一种制备3,4-二氟苯腈的方法技术

本发明专利技术提供了一种制备3,4‑二氟苯腈的方法，采用以下步骤：（1）将3,4‑二氟甲苯和五氯化锑加入到氯化反应釜内，打开光照系统，通氯气，进行氯化反应；（2）将步骤（1）的产物放入水解反应釜内，加入氯化锌和极性非质子溶剂，在升温回流条件下进行水解反应，得到氟代苯甲醛；（3）将步骤（2）中的氟代苯甲醛通入到肟化反应釜内进行肟化反应，取得结晶的3,4‑二氟苯腈粗成品；（4）将3,4‑二氟苯腈粗成品重结晶、脱色，制得3,4‑二氟苯腈精品。本发明专利技术反应条件平和，制备工艺简单，具有收率高、纯度高的优点，且反应溶剂可以多次套用，成本低，三废排放少，适合工业化生产。

【技术实现步骤摘要】
一种制备3,4-二氟苯腈的方法
本专利技术涉及化工中间体的
，尤其涉及一种制备3,4-二氟苯腈的方法。
技术介绍
3,4-二氟苯腈可用于农药、医药和含氟液晶显示材料的合成。用它合成的农药选择性强、使用量少、对人类低毒、低残留，是目前最安全的水稻除草剂，是一种发展十分广阔的农药，因此如何高效地合成3,4二氟苯腈受到人们的巨大关注。李付刚等(《农药》第47卷第3期)报道了一种以邻二氟苯为原料，经溴化、氰基化反应制得3,4-二氟苯腈的一步法合成方法，路线如下：该方法以1-溴-3,4-二氟苯为中间体，用氰化亚铜作为氰化试剂，加入相转移催化剂回流反应，将溴原子转化为CN，常压蒸馏出产品，还需要进行精馏得纯品。此路线反应步骤短，且产率不高，并且邻二氟苯价格较高，氰化物毒性较大难以工业化。而在中国专利申请201210176136.9(申请号：2012年5月31日)公开了一种3,4-二氟苯腈的工业化制备工艺，以1,3-二甲基-2-咪唑啉酮为反应溶剂，以N-双(二甲胺基)亚甲基-1.3-二甲基咪唑啉-2-氯化亚铵盐为催化剂，3,4-二氯苯腈和无水氟化钾在氮气保护下，在200-230℃反应20小时，边反应边精馏得粗品3,4二氟苯腈，把粗品3,4-二氟苯腈再精馏得高纯度3,4二氟苯腈，溶剂经蒸馏回收套用。具有工艺简单、反应温和、周期短、产率高等优点。但是，该方法反应时间较长，超过20小时，而且脱卤、焦化等副反应严重，影响了3,4二氟苯腈的产率，并且存在着后处理复杂等问题。基于此，有必要提供一种制备3,4-二氟苯腈的方法，以解决现有技术中存在的问题。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本专利技术提出了一种制备3,4-二氟苯腈的方法，该方法反应条件平和，制备工艺简单，具有收率高、纯度高的优点，且反应溶剂可以多次套用，成本低，三废排放少，适合工业化生产。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：一种制备3,4-二氟苯腈的方法，该方法采用以下步骤：(1)将3,4-二氟甲苯和五氯化锑加入到氯化反应釜内，打开光照系统，并加热升温至120-130℃，开始通氯气，并控制通氯速度，同时将反应中产生的HCl气体负压抽出，当氯化反应结束时，停止通氯气，继续保温1-2h；(2)将步骤(1)的产物放入水解反应釜内，蒸汽加热，当物料温度达到110-120℃时，加入氯化锌和极性非质子溶剂，在升温回流条件下进行水解反应，然后置于脱溶釜内，在0.06-0.1Mpa的真空度下，通入蒸汽加热至130-140℃分馏出极性非质子溶剂，然后再经分层釜分层后取得氟代苯甲醛结晶，然后进行过滤和水洗后，得到氟代苯甲醛；(3)将步骤(2)中的氟代苯甲醛通入到肟化反应釜内，并加入酸性溶剂，升温至120-130℃，然后加入盐酸羟胺、催化剂，反应1h，然后再升温至140℃反应1.5h，最后再升温至160℃反应1h，取得结晶的3,4-二氟苯腈粗成品；(4)将3,4-二氟苯腈粗成品重结晶、脱色，制得3,4-二氟苯腈精品。