专利名称：2，4-二氯氟苯合成方法
技术领域：
本发明涉及2.4-二氯氟苯合成方法。
从前合成2.4-DCFB的方法有以下几种由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-氟苯氨经重氮化、及Sandmeyer反应制取。
特开平-1-226836为利用2.4-二硝基氟苯(2.4-DNFB)在300℃以上与氯在反应管中反应合成2.4-DCFB，这种方法缺点是二硝基化合物容易爆炸。
由氟苯制取2.4-DCFB，氯化的结果，至少有六种异构体，持开平-4-1144采用这种方法，2.4-DCFB生成率50～60％，选择性80％左右。异构体的分离十分困难。
由3-氯-4-氟苯氨(3-Cl-4-FBA)合成2.4-DCFB工艺路线太长，而且3-Cl-4-FBA的重氮化合物在Sandmeyer反应时易爆炸。
本发明的目的是提供一种2.4-二氯氟苯合成方法。
2.4-二氯氟苯(2.4-DCFB)是合成抗菌素环丙氟哌酸的原料。
本发明是从邻-二氯苯(O-DCB)或对-二氯苯(P-DCB)或者O-DCB与P-DCB的混合物出发，经过硝化、氟化、氯化三次反应，合成2.4-DCFB。
合成方法为一、由邻二氯苯出发合成2.4-DCFB的反应工艺是 O-DCB采用硝酸与硫酸的混合物进行硝化，其配比为O-DCB∶HNO3∶H2SO4＝1∶1.2～3∶0.5～4.5(摩尔比)，反应常压下进行，反应温度为20～80℃，最好是40～50℃。硝化反应结束后，分离废酸，用液碱中和，再水洗至中性，脱水，干燥后得3.4-DCNB(III)；(III)在偶极溶剂存在下与KF反应，(III)∶溶剂＝1∶1.5～4(体积比)最好是1∶2～2.5，III∶KF＝1∶1.5～3(摩尔比)，最好是1∶2～2.5，溶剂是DMF或DMSO，反应在常压下进行，反应温度为170～190℃，氟化反应结束后，用水汽蒸馏得3-Cl-4-FNB(IV)粗品，再经真空精馏得3-Cl-4-FNB纯品。
在紫外光催化或高温下氯与汽化了的3-Cl-4-FNB一起通入管式反应器，(IV)∶氯气＝1∶1.2-3.5最好是1∶1.5～2，反应温度在300℃以上，最好是400℃。氯化反应结束后，从反应器出口得2.4-DCFB(I)粗品，再经真空脱除氯和NO2，然后精馏提纯得含量大于98％的2.4-DCFB。
二、由对-二氯苯出发合成2.4-DCFB的反应工艺是 P-DCB采用硝酸与硫酸的混合物进行硝化，其配比为P-DCB∶HNO3∶H2SO4＝1∶1.2～3∶0.5～4.5，反应在常压下进行，反应温度为20～65℃，最好是55～60℃，硝化反应结束后，分离废酸，用液碱中和，再水洗至中性，脱水，干澡后得2.5-DCNB(VI)；(VI)在偶极溶剂存在下与KF反应，其配比(VI)∶KF＝1∶1.5～3(摩尔比)，最好是1∶2～2.5，(VI)∶溶剂＝1∶1.5～4 (体积化)，最好是1∶2～2.5，溶剂为DMF或DMSO，反应温度在170～190℃，最好是190℃，或者在沸腾温度下回流反应。氯化反应结束后，用水汽蒸馏得2-F-5-CINB(VII)粗品，再经真空精馏得(VII)纯品。
在300℃以上的温度下，氯气与汽化后的(VII)一起通入管式反应器中，(VII)∶Cl2＝1∶1.2～3，最好是1∶1.5～2.5(体积比)，氯化反应结束后，从反应器出口得2.4-DCFB(VII)粗品，再经真空脱除氯气和NO2，然后精馏提纯得含量大于98％的2.4-DCFB。
三、由混合二氯苯出发合成2.4-DCFB。
O-DCB与P-DCB的混合物(其中O-位含30％左右，P-位含70％左右)采用硝酸与硫酸的混合物进行硝化，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(摩尔比)，反应温度为20～60℃，最好是4 0～50℃。硝化反应结束后，分离废酸，用液碱中和，再水洗至中性，脱水，干燥后得硝化物3.4-DCNB(III)与2.5-DCNB(VI)混合物。
(III)与(VI)混合物在偶极溶剂存在下与KF反应，其配比(III)与(II)混合物∶溶剂＝1∶1.5～4，最好是1∶2～2.5(体积比)；(III)与(VI)混合物∶KF＝1∶1.5～3，最好是1∶2～2.5(摩尔比)，溶剂为DMF或DMSO，氟化反应结束后，水汽蒸馏，再真空精馏得(IV)与(VII)的混合物。
