一种2，4-二氯三氟甲苯的制备方法技术

本发明专利技术公开一种2，4

【技术实现步骤摘要】
一种2，4
‑
二氯三氟甲苯的制备方法


[0001]本专利技术涉及化工领域，特别涉及一种2，4
‑
二氯三氟甲苯的制备方法。

技术介绍

[0002]2，4
‑
二氯三氟甲苯是除草剂敌乐胺的中间体，同时也可应用于医药、染料及高分子领域，是一种重要的有机中间体，具有良好的市场应用前景。目前关于其合成的研究较少，主要集中于国内少数公司，目前未见其工业化的相关报道。这主要是由于其合成过程中，副反应极易发生、产物多样化且无明显实用价值，催化剂回收困难等，制约了其工业化的进程。
[0003]2，4
‑
二氯三氟甲苯的制备工艺主要有两种：一种是以2，4
‑
二氯甲苯为原料，经侧链氯化、氟化制备；另外一种是以间二氯苯为原料，通过傅克烷基化、氟化制备。上述两种工艺中，以2，4
‑
二氯甲苯为原料反应，氯化深度易控制，副产物少；而以间二氯苯为原料，会存在烷基化深度的控制问题，反应杂质多，难以控制。因此，目前主流的研究方向都是以2，4
‑
二氯甲苯为原料制备2，4
‑
二氯三氟甲苯。但2，4
‑
二氯甲苯原料价格较高，若直接以2，4
‑
二氯甲苯为原料制备2，4
‑
二氯三氟甲苯，成本较高；另外，2，4
‑
二氯甲苯本身也是一种多用途的原料，可广泛应用于农药、医药、染料、材料等领域。故应从价格低廉的原料出发先合成出2，4
‑
二氯甲苯后再进一步合成2，4
‑
二氯三氟甲苯。
[0004]2，4
‑
二氯甲苯的制备目前共有四种工艺：美国专利US3366698公开了一种以对氯甲苯为原料，Lewis酸催化下制备2，4
‑
二氯甲苯的工艺，收率66.4％，主要难点在于氯化深度的控制。PRZEMYSL CHEMICZNY期刊于1979年公开了一种以邻氯甲苯为原料，与SO2Cl2反应，制备2，4
‑
二氯甲苯的工艺，收率41％，主要难度在于三废多、产物分离困难。澳大利亚专利AU2016102216A4公开了一种以2，4
‑
二氨基甲苯为原料，与氯化钾、氯化钴的溶液反应，制备2，4
‑
二氯甲苯的工艺，收率85％，该工艺起始原料昂贵，且产生的废水及废盐较多，不适宜于大规模生产；中国专利CN1080279A公开了一种以3
‑
氯
‑4‑
甲基苯胺为原料，经重氮化、桑德迈尔反应制备2，4
‑
二氯甲苯，收率88％，该工艺的起始原料也同样昂贵，且工艺安全环保都要求较高。因此，从经济及安全环保的角度来看，以对氯甲苯为原料合成2，4
‑
二氯三氟甲苯是目前最适合工业化的路线，但现有技术存在收率低、副产物多，氯化深度控制难等缺点。

