CN102746108A - 3,4-二氯三氟甲苯的制备方法 - Google Patents

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王海波
黄伟
李建业
于文智
刘传民
王德强
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Abstract

本发明公开了3,4-二氯三氟甲苯的制备方法，包括步骤：（1）将对氯三氟甲苯和催化剂进入反应器中，搅拌下升温到60℃；（2）向所述反应器中通入干燥氯气并继续升温，温度到70-90℃时恒温，通入干燥氯气反应两小时以上；（3）当3,4-二氯三氟甲苯的含量到90wt%时停止通氯气，排出所述反应器中未反应的氯气、反应产生的氯化氢气体和气体杂质，得到粗产品；（4）将所述粗产品过滤除去催化剂，减压精馏后得到纯度99wt%以上的3,4-二氯三氟甲苯。本发明生产工艺操作简单、催化剂和杂质分离方便和制备产品纯度高。

Description

3,4-二氯三氟甲苯的制备方法
技术领域
本发明属于有机化工技术领域，具体地说，涉及一种3,4-二氯三氟甲苯的制备方法。
背景技术
3,4-二氯三氟甲苯，英文名：3,4-Dichlorobenzotrifluoride，是一种无色透明液体，有卤代苯气味，不溶于水，能与乙醇、乙醚混溶。3,4-二氯三氟甲苯是一种有机化工原料，由于其分子结构中含有氟原子，因此具有许多特殊的性能，广泛用于医药、农药和燃料等领域。3,4-二氯三氟甲苯合成的医药、农药和染料比传统的一些有机中间体合成的具有更强的活性，因此备受国内外关注。含氟医药和农药在性能上相对具有用量少、毒性低、药效高、代谢能力强等特点，这使它在新医药、农药品种中所占比例越来越高。另外含氟染料、含氟表面活性剂、含氟织物整理剂、含氟的氟碳涂料等分别成为各自精细化工领域的高附加值、有发展前景的产品。
目前，已知的3,4-二氯三氟甲苯制备方法是：以对氯甲苯为原料，经过氯化、氟化、核氯化三步反应进行的。合成路线依次包括对氯三氯甲苯的合成、对氯三氟甲苯的合成和3,4-二氯三氟甲苯的合成。在对氯三氟甲苯的核氯化反应中，用稀盐酸处理物料，然后再分离，分离后再用水洗涤，然后再用氯化钙干燥，得到3,4-二氯三氟甲苯。这种方法的收率只有91%，并且生产过程繁琐。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对以上不足，提出一种生产工艺操作简单、催化剂和杂质分离方便和制备产品纯度高的2-氰基丙烯酸酯的制备方法。
为解决以上技术问题，本发明的技术方案如下：
3,4-二氯三氟甲苯的制备方法，包括以下步骤：
（1）将对氯三氟甲苯和催化剂按质量比170-180:1进入反应器中，在300-500r/min速度搅拌下升温到60℃；
（2）向所述反应器中以0.2-0.7m3/h的流量通入干燥氯气并继续升温，温度到70-90℃时恒温，通入干燥氯气反应两小时以上；
（3）当3,4-二氯三氟甲苯的含量到90wt%时停止通氯气，向所述反应器中通入干燥空气或氮气排出所述反应器中未反应的氯气、反应产生的氯化氢气体和气体杂质，得到粗产品；
（4）将所述粗产品过滤除去催化剂，减压精馏后得到纯度99wt%以上的3,4-二氯三氟甲苯。
其中，所述催化剂为铁粉与三氯化铁的混合物。
作为一种方案，所述铁粉和三氯化铁的质量比为1:1-10。
作为进一步的方案，所述铁粉和三氯化铁的质量比为1:1。
作为一种方案，所述对氯三氟甲苯和催化剂的混合物中对氯三氟甲苯的含量在99wt%以上。
作为一种方案，将对氯三氟甲苯和催化剂按质量比175:1进入反应器中。
作为一种方案，所述搅拌速度为400r/min。
作为一种方案，所述步骤（1）中，搅拌下在30分钟内以5℃作为一个梯度，梯度升温到60℃。
作为一种方案，所述步骤（2）中，通入干燥氯气反应两小时后，每0.5小时取样检测3,4-二氯三氟甲苯的含量。
作为一种方案，所述减压精馏条件为：真空度-0.065MPa至-0.07MPa，回流比5:2-3:1，收集塔顶气相温度105-115℃的馏分，冷凝为3,4-二氯三氟甲苯产品。
由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1.本发明以对氯三氟甲苯和氯气为原料，以铁粉和三氯化铁的混合物做为催化剂制备3,4-二氯三氟甲苯，对氯三氟甲苯和氯气为化工生产中常用的化工原料，两者在70-90℃的温度下进行反应，条件温和易于工艺操作；铁粉和三氯化铁的混合物做催化剂进行核氯化时，三氯化铁首先起到催化作用，同时铁粉和氯气也发生反应，继而参加后续的催化作用，避免了催化剂在一定时间的过量，保证了催化剂起到持续的催化作用。由于铁粉和三氯化铁催化后都变为三氯化铁，在后续生产中可以通过过滤装置除去，因而避免了后续处理困难的问题。以300-500r/min速度进行搅拌，达到反应物与催化剂均匀分散的目的，有利于提高产品的纯度。
2.本发明在300-500r/min速度搅拌下，在30分钟内梯度升温到60℃。采用梯度升温的方法，一方面可以使加热的过程梯度化进行，一方面使反应物与催化剂均匀分散得的更好，有利于后续通氯气反应的进行。检测3,4-二氯三氟甲苯的含量有利于生产的精确控制，后续采用减压精馏提高了产品的纯度和精度。
具体实施方式
下面的实施例对本发明做进一步说明，其目的是能更好理解本发明的内容。但是实施例不以任何方式限制本发明的范围。本专业领域的技术人员在本发明权力要求范围内做出的改进和调整也应属于本发明的权利和保护范围：
实施例1
将340g对氯三氟甲苯（市场销售、含量99wt%以上、分子量180.55、CAS号98-56-6）、1g铁粉和1g三氯化铁进入反应器中，检测对氯三氟甲苯和催化剂的混合物中对氯三氟甲苯的含量在99.2wt%。在300r/min速度搅拌下升温到60℃；向反应器中以0.2m3/h的流量通入干燥氯气并继续升温，温度到70℃时恒温，通入干燥氯气反应两小时以上；当检测到3,4-二氯三氟甲苯的含量到90wt%时停止通氯气，排出所述反应器中未反应的氯气、反应产生的氯化氢气体和气体杂质，得到粗产品；将粗产品过滤除去催化剂后减压精馏，减压精馏条件为：回流比3:1，塔顶收集温度105℃，真空度-0.065MPa至-0.07MPa。得到3,4-二氯三氟甲苯，纯度99.7%，收率94.6%。
实施例2
将420g对氯三氟甲苯（市场销售、含量99wt%以上、分子量180.55、CAS号98-56-6）、0.4g铁粉和2g三氯化铁进入反应器中，检测对氯三氟甲苯和催化剂的混合物中对氯三氟甲苯的含量在99.2wt%。在400r/min速度搅拌下在30分钟内以5℃为一梯度，梯度升温到60℃；向反应器中以0.5m3/h的流量通入干燥氯气并继续升温，温度到80℃时恒温，通入干燥氯气两小时后，每0.5小时取样检测3,4-二氯三氟甲苯的含量；当3,4-二氯三氟甲苯的含量到90wt%时停止通氯气，向所述反应器中通入干燥空气排出所述反应器中未反应的氯气、反应产生的氯化氢气体和气体杂质，得到粗产品；将粗产品过滤除去催化剂后减压精馏，减压精馏条件为：回流比8:3，塔顶收集温度110℃，真空度-0.065MPa至-0.07MPa。得到3,4-二氯三氟甲苯，纯度99.6%，收率93.8%。
实施例3
将396g对氯三氟甲苯（市场销售、含量99wt%以上、分子量180.55、CAS号98-56-6）、0.2g铁粉和2g三氯化铁进入反应器中，检测对氯三氟甲苯和催化剂的混合物中对氯三氟甲苯的含量在99.1wt%。在500r/min速度搅拌下在30分钟内梯度升温到60℃；向反应器中以0.7m3/h的流量通入干燥氯气并继续升温，温度到90℃时恒温，通入干燥氯气两小时后，每0.5小时取样用气谱检测3,4-二氯三氟甲苯的含量；当3,4-二氯三氟甲苯的含量到90wt%时停止通氯气，向所述反应器中通入氮气排出所述反应器中未反应的氯气、反应产生的氯化氢气体和气体杂质，得到粗产品；将粗产品过滤除去催化剂后减压精馏，减压精馏条件为：回流比5:2，塔顶收集温度115℃，真空度-0.065MPa至-0.07MPa。得到3,4-二氯三氟甲苯，纯度99.7%，收率94.2%。

