CN116063143B - 一种2,4-二氯氟苯的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种2,4‑二氯氟苯的制备方法，属于有机合成技术领域，所述制备方法由以下步骤组成：亚硝基化反应，氟化反应，氯化反应；所述亚硝基化反应，将3,4‑二氯苯胺固体粉末、过氧化氢溶液、催化剂加入反应容器内，使用氮气将反应容器内的空气进行置换，避光下在30min内升温至15‑85℃，搅拌反应1‑4h，然后在15min内降温至70℃，氮气保护下在70℃下进行热过滤，得到滤饼；将滤饼在1.5h内降温至25℃，然后向滤饼中加入有机溶剂搅拌溶解，过滤，对滤液进行减压蒸干，得到3,4‑二氯亚硝基苯；本发明能够降低反应温度和能耗，提高产物的收率和纯度，降低生产过程中的环境污染，减少后处理难度。

Description

一种2,4-二氯氟苯的制备方法
技术领域
本发明涉及有机合成技术领域，具体涉及一种2,4-二氯氟苯的制备方法。
背景技术
2,4-二氯氟苯是合成新型抗菌剂氟喹诺酮类药物的重要中间体。主要用于合成环丙氟哌酸和甲氟哌酸等。是用于制备抗精神病特效药三氟哌啶醇、三氟哌丁苯、五氟利多、喹诺酮类药物环丙沙星等产品的主要原材料，同时还用于农药杀虫剂、杀卵剂及塑料、树脂的鉴定。
现有的2,4-二氯氟苯的制备方法主要有：
一、以氟苯为原料
1.先将 HNO3与 H2SO4配成混酸，然后于 50-55℃下缓慢滴加氟苯，于 88-98℃下反应2h，经脱水、减压蒸馏可得2,4-二硝基氟苯，将 2,4-二硝基氟苯于90℃下通氯气，经精馏可得2,4-二氯氟苯，总收率为 70.55%；
2.以氟苯为原料，先经硝化得到硝基氟苯，然后在催化剂作用下加入氯气进行氯化反应得到 2,4-二氯氟苯，产率达 86.5%，纯度达99.3%；
3.以氟苯为原料，经硝化和氯化两步反应制备2,4-二氯氟苯。
因为氟苯价格较高，造成了生产成本很高，现有生产中一般不以氟苯为原料。
二、以二氯苯为原料：
1.以邻二氯苯为原料，经硝化、氟代、氯代等步骤制备2,4-二氯氟苯，总收率为67%；
2.以对二氯苯为原料，经过硝化、氟化、氯化3 步合成得到 2,4-二氯氟苯，总收率达 56.9%，产品中2,4-二氯氟苯的质量分数≥98.6%。
但是二氯苯的氟化一般是在非质子极性溶剂二甲亚砜中进行，由于该溶剂的沸点都和对硝基氟苯沸点很接近，在减压蒸馏下较难分离，若用水蒸汽蒸馏会造成溶剂无法回收利用，产品成本升高，且二氯亚砜味道较重毒性大。
三、以硝基苯类为原料：
1.以对氯硝基苯为原料，先氟代得到对氟硝基苯，然后氯化制得 3-氯-4-氟硝基苯，再高温氯代得到目标产品，总收率达70.7%；但是对氯硝基苯的氟化一般是在非质子极性溶剂二甲亚砜或二甲基甲酰胺中进行，由于该两溶剂的沸点都和对硝基氟苯沸点很接近，在减压蒸馏下较难分离，若用水蒸汽蒸馏会造成溶剂无法回收利用，产品成本升高。
2.以2,4-二硝基氯苯为原料，与氟化钾反应得到 2,4-二硝基氟苯，收率为88.5%，2,4-二硝基氟苯在高温下与氯气反应生成 2,4-二氯氟苯，收率为82.5%，纯度可达99.5%以上；
但是氟化阶段溶剂和产物难以分离，产品成本很高，且在氯化阶段由于水分和含铁杂质的带入，由于该工艺要采用高温氟化，操作者稍有不慎，氟化温度会急剧上升使空气中，导致硝基氯苯超过爆炸极限，实际上采用此路线的生产厂家已先后发生了几起爆炸事故。
四、以苯胺为原料：
1.采用 2,4-二氯苯胺为原料，经重氮化得几乎定量的 2,4-二氯苯胺重氮盐，后以氟硼酸置换，再加热分解得到 2,4-二氯氟苯，收率为50.2%，纯度达99.2%；由于2,4-二氯苯胺重氮氟硼酸盐的热分解过程难以控制，时常发生危险，难以实现工业化生产。
2.以3-氯-4-氟苯胺为原料，经重氮化反应制备，工艺成熟，产品质量很高，但目前3-氯-4-氟苯胺的价格已高于2,4-二氯氟苯的价格，故该路线已无实际工业化意义。
3.以 N-乙酰苯胺氯化，经氯化、脱酰、重氮化、热分解而制得 2,4-二氯氟苯，并通过改进后处理，使收率达76.8%，但是热分解过程中容易产生危险。