在300℃以上温度下，氯气与汽化了的(IV)与(VII)混合物一起通入管式反应器，(IV)与(VII)混合物∶Cl2＝1∶1.5～5，最好是1∶2～2.5(体积比)，反应温度最好为400℃，氯化反应结束后，从反应器出口得，2.4-DCFB粗品，再经真空脱气，精馏得含量大于98％的2.4-DCFB。
实施例1第一步在500ml玻璃三颈瓶中加入浓硝酸65g，浓硫酸75g，放在恒温水浴中升温至45～50℃；边搅拌边滴加O-DCB 75g，半小时加完，再保温反应2小时结束。分去废酸，用3 0％碱酸中和一次，再加蒸馏水洗涤至中性，脱水得3.4-DCNB(III)91.2 g。含量97.5％，得率93％。废酸用100ml水稀释，分离得(III)5.7g，总得率98.1％。
第二步3.4-DCNB 9 6g，加DMSO 140ml置于500ml三颈瓶中搅拌溶解，升温至120℃，缓慢加入干燥粉状的KF 60g，激烈搅拌，升温至190℃左右，回流反应约1小时；冷却至100℃，用水汽蒸馏，分离冷却固化后的馏出物，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三颈瓶中，加热至沸腾汽化，调节汽化量0.01mol/min；氯气从钢瓶中排出，通过流量计计量，调节为0.02mol/min，通入预热器预热至200℃，与3-Cl-4-FNB一起通入氯化反应管中进行反应，反应温度380℃。反应管出口即为2.4-DCFB。反应管直径25mm，有效长度800mm，石英玻璃制成，反应管出口连接冷凝器。汽相产物在冷凝器内冷凝成液相，同时与多余的氯气分离。反应1小时，约得产物粗品61.4g，含量91.8％。三颈瓶中尚有3-Cl-4-FNB约30g。
该粗品经精馏后得2.4-DCFB 55.2g，含量99.1％。
实施例2
第一步在500ml三颈瓶中加入浓硝酸70g，浓硫酸80g；放在恒温水浴上加入至50℃～55℃，边搅拌边滴加对-二氯苯(P-DCB)75g，半小时加完；恒温在55～60℃反应2小时结束，分去废酸，再经30％碱液中和，水洗，脱水得2.5-DCNB 90.6g；废酸用100ml水稀释，分离出2.5-DCNB 4.3g。共得产品94.9g，含量98.4％，得率97.03％。
第二步2.5-DCNB 96g，DMSO 150ml，置于500ml三颈瓶中搅拌溶解，升温至120℃，缓慢加入KF 60g(干燥，粉状)，激烈搅拌，升温至约190℃，回流反应1小时；冷却至100℃，通入水汽进行蒸馏，结束后，分离冷却固化的馏出物，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三颈瓶中，加热沸腾汽化，调节汽化量0.01mol/min；同时调节氯气流量为0.02mol/min，并预热至200℃后，与2-F-5-CINB一起进入反应管反应。反应温度380℃反应管直径25mm，有效反应长度800mm，石英玻璃管制成，出口连一冷凝器。从反应管排出的产物，冷凝成液体与剩余氯分离，反应1小时，得2.4-DCFB粗产物61.5g，含量90.95％。
该粗品精馏后得2.4-DCFB精品55g，含量＞98％。
实施例3第一步在1000ml三颈瓶中加入浓硝酸140g，浓硫酸160g，置于恒温水浴中加热至45～50℃，边搅拌边滴加混合二氯苯(其中0-占30％，P-占70％)150g，在一小时内加完，然后在50℃下恒温反应2小时。除去废酸，硝化物中和，洗涤，脱水，得混合二氯硝基苯181 g，含量97.0％，得率92.3％，在废酸中加水150ml，分离出硝基物约10g，故总得率97.4％。
第二步将第一步所得产物干燥后，取100g及DMSO 160ml加入1000ml三颈瓶中搅拌溶解，升温至120℃，缓慢加入干燥粉状KF 60g，激烈搅拌，升温至190℃，回流反应1小时。冷却至100℃，通入水蒸汽进行蒸馏，蒸馏结束分离冷却固化的馏出物，得混合氟氯硝基苯77g，含量97.2％。
第三步将第二步的产物100g，加入500ml三颈瓶中，加热汽化，调节汽化量0.01mol/min；调节氯气流量为0.02mol/min，将之预热至200℃后，一起通入反应管进行反应，反应温度400℃。反应管与例1，2相同。反应1小时，得2.4-DCFB 62g，含量89.9％。
该粗品经精馏后得精品2.4-DCFB 54.5g，含量98.7％。
本发明的优点本发明克服了易爆炸的缺点；2.4-DCFB中没有二氯氟苯的异构体；工艺步骤比由氟氯苯胺为原料制取2.4-DCFB要简便得多。
采用对-二氯苯为原料或混合二氯苯为原料，原料成本大大降低，对-二氯苯硝化反应时几乎无副产物。
权利要求