进一步地，所述步骤(1)中的3,4-二氟甲苯和五氯化锑的投料质量比为220：1-5。进一步地，所述步骤(1)中的氯气的通入速度为10-50kg/hr。进一步地，所述步骤(2)中的氯化锌和3,4-二氟甲苯质量比为2-5:100，极性非质子溶剂和3,4-二氟苯腈的质量比为3-5:1。进一步地，所述步骤(2)中的极性非质子溶剂为N-甲基吡咯烷酮、γ-丁内酯、环丁砜、二甲亚砜、N，N-二甲基甲酰胺中的一种或几种。进一步地，所述步骤(3)中的催化剂和3,4-二氟甲苯质量比为5-10:100，盐酸羟胺和3,4-二氟甲苯的质量比比为0.6-0.8:1，所述酸性溶剂和3,4-二氟甲苯的质量比为1.3-1.7:1。进一步地，所述步骤(3)中的催化剂选自三氯化铝、氯化锌或三氯化铁。进一步地，所述步骤(3)中的酸性溶剂由甲酸和乙酸混合后组成，且所述甲酸和乙酸的混合质量比为2-4:1。进一步地，所述步骤(4)中的精制方法是：将3,4-二氟苯腈粗成品重结晶、离心、干燥，得到3,4-二氟苯腈精品。进一步地，所述步骤(4)中的精制方法是：以甲苯、活性炭脱色处理后，再经干燥，得到3,4-二氟苯腈精品。本专利技术与现有技术相比，具有的有益效果为：本专利技术提供了一种制备3,4-二氟苯腈的方法，该方法反应条件平和，制备工艺简单，具有收率高、纯度高的优点，且反应溶剂可以多次套用，成本低，三废排放少，适合工业化生产，具体该制备方法各步骤的有效效果如下：(1)本专利技术通过加入具有催化功能的五氯化锑可加快氯化反应的进程，提高氯化率，有助于提高3,4-二氟苯腈的产率，同时，通过光照系统的照射，使氯化反应变得活跃，提高氯化率，从而提高了3,4-二氟苯腈的产率，并通过将氯化反应的温度控制在135-145℃范围内，从而使得氯化反应的温度不至于过高或过低，影响氯化反应的进程；(2)本专利技术将氯化产物加入到相容性较好的极性非质子溶剂中，使得氯化产物具有较好的水解环境，并通过加入催化剂氯化锌可以加快水解速度，有利于提高氟代苯甲醛的产率，进而提高3,4-二氟苯腈的产率，并通过脱溶釜、分层釜作用，可以提高氟代苯甲醛的纯度，利于提高3,4-二氟甲苯的纯度，同时，分馏出的极性非质子溶剂可以回收再利用，节约了资源，利于环保；(3)本专利技术通过向肟化反应釜加入相容性较好的酸性溶剂，使得氟代苯甲醛具有较好的肟化反应环境，并通过加入催化剂加速肟化反应进程，从而提高3,4-二氟甲苯的产率，另外，在肟化反应过程中，通过分段式升温，可减少了肟化反应中副产物的产生，从而提高3,4-二氟甲苯的产率；(4)本专利技术通过将3,4-二氟苯腈粗成品进行重结晶和脱色，提高了3,4-二氟苯腈的纯度。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本专利技术所保护的范围。