chǎn)物。
權(quán)利要求
1. 一種2.4-二氯氟苯合成方法，其特征在于a.O-DCB采用硝酸與硫酸的混合物進(jìn)行硝化，其配比為O-DCB∶HNO3∶H2SO4＝1∶1.2～3∶0.5～4.5(摩爾比)，反應(yīng)溫度為20～80℃，硝化反應(yīng)結(jié)束后，分離廢酸，用液堿中和，再水洗至中性，脫水，干燥后得3.4-DCNB(III)；b.(III)在偶極溶劑存在下與KF反應(yīng)，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(yīng)溫度為170～190℃，氟化反應(yīng)結(jié)束后，用水汽蒸餾得3-Cl-4FNB(IV)粗品，再經(jīng)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(yīng)器，(IV)∶氯氣＝1∶1.2～3.5，反應(yīng)溫度300℃以上，氯化反應(yīng)結(jié)束后，從反應(yīng)器出口得2.4-DCFB(I)粗品，再經(jīng)真空脫除氯和NO2，然后精餾提純得含量大于98％的2.4-DCFB。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種2.4-二氯氟苯合成方法，其特征在于d.a中所說的反應(yīng)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(yīng)溫度為400℃。
3.一種2.4-二氯氟苯合成方法，其特征在于g.P-DCB采用硝酸與硫酸的混合物進(jìn)行硝化，其配比為P-DCB∶HNO3∶H2SO4＝1∶1.2～3∶0.5～4.5，反應(yīng)溫度為20～65℃，硝化反應(yīng)結(jié)束后，分離廢酸，用液堿中和，再水洗至中性，脫水，干燥后得2.5-DCNB(VI)；h.(VI)在偶極溶劑存在下與KF反應(yīng)，其配比(VI)∶KF＝1∶1.5～3(VI)∶溶劑＝1∶1.5～4，溶劑為DMF或DMSO，反應(yīng)溫度為170℃～190℃，或者在沸騰溫度下回流反應(yīng)，氟化反結(jié)束后，用水汽蒸餾得2-F-5-CNB (VII)粗品，再經(jīng)真空精餾得(VII)純品；i.在300℃以上的溫度下氯氣與汽化后的(VII)一起通入管式反應(yīng)器中，(I)∶Cl2＝1∶1.2～3，氯化反應(yīng)結(jié)束后，從反應(yīng)器出口得2.4-DCFB(VII)粗品，再經(jīng)真空脫除氯和NO2，然后精餾提純得含量大于98％的2.4-DCFB。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種2.4-二氯氟苯合成方法，其特征在于j.g中的反應(yīng)溫度為55～60℃；k.h中的反應(yīng)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，其特征在于n.O-DCB與P-DCB的混合物采用硝酸與硫酸的混合物進(jìn)行硝化，其配比O-及P-DCB∶HNO3∶H2SO4＝1∶1.5～4∶0.5～5，反應(yīng)溫度為20～60℃，硝化反應(yīng)結(jié)束后分離廢酸，用液堿中和，再水洗至中性，脫水，干燥后得硝化物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(yīng)，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(yīng)結(jié)束后，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(yīng)器，(IV)與(VIII)混合物∶Cl2＝1∶1.5～5，氯化反應(yīng)結(jié)束后，從反應(yīng)器出口得2.4-DCFB粗品，再經(jīng)真空脫氣，精餾得含量大于98％的2.4-DCFB。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種2.4-二氯氟苯合成方法，其特征在于p.n中O-P-DCB∶HNO3∶H2SO4＝1∶2～2.5∶1～1.5，反應(yīng)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(yīng)溫度為400℃，(IV)與(VII)混合物∶Cl2＝1∶2～2.5。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種2，4-二氯氟苯合成方法。本發(fā)明是從鄰-二氯苯(O-DCB)或?qū)?二氯苯(P-DCB或者O-DCB與P-DCB的混合物出發(fā)經(jīng)過硝化，氟化，氯化三次反應(yīng)合成2，4-DCFB。本發(fā)明克服了易爆炸的缺點，2，4-DCFB中沒有二氯氟苯的異構(gòu)體，工藝步驟比由氟氯苯胺為原料合成2，4-DCFB要簡便得多，采用對-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(yīng)時幾乎無副產(chǎn)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(yōu)先權(quán)日1994年12月29日
發(fā)明者許文松 申請人:浙江大學(xué)