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320-60-5 / 2,4-二氯三氟甲苯的制备和应用

背景及概述[1]

2,4-二氯三氟甲苯(2,4-Dichlorobenzotrifluoride)是无色液体,比重1.484,沸点117-118℃,闪点72℃,折射率1.4802,相对密度1.484。不溶于水,能与乙醇、乙醚混溶。2,4-二氯三氟甲苯是重要的有机合成中间体,分子结构中的氟原子使得其具有特殊的活性,在医药、农药、染料等精细有机合成领域应用广泛。其中,在农药上可用作旱田除草剂敌乐胺的原料,该药应用于棉花、大豆和其他园艺作物,是一种高效、低毒旱田除草剂。另外,还用于医药及染料等的合成。

2,4-二氯三氟甲苯的制备和应用

制备[1]

(1)氯化:将800g2,4-二氯甲苯投入3L反应釜中,升温到115℃,添加40g催化剂,开始通入流量为40~80 m3/h的干燥的氯气,控制温度115~117℃,反应时间24小时。2,4-二氯二氯甲苯含量小于0.5%时停止通氯气,改为通入干燥空气排出反应釜中未反应的氯气、反应产生的氯化氢气体和气体杂质,得到2,4-二氯三氯甲苯。

(2)氟化:将4摩尔2,4-二氯三氯甲苯和12摩尔的无水氟化氢压入3L反应釜中,检查各阀门的开启状况。开启搅拌,在夹套内缓慢通入蒸汽,到釜内压力达到1.5MPa时开启尾气排放阀排气,继续升温直到釜内温度110℃,同时控制釜内压力1.5~1.7MPa,当不需要排气而釜内压力不再上升时取样分析,3,4-二氯三氟甲苯含量到98%以上时打开尾气排放阀泄压。泄压结束后,向反应釜内通入干燥空气排出反应釜中未反应的氟化氢、反应产生的氯化氢气体和气体杂质,得到3,4-二氯三氟甲苯粗品。

(3)精馏:将上述粗产品在回流比5:2条件下,常压精馏后收集塔顶气相温度116~119℃的馏分,冷凝后得到纯度99.1wt%的2,4-二氯三氟甲苯。

(4)中和包装:将纯度99.1wt%的2,4-二氯三氟甲苯转入中和釜,加入一定量的纯碱,开启搅拌中和到pH呈现中性后经过滤,然后包装2,4-二氯三氟甲苯成品。

应用[2-3]

应用一、

2,4-二氯-3,5-二硝基三氟甲苯是一种精细有机合成的中间体,常用作农药、医药与染料的合成。2,4-二氯三氟甲苯制备2,4-二氯-3,5-二硝基三氟甲苯的方法如下:

在250mL四口烧瓶中,加入2,4-二氯三氟甲苯35g,95%的发烟硝酸30g,50%发烟硫酸90g,于40℃下搅拌3小时,反应结束后,静置相分离,将下层废酸分离出后,产品水洗,经真空干燥得到纯产品2,4-二氯-3-硝基三氟甲苯,含量99.1%,用于下一步硝化反应。

在500mL四口烧瓶中,加入2,4-二氯-3-硝基三氟甲苯10g和50%发烟硫酸25g,混合搅拌。反应体系加热至55℃,2,4-二氯-3-硝基三氟甲苯全部溶解后,滴加由95%发烟硝酸(10.6g)和50%发烟硫酸(30g)配成的混酸,滴加时间35min,滴加温度55℃。滴加完毕后,升温至100℃,转速为300r/min,保温8h后,再将温度升至110℃,转速不变,保温6h。反应结束后,反应体系静置冷却至75℃,趁热分液,下层的半废酸直接用于第一步硝化反应流程,将上层有机相倒入冰水中,分离得到黄白色固体,后经过滤、冷水洗涤、二氯乙烷重结晶得到白色固体,再在45℃下进行真空干燥直至水分含量≤0.5%,最终得到的2,4-二氯-3,5-二硝基三氟甲苯含量为98.7%,产率为80.9%。

应用二、

CN201510950320.8公开了一种微反应器中合成2,4-二氯-3,5-二硝基三氟甲苯的方法,即在微反应器中,将2,4-二氯三氟甲苯以一股通入反应器起始模块,将硝化剂按比例分成多股通入反应器各个模块合成2,4-二氯-3,5-二硝基三氟甲苯。方法简单,效果良好,大大缩短了反应时间(从96小时降至约200s),优化了物料配比,提高了生产效率,2,4-二氯-3,5-二硝基三氟甲苯产率42.5%。

参考文献

[1] [中国发明] CN201810682777.9 一种2,4-二氯三氟甲苯的制备方法

[2] [中国发明] CN202010418377.4 一种2,4-二氯-3,5-二硝基三氟甲苯的制备方法

[3] CN201510950320.8微反应器中合成2,4-二氯-3,5-二硝基三氟甲苯的方法