实施例1本实施例的制备3,4-二氟苯腈的方法，包括以下步骤：(1)将3,4-二氟甲苯和五氯化锑加入到氯化反应釜内，打开光照系统，并加热升温至120℃，开始通氯气，并控制通氯速度，同时将反应中产生的HCl气体负压抽出，当氯化反应结束时，停止通氯气，继续保温1h；(2)将步骤(1)的产物放入水解反应釜内，蒸汽加热，当物料温度达到110℃时，加入氯化锌和极性非质子溶剂，在升温回流条件下进行水解反应，然后置于脱溶釜内，在0.06Mpa的真空度下，通入蒸汽加热至130℃分馏出极性非质子溶剂，然后再经分层釜分层后取得氟代苯甲醛结晶，然后进行过滤和水洗后，得到氟代苯甲醛；(3)将步骤(2)中的氟代苯甲醛通入到肟化反应釜内，并加入酸性溶剂，升温至120℃，然后加入盐酸羟胺、催化剂，反应1h，然后再升温至140℃反应1.5h，最后再升温至160℃反应1h，取得结晶的3,4-二氟苯腈粗成品；(4)将3,4-二氟苯腈粗成品重结晶、脱色，制得3,4-二氟苯腈精品。其中，所述步骤(1)中的光照系统可采用可见光高压汞灯进行照射，避免了使用引发剂引发存在的作用时间短、重复添加及安全问题。其中，所述步骤(1)中的3,4-本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备3,4‑二氟苯腈的方法，其特征在于，该方法采用以下步骤：（1）将3,4‑二氟甲苯和五氯化锑加入到氯化反应釜内，打开光照系统，并加热升温至120‑130℃，开始通氯气，并控制通氯速度，同时将反应中产生的HCl气体负压抽出，当氯化反应结束时，停止通氯气，继续保温1‑2h；（2）将步骤（1）的产物放入水解反应釜内，蒸汽加热，当物料温度达到110‑120℃时，加入氯化锌和极性非质子溶剂，在升温回流条件下进行水解反应，然后置于脱溶釜内，在0.06‑0.1Mpa的真空度下，通入蒸汽加热至130‑140℃分馏出极性非质子溶剂，然后再经分层釜分层后取得氟代苯甲醛结晶，然后进行过滤和水洗后，得到氟代苯甲醛；（3）将步骤（2）中的氟代苯甲醛通入到肟化反应釜内，并加入酸性溶剂，升温至120‑130℃，然后加入盐酸羟胺、催化剂，反应1h，然后再升温至140℃反应1.5h，最后再升温至160℃反应1h，取得结晶的3,4‑二氟苯腈粗成品；（4）将3,4‑二氟苯腈粗成品重结晶、脱色，制得3,4‑二氟苯腈精品。

【技术特征摘要】
1.一种制备3,4-二氟苯腈的方法，其特征在于，该方法采用以下步骤：（1）将3,4-二氟甲苯和五氯化锑加入到氯化反应釜内，打开光照系统，并加热升温至120-130℃，开始通氯气，并控制通氯速度，同时将反应中产生的HCl气体负压抽出，当氯化反应结束时，停止通氯气，继续保温1-2h；（2）将步骤（1）的产物放入水解反应釜内，蒸汽加热，当物料温度达到110-120℃时，加入氯化锌和极性非质子溶剂，在升温回流条件下进行水解反应，然后置于脱溶釜内，在0.06-0.1Mpa的真空度下，通入蒸汽加热至130-140℃分馏出极性非质子溶剂，然后再经分层釜分层后取得氟代苯甲醛结晶，然后进行过滤和水洗后，得到氟代苯甲醛；（3）将步骤（2）中的氟代苯甲醛通入到肟化反应釜内，并加入酸性溶剂，升温至120-130℃，然后加入盐酸羟胺、催化剂，反应1h，然后再升温至140℃反应1.5h，最后再升温至160℃反应1h，取得结晶的3,4-二氟苯腈粗成品；（4）将3,4-二氟苯腈粗成品重结晶、脱色，制得3,4-二氟苯腈精品。2.根据权利要求1所述的制备3,4-二氟苯腈的方法，其特征在于，所述步骤（1）中的3,4-二氟甲苯和五氯化锑的投料质量比为220：1-5。3.根据权利要求1所述的制备3,4-二氟苯腈的方法，其特征在于，所述步骤（1）中的氯气的通入速度为10-50kg/hr。4.根据权利要求1所述的制...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭健，
申请(专利权)人：郭健，
类型：发明
国别省市：安徽,34