1. 一种2.4-二氯氟苯合成方法，其特征在于a.O-DCB采用硝酸与硫酸的混合物进行硝化，其配比为O-DCB∶HNO3∶H2SO4＝1∶1.2～3∶0.5～4.5(摩尔比)，反应温度为20～80℃，硝化反应结束后，分离废酸，用液碱中和，再水洗至中性，脱水，干燥后得3.4-DCNB(III)；b.(III)在偶极溶剂存在下与KF反应，其配比为(III)∶KF＝1∶1.5～3，(III)∶溶剂＝1∶1.5～4(体积比)，溶剂为DMF或DMSO，反应温度为170～190℃，氟化反应结束后，用水汽蒸馏得3-Cl-4FNB(IV)粗品，再经真空精馏得3-Cl-4-FNB纯品；c.在紫外光催化或高温下，氯气与汽化了的3-Cl-4-FNB一起通入管式反应器，(IV)∶氯气＝1∶1.2～3.5，反应温度300℃以上，氯化反应结束后，从反应器出口得2.4-DCFB(I)粗品，再经真空脱除氯和NO2，然后精馏提纯得含量大于98％的2.4-DCFB。
2.根据权利要求1所述的一种2.4-二氯氟苯合成方法，其特征在于d.a中所说的反应温度为40～50℃；e.b中所说的(III)∶溶剂＝1.2～2.5，(III)∶KF＝1∶2～2.5；f.c中所说的(IV)∶氯＝1∶1.5～2，反应温度为400℃。
3.一种2.4-二氯氟苯合成方法，其特征在于g.P-DCB采用硝酸与硫酸的混合物进行硝化，其配比为P-DCB∶HNO3∶H2SO4＝1∶1.2～3∶0.5～4.5，反应温度为20～65℃，硝化反应结束后，分离废酸，用液碱中和，再水洗至中性，脱水，干燥后得2.5-DCNB(VI)；h.(VI)在偶极溶剂存在下与KF反应，其配比(VI)∶KF＝1∶1.5～3(VI)∶溶剂＝1∶1.5～4，溶剂为DMF或DMSO，反应温度为170℃～190℃，或者在沸腾温度下回流反应，氟化反结束后，用水汽蒸馏得2-F-5-CNB (VII)粗品，再经真空精馏得(VII)纯品；i.在300℃以上的温度下氯气与汽化后的(VII)一起通入管式反应器中，(I)∶Cl2＝1∶1.2～3，氯化反应结束后，从反应器出口得2.4-DCFB(VII)粗品，再经真空脱除氯和NO2，然后精馏提纯得含量大于98％的2.4-DCFB。
4.根据权利要求3所述的一种2.4-二氯氟苯合成方法，其特征在于j.g中的反应温度为55～60℃；k.h中的反应温度为190℃，(VI)∶溶剂＝1∶2～2.5，(VI)∶KF＝1∶2～2.5；l.i中的(VII)∶Cl2＝1∶1.5～2.5。
5.一种2.4-二氯氟苯合成方法，其特征在于n.O-DCB与P-DCB的混合物采用硝酸与硫酸的混合物进行硝化，其配比O-及P-DCB∶HNO3∶H2SO4＝1∶1.5～4∶0.5～5，反应温度为20～60℃，硝化反应结束后分离废酸，用液碱中和，再水洗至中性，脱水，干燥后得硝化物3.4-DCNB(III)与2.5-DCB(VI)混合物；m.(III)与(VI)混合物在偶极溶剂存在下与KF反应，其配比(III)与(VI)混合物∶溶剂＝1∶1.5～4，(III)与(VI)混合物∶KF＝1∶1.5～3，溶剂为DMF或DMSO，氟化反应结束后，水汽蒸馏再真空精馏得(IV)与(VII)的混合物；o.在300℃以上温度下氯与汽化了的(IV)与(VIII)一起通入管式反应器，(IV)与(VIII)混合物∶Cl2＝1∶1.5～5，氯化反应结束后，从反应器出口得2.4-DCFB粗品，再经真空脱气，精馏得含量大于98％的2.4-DCFB。
6.根据权利要求5所述的一种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，反应温度为40～50℃；q.m中(III)与(VI)混合物∶溶剂＝1∶2～2.5(III)与(VI)混合物KF＝1∶2～2.5；r.o中反应温度为400℃，(IV)与(VII)混合物∶Cl2＝1∶2～2.5。
全文摘要
本发明公开了一种2，4-二氯氟苯合成方法。本发明是从邻-二氯苯(O-DCB)或对-二氯苯(P-DCB或者O-DCB与P-DCB的混合物出发经过硝化，氟化，氯化三次反应合成2，4-DCFB。本发明克服了易爆炸的缺点，2，4-DCFB中没有二氯氟苯的异构体，工艺步骤比由氟氯苯胺为原料合成2，4-DCFB要简便得多，采用对-二氯苯为原料或混合二氯苯为原料，原料成本降低，对-二氯苯硝化反应时几乎无副产品。
文档编号C07C205/12GK1117038SQ9412000
公开日1996年2月21日 申请日期1994年12月29日 优先权日1994年12月29日
发明者许文松 申请人:浙江大学