一种间硝基三氟甲苯的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种间硝基三氟甲苯的制备方法，在有机溶剂中用三氟甲苯与浓硫酸和硝酸进行硝化反应，具体是将三氟甲苯、有机溶剂和浓硫酸，在搅拌下，控温30～40℃，滴加发烟硝酸，保温反应6‑10小时，反应结束后，静置分液，有机相用碱性水溶液调节PH呈碱性，有机相进行脱溶，最后进行减压蒸馏，得到间硝基三氟甲苯。本发明专利技术用二氯乙烷、四氯化碳等氯代非极性溶剂作为反应溶剂进行硝化反应，减少硝化反应过程中的剧烈放热，使反应条件温和、提高了安全性；同时大幅度减少了酸的用量和后处理碱的用量，减少了三废，使后处理简单，产品易于分离，操作简便，副反应少，产率高，产品纯度高，工艺污染小。

【技术实现步骤摘要】
一种间硝基三氟甲苯的制备方法
本专利技术涉及一种间硝基三氟甲苯的制备方法，属于有机合成

技术介绍
间硝基三氟甲苯是合成用途广泛的除草剂—苯基杂芳基甲酸和苯基杂芳基硫代甲酸酯等物质的重要原料，也是合成抗结核药物—哒嗪吲哚二酮等物质的重要原料。间硝基三氟甲苯产品主要供应于全球市场。目前，制备间硝基三氟甲苯的方法是以三氟甲苯为原料，经过硫酸与硝酸的混酸硝化得到产品。然而该方法反应条件苛刻，危险性很高，这主要是由于反应在混酸条件下进行，温度控制较难，具体来说，硝化反应是放热反应，温度越高，硝化反应的速度越快，放出的热量越多，极易造成温度失控而发生爆炸。另外，传统工艺在控温的条件下直接将碱液加入到反应液中，后处理碱的用量大，导致后处理繁琐等问题。因此，如何能使间硝基三氟甲苯的硝化反应在温和条件下进行，提高制备安全性，同时简化后处理，成为了间硝基三氟甲苯制备领域亟待解决的技术问题之一。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种间硝基三氟甲苯的制备方法，以克服现有工艺的不足，解决反应过程中可能发生爆炸以及后处理繁琐的问题，得到高产率、高质量的间硝基三氟甲苯。本专利技术提供了一种间硝基三氟甲苯的制备方法，包括：在有机溶剂中用式(I)所示的三氟甲苯与浓硫酸和硝酸进行硝化反应，制备式(II)所示的间硝基三氟甲苯根据本专利技术的一个具体但非限制性的实施方案，所述制备方法包括：将式(I)所示的三氟甲苯、有机溶剂和浓硫酸，在搅拌下，控温30～40℃，滴加发烟硝酸，保温反应6-10小时，反应结束后，静置分液，有机相用碱性水溶液调节PH呈碱性，有机相进行脱溶，最后进行减压蒸馏，得到式(II)所示的间硝基三氟甲苯。根据本专利技术的一个具体但非限制性的实施方案，其中，所述有机溶剂为氯代非极性溶剂。根据本专利技术的一个具体但非限制性的实施方案，其中，所述有机溶剂为二氯乙烷和/或四氯化碳。根据本专利技术的一个具体但非限制性的实施方案，其中，所述三氟甲苯与所述有机溶剂的摩尔比为1:1～5。根据本专利技术的一个具体但非限制性的实施方案，其中，所述三氟甲苯与所述有机溶剂的摩尔比为1:1～2。根据本专利技术的一个具体但非限制性的实施方案，其中，所述三氟甲苯与所述浓硫酸的摩尔比为1:0.5～1.5。根据本专利技术的一个具体但非限制性的实施方案，其中，所述三氟甲苯与所述浓硫酸的摩尔比为1:0.5～0.8。根据本专利技术的一个具体但非限制性的实施方案，其中，所述硝酸的浓度为92-98％，所述三氟甲苯与硝酸的摩尔比为1:1-2。根据本专利技术的一个具体但非限制性的实施方案，其中，所述碱性水溶液为NaOH和/或KOH水溶液。本专利技术的有益效果主要体现在：1.本专利技术将间硝基三氟甲苯制备过程中的硝化反应改为在有机溶剂条件下进行，具体是用二氯乙烷、四氯化碳等氯代非极性溶剂作为反应溶剂进行硝化反应，减少硝化反应过程中的剧烈放热，从而克服现有工艺用单一混酸硝化反应容易发生爆炸、控温难的技术问题，使生产操作更简单，安全性更高。2.本专利技术的制备方法大幅度减少了酸的用量，后处理碱的用量也随之大幅减少，解决了现有工艺后处理繁琐的问题。3.本专利技术的制备方法反应条件温和、危险性低，后处理简单，产品易于分离，操作简便，副反应少，产率高，产品纯度高，整个工艺污染小，适合大规模工业化生产。具体实施方式下文提供了具体的实施方式进一步说明本专利技术，但本专利技术不仅仅限于以下的实施方式。通常，间硝基三氟甲苯由三氟甲苯硝化得到。根据现有技术，该硝化反应都是在单一的硫酸与硝酸混酸条件下进行的。