Claims (10)

1.3,4-二氯三氟甲苯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将对氯三氟甲苯和催化剂按质量比170-180:1进入反应器中，在300-500r/min速度搅拌下升温到60℃；
（2）向所述反应器中以0.2-0.7m3/h的流量通入干燥氯气并继续升温，温度到70-90℃时恒温，通入干燥氯气反应两小时以上；
（3）当3,4-二氯三氟甲苯的含量到90wt%时停止通氯气，向所述反应器中通入干燥空气或氮气排出所述反应器中未反应的氯气、反应产生的氯化氢气体和气体杂质，得到粗产品；
（4）将所述粗产品过滤除去催化剂，减压精馏后得到纯度99wt%以上的3,4-二氯三氟甲苯。
2.根据权利要求1所述的3,4-二氯三氟甲苯的制备方法，其特征在于：所述催化剂为铁粉与三氯化铁的混合物。
3.根据权利要求2所述的3,4-二氯三氟甲苯的制备方法，其特征在于：所述铁粉和三氯化铁的质量比为1:1-10。
4.根据权利要求3所述的3,4-二氯三氟甲苯的制备方法，其特征在于：所述铁粉和三氯化铁的质量比为1:1。
5.根据权利要求1所述的3,4-二氯三氟甲苯的制备方法，其特征在于：所述对氯三氟甲苯和催化剂的混合物中对氯三氟甲苯的含量在99wt%以上。
6.根据权利要求1所述的3,4-二氯三氟甲苯的制备方法，其特征在于：将对氯三氟甲苯和催化剂按质量比175:1进入反应器中。
7.根据权利要求1所述的3,4-二氯三氟甲苯的制备方法，其特征在于：所述搅拌速度为400r/min。
8.根据权利要求1所述的3,4-二氯三氟甲苯的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中，搅拌下在30分钟内以5℃作为一个梯度，梯度升温到60℃。
9.根据权利要求1所述的3,4-二氯三氟甲苯的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中，通入干燥氯气反应两小时后，每0.5小时取样检测3,4-二氯三氟甲苯的含量。
10.根据权利要求1所述的3,4-二氯三氟甲苯的制备方法，其特征在于，所述减压精馏条件为：真空度-0.065MPa至-0.07MPa，回流比5:2-3:1，收集塔顶气相温度105-115℃的馏分，冷凝为3,4-二氯三氟甲苯产品。
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