4.以乙酰苯胺为原料经氯化，脱酰、重氮化、热分解而制得2，4-二氯氟苯，此法步骤多，收率低，生产成本高，三废量大，而且由于重氮盐在热分解过程中分解温度较高，反应剧烈，不易控制，而且热解残物呈焦油状，导致产物不能完全蒸出，收率不高，目前工业化生产2,4-二氯氟苯已不采用此法。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明提供了一种2,4-二氯氟苯的制备方法，能够降低反应温度和能耗，提高产物的收率和纯度，降低生产过程中的环境污染，减少后处理难度。
为解决以上技术问题，本发明采取的技术方案如下：
一种2,4-二氯氟苯的制备方法，反应路线如下：
Figure SMS_1
一种2,4-二氯氟苯的制备方法，由以下步骤组成：亚硝基化反应，氟化反应，氯化反应；
所述亚硝基化反应，将3,4-二氯苯胺固体粉末、过氧化氢溶液、催化剂加入反应容器内，使用氮气将反应容器内的空气进行置换，避光下在30min内升温至15-85℃，搅拌反应1-4h，然后在15min内降温至70℃，氮气保护下在70℃下进行热过滤，得到滤饼；将滤饼在1.5h内降温至25℃，然后向滤饼中加入有机溶剂搅拌溶解，过滤，对滤液进行减压蒸干，得到3,4-二氯亚硝基苯；
所述亚硝基化反应中，所述过氧化氢溶液的质量浓度为30%；
所述亚硝基化反应中，所述催化剂为金负载二氧化钛催化剂Au/TiO2，其中，活性成分金的质量分数为5%；
所述亚硝基化反应中，所述有机溶剂为甲醇、乙醇、丙酮中的一种；
所述亚硝基化反应中，所述催化剂的重量占3,4-二氯苯胺和催化剂总重量的1-2.5%；
所述亚硝基化反应中，3,4-二氯苯胺固体粉末与过氧化氢溶液中的过氧化氢的摩尔比为0.1:0.225-0.45；
所述亚硝基化反应中，3,4-二氯苯胺固体粉末与有机溶剂的摩尔比为0.1:0.2-0.6。
所述氟化反应，将3,4-二氯亚硝基苯、高活性氟化钾加入反应容器内，在35min内升温至130-150℃，搅拌反应10-14h，然后自然降温至25℃，加入甲苯，搅拌溶解，然后加入纯化水，搅拌后静置分层，除去下层水层，将上层有机层的甲苯蒸出后，减压精馏，得到3-氯-4-氟亚硝基苯；
所述氟化反应中，3,4-二氯亚硝基苯与高活性氟化钾的摩尔比为0.1:0.105-0.12；
所述氟化反应中，3,4-二氯亚硝基苯、甲苯、纯化水的重量比为17.6:20:10。
所述氯化反应，将3-氯-4-氟亚硝基苯、引发剂加入反应容器中，使用氮气将反应容器内的空气进行置换，然后在搅拌下升温至140-180℃，通入氯气，控制氯气的通入速度为150ml/min，设定回流比3:1收集馏分，将尾气依次通入酸、酸、碱、碱内进行吸收，反应5h后，将反应瓶中残留物料进行碱洗、水洗后烘干；将收集瓶中红棕色粗品馏分经过水洗、碱洗、水洗、减压精馏后，得到2,4-二氯氟苯；
所述氯化反应中，所述引发剂为光照、偶氮二异丁腈、氯化铵中的一种；当所述引发机为光照时，光照引发的时间为整个氯化反应；当所述引发剂为偶氮二异丁腈时，引发剂与3-氯-4-氟亚硝基苯的重量比为0.6:320；当所述引发剂为氯化铵时，引发剂与3-氯-4-氟亚硝基苯的重量比为1.2:320。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
（1）本发明的2,4-二氯氟苯的制备方法，相比于3,4-二氯苯胺原有路线，本发明使用亚硝基化反应取代现有氟苯工艺中重氮化反应，避免了重氮化过程使用毒性较大的亚硝酸钠以及氟硼酸等，大大降低了后续三废的处理难度，同时产物单一，具有反应温度低、能耗少，选择性好转化率高等优点；
（2）本发明的2,4-二氯氟苯的制备方法，相比于现有的2,4-二氯氟苯工艺路线中的氟化工艺，本发明的氟化过程不使用溶剂与催化剂，相较于现有的相转移催化剂催化工艺，避免了使用昂贵的相转移催化剂，从而降低生产成本，相较于现有的溶剂法工艺，避免了大量使用非质子溶剂DMSO或二甲基甲酰胺等毒性大味道重的溶剂，大大降低了成产过程中的环境污染，且氟化过程中氟化剂使用量大大降低，不仅节约了原料成本而且减少了后处理难度；
（3）本发明的2,4-二氯氟苯的制备方法，相比于现有的2,4-二氯氟苯工艺路线中的氟化工艺，本发明的氟化工艺反应温度低，产生焦油量少，选择性高，反应温度低，不仅大大节省了能源成本同时减少了焦油的产生提高了选择性降低了能耗成本；