但由于混酸硝化存在大量的放热现象，可能会导致生产过程中发生爆炸，从而降低生产安全性。另外，由于后处理需要用碱将反应液PH值调为碱性，因此导致产生大量三废，产品后处理操作浪费。本申请的专利技术人经过长期研究发现，若改为在有机溶剂条件下硝化，用二氯乙烷、四氯化碳等氯代非极性溶剂作为反应溶剂进行硝化反应，能够大幅降低剧烈放热的现象，其原因可能是溶剂稀释了三氟甲苯的浓度，同时使三氟甲基与硝酸反应从均相反应变成了两相反应，使反应放热缓慢，除此之外，溶剂吸收反应放热的同时也与外部温度发生热交换，导致热量能够及时释放；同时，也大幅度减少了酸的用量以及后处理碱的用量，使产品后处理更加简单，产品更容易分离，减少三废的产生，有益效果十分显著。而在二氯乙烷、四氯化碳等氯代非极性有机溶剂中硝化制备间硝基三氟甲苯，目前未见文献报道。本专利技术提供一种间硝基三氟甲苯的制备方法，用有机溶剂参与间硝基三氟甲苯的制备。本专利技术间硝基三氟甲苯的制备方法包括：将式(I)所示的三氟甲苯，有机溶剂和浓硫酸加入到反应容器中，在搅拌下，控温30～40℃，滴加发烟硝酸，保温反应6-10小时，反应结束后，静置分液，有机相用碱性水溶液调节PH呈碱性，有机相进行脱溶，最后进行减压蒸馏，得到式(II)所示的间硝基三氟甲苯。具体地，有机溶剂通常选用氯代非极性溶剂，如二氯乙烷、四氯化碳等。三氟甲苯与有机溶剂的摩尔比通常为1:1～5，优选为1:1～2，优选为1:1.5。三氟甲苯与浓硫酸的摩尔比通常为1:0.5～1.5，优选为1:0.5～0.8，最优选为1:0.7。发烟硝酸的浓度为92-98％。三氟甲苯与硝酸的摩尔比通常为1:1-2。碱性水溶液通常使用NaOH或KOH水溶液。我们经过研究发现，浓硫酸和有机溶剂的用量对整个硝化反应有重要的影响。下面有机溶剂以二氯乙烷为例进一步说明浓硫酸和溶剂的用量对硝化反应的影响。在除浓硫酸以外，其他条件一定的情况下，当浓硫酸与三氟甲苯的摩尔比小于0.5时，产品的收率较低，在70％以下，这可能是由于浓硫酸的量过低，催化与脱水效果不够，硝化反应进行得不完全；随着浓硫酸用量的继续增加，产品收率不断增加，当浓硫酸与三氟甲苯的摩尔比为0.7左右时，产品收率可达92％以上；当浓硫酸与三氟甲苯的摩尔比大于0.7时，产品收率变化不明显。因此，综合考虑，浓硫酸与三氟甲苯的摩尔比优选为0.5～0.8：1。在除二氯乙烷以外，其他条件一定的情况下，当二氯乙烷与三氟甲苯的摩尔比小于1时，反应过程中升温现象特别明显，滴加需要很长时间；随着二氯乙烷用量的继续增加，剧烈升温现象不断降低，当二氯乙烷与三氟甲苯的摩尔比为1.5时，无剧烈升温现象，且产品收率也可达92％以上；当二氯乙烷与三氟甲苯的摩尔比大于1.5时，反应现象基本相同，无剧烈升温现象，且产品收率也未有明显提高。因此，综合考虑，二氯乙烷与三氟甲苯的摩尔比优选为1～2：1。本专利技术间硝基三氟甲苯的制备方法，危险性低，反应条件温和，副反应少，后处理简单，产品易于分离，产率高，产品纯度高，适合工业化生产。下面结合具体实施例对本专利技术作进一步阐述，但本专利技术并不限于以下实施例。上文及下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。上文及下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。...

【技术保护点】
1.一种间硝基三氟甲苯的制备方法，包括：在有机溶剂中用式(I)所示的三氟甲苯与浓硫酸和硝酸进行硝化反应，制备式(II)所示的间硝基三氟甲苯/n

【技术特征摘要】
1.一种间硝基三氟甲苯的制备方法，包括：在有机溶剂中用式(I)所示的三氟甲苯与浓硫酸和硝酸进行硝化反应，制备式(II)所示的间硝基三氟甲苯





2.根据权利要求1的制备方法，包括：将式(I)所示的三氟甲苯、有机溶剂和浓硫酸，在搅拌下，控温30～40℃，滴加发烟硝酸，保温反应6-10小时，反应结束后，静置分液，有机相用碱性水溶液调节PH呈碱性，有机相进行脱溶，最后进行减压蒸馏，得到式(II)所示的间硝基三氟甲苯。


3.根据权利要求1或2的制备方法，其中，所述有机溶剂为氯代非极性溶剂。


4.根据权利要求3的制备方法，其中，所述有机溶剂为二氯乙烷和/或四氯化碳。

【专利技术属性】
技术研发人员：宫宁瑞，
申请(专利权)人：北京格林凯默科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11