技术实现思路

[0005]为解决上述技术问题，本专利技术以对氯甲苯为原料，通过对氯化、氟化工艺的改进，合成2，4
‑
二氯三氟甲苯，该制备方法氯化深度可控，得到的2，4
‑
二氯甲苯收率高；优化氟化工艺，实现定向氟化，降低了体系酸性，减少了多烷基化产物含量及对反应器的腐蚀。
[0006]为实现上述技术目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]一种2，4
‑
二氯三氟甲苯的制备方法，包括如下步骤：
[0008](1)核氯化：以对氯甲苯为原料，Lewis酸催化剂作用下，在精馏反应一体化反应装
置内，在设定反应温度下持续通氯反应，反应产物经精馏分离后原料循环进入反应系统，单独氯化，监测反应，控制氯气通入速度，单次原料的反应转化率为15％，至原料转化率≥90％，泵出，进入精馏系统，分离得到2，4
‑
二氯甲苯和3，4
‑
二氯甲苯的混合物；
[0009](2)侧链氯化：取2，4
‑
二氯甲苯和3，4
‑
二氯甲苯的混合物，加入反应器内，LED光源照射，加入光氯化催化剂及金属抑制剂，升温，通入氯气保温反应3～5h，得到侧链氯化反应液；
[0010](3)氟化：将所得反应液加入蒙乃尔合金高压反应釜内，投入氟化催化剂，关反应釜，开搅拌，常温下，分批次压入指定量的氟化氢；升温至氟化反应温度反应6～36h，同时开启尾气排放阀门，将尾气排入氟化氢回收系统；反应完毕，缓慢降温至常温，将反应压力降至常压。抽真空去除氟化氢后，将物料转至聚氯乙烯瓶内，加入氢氧化钙，静置，过滤，将滤液转入精馏系统，精馏，分离，得产物2，4
‑
二氯三氟甲苯。
[0011]反应化学方程式如下所示：
[0012][0013]优选地，所述Lewis酸催化剂为FeX3、FeX2、ZrX4、WX6、SbX3、CuX2、MoX5、NbX5、(C6H4CH2)2OSbCl或(C6H4CH2SCH2C
10
H6)SbCl中的一种或多种，其中X为Cl或F。
[0014]进一步，所述Lewis酸催化剂附着于多孔材料上，其中所述多孔材料为颗粒活性炭、球形氯化钙、沸石或其他类多孔成型物。
[0015]进一步，所述精馏反应一体化反应装置包括再沸器1、精馏塔2、冷凝器3、接收缓冲罐4、对氯甲苯储罐5、管式反应器6、氯气储罐7，所述精馏塔2的冷凝器3与管式反应器6相连接，所述精馏塔2与再沸器1连接。
[0016]进一步，所述管式反应器为直管或盘管，倾斜角度为90～270
°
，进料方式可为自重式或动力驱动式，反应段为一段或多段式。
[0017]优选的，所述核氯化反应温度为20～70℃，所述氯气通入速度根据回流液内对氯甲苯含量进行动态调节。
[0018]优选的，所述侧链氯化为液相光氯化或气相高温氯化。
[0019]进一步，所述侧链氯化过程中通入氯气的量为2，4
‑
二氯甲苯和3，4
‑
二氯甲苯混合物摩尔量的1.0～1.2倍。
[0020]优选的，所述氟化催化剂为非金属卤化物，包括：PCl
x
F3‑
X
、PCl
x
F3‑
X
、BCl
x
F3‑
X
、SeCl
x
F3‑
X
(X≥0)。
[0021]进一步，所述氟化反应温度为80～160℃，反应压力1～3MPa。
[0022]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0023](1)本专利技术通过对反应器的改进，将精馏过程创造性的应用于反应过程中，使原料对氯甲苯与产物2，4
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二氯甲苯分离，单独氯化，减少多氯化物的产生，降低了反应过程中2，4
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二氯甲苯的含量，使得氯化深度更加可控，避免氯化深度加剧，大大降本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种2，4
‑
二氯三氟甲苯的制备方法，包括如下步骤：(1)核氯化：以对氯甲苯为原料，Lewis酸催化剂作用下，在精馏反应一体化反应装置内，在设定反应温度下持续通氯反应，反应产物经精馏分离后原料循环进入反应系统，单独氯化，监测反应，控制氯气通入速度，单次原料的反应转化率为15％，至原料转化率≥90％，泵出，进入精馏系统，分离得到2，4
‑
二氯甲苯和3，4
‑
二氯甲苯的混合物；(2)侧链氯化：取2，4
‑
二氯甲苯和3，4
‑
二氯甲苯的混合物，加入反应器内，LED光源照射，加入光氯化催化剂及金属抑制剂，升温，通入氯气保温反应3～5h，得到侧链氯化反应液；(3)氟化：将所得反应液加入蒙乃尔合金高压反应釜内，投入氟化催化剂，关反应釜，开搅拌，常温下，分批次压入指定量的氟化氢；升温至氟化反应温度反应6～36h，同时开启尾气排放阀门，将尾气排入氟化氢回收系统；反应完毕，缓慢降温至常温，将反应压力降至常压。抽真空去除氟化氢后，将物料转至聚氯乙烯瓶内，加入氢氧化钙，静置，过滤，将滤液转入精馏系统，精馏，分离，得产物2，4
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二氯三氟甲苯；反应化学方程式如下所示：2.如权利要求1所述一种2，4
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二氯三氟甲苯的制备方法，其特征在于，所述Lewis酸催化剂为FeX3、FeX2、ZrX4、WX6、SbX3、CuX2、MoX5、NbX5、(C6H4CH2)2OSbCl或(C6H4CH2SCH2C
10
H6)SbCl中的一种或多种，其中X为Cl或F。3.如权利要求2所述一种2，4
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二氯三氟甲苯的制备方法，其特征在于，所述Lewis酸催化剂附着于多孔材料上，其中所述多孔材料为颗粒活性炭、球形氯化钙、沸石或其他类多孔成型物。4.如权利要求1－3任意一项所述一种2，4
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【专利技术属性】
技术研发人员：赵恒军，潘国东，翟志兵，徐科，张旗，
申请(专利权)人：江苏三美化工有限公司，
类型：发明
国别省市：