（4）本发明的2,4-二氯氟苯的制备方法，相比于现有的2,4-二氯氟苯工艺路线中的氯化工艺，本发明的氯化工艺反应产生的尾气亚硝酰氯纯度较高，且尾气成分简单，经过98%浓硫酸吸收后产生较为纯净亚硝基硫酸，可以不经过处理或简单处理后直接使用或当副产物卖出；（5）本发明的2,4-二氯氟苯的制备方法，分为亚硝基化反应、氟化反应、氯化反应，其中，亚硝基化反应制备的3,4-二氯亚硝基苯的液相纯度为82.80-96.46%，摩尔收率为81.59-96.17%；氟化反应制备的3-氯-4-氟亚硝基苯的气相纯度为80.22-88.30%，摩尔收率为70.34-84.75%；氯化反应制备的2,4-二氯氟苯的摩尔收率为81.48-94.11%。
附图说明
图1为将实施例1-13制备的3,4-二氯亚硝基苯等量混合后进一步提纯后的气相质谱图；
图2为图1的5.584处的离子峰的气相质谱图；
图3为将实施例1-13制备的3,4-二氯亚硝基苯等量混合并进一步提纯后的液相色谱图，其中8.75min为3,4-二氯亚硝基苯；
图4为实施例21得到的收集瓶中粗产物的液相色谱图；
图5为实施例21得到的2,4-二氯氟苯产品的液相色谱图；
图6为实施例22得到的收集瓶中粗产物的液相色谱图；
图7为实施例23得到的收集瓶中粗产物的液相色谱图；
图8为实施例24得到的收集瓶中粗产物的液相色谱图；
图9为实施例25得到的收集瓶中粗产物的液相色谱图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现说明本发明的具体实施方式。
实施例1 亚硝基化反应
1.准备250ml四口瓶，加入3,4-二氯苯胺固体粉末16.2g（0.1mol），30%过氧化氢溶液34g（0.3mol），加入催化剂0.25g（催化剂的重量占3,4-二氯苯胺和催化剂总重量的1.5%），先使用氮气不断吹扫四口瓶，将四口瓶中空气置换干净，避光，在30min内升温至85℃后，开启搅拌并将搅拌速度控制至800rpm，反应2h，反应过程中可见四口瓶中逐渐有固体结晶析出。
所述催化剂为金负载二氧化钛催化剂Au/TiO2，其中，活性成分金的质量分数为5%；
2.反应完成后，在15min内降温至70℃，氮气保护下在70℃下进行热过滤，得到滤饼，滤饼为3,4-二氯亚硝基苯粗品以及催化剂。
3.将滤饼在1.5h内降温至25℃，然后转移至烧杯中，加入甲醇16g（0.5mol）搅拌溶解，过滤，所得滤饼为催化剂，使用5g甲醇对滤饼进行漂洗，烘干后回收使用，对所得滤液减压蒸干后得到白色固体结晶17.55g，即3,4-二氯亚硝基苯，在氮气保护下对3,4-二氯亚硝基苯进行取样，使用甲醇溶解后进行液相色谱分析，液相纯度为96.46%，摩尔收率为96.17%。
由于3,4-二氯亚硝基苯的稳定性相对较差，不进行提纯，而是直接进行下一步氟化反应。
实施例2
和实施例1不同的是将第1步的反应时间降低至1h，其他步骤相同，第3步得到白色结晶固体17.45g，液相纯度为89.89%，摩尔收率为89.11%。
实施例3
和实施例1不同的是将第1步的反应时间增加至4h，其他步骤相同，第3步得到白色结晶固体17.55g，液相纯度为96.42%，摩尔收率为96.12%。
实施例4
和实施例1不同的是将第1步的反应温度降低至15℃，其他步骤相同，第3步得到白色结晶固体17.34g，液相纯度为82.80%，摩尔收率为81.59%。
实施例5
和实施例1不同的是将第1步的反应温度降低至35℃，其他步骤相同，第3步得到白色结晶固体17.46g，液相纯度为90.72%，摩尔收率为90.00%。
实施例6
和实施例1不同的是将第1步的催化剂用量降低至1%，其他步骤相同，其共计得到白色结晶固体17.41g，液相纯度为87.69%，摩尔收率为86.77%。
实施例7
和实施例1不同的是将第1步的催化剂用量提高至2.5%，其他步骤相同，共计得到白色结晶固体17.55g，液相纯度为96.39%，摩尔收率为96.09%。
实施例8
和实施例1不同的是第3步中第一次加入的甲醇重量为6.4g（0.2mol），其他步骤相同，共计得到白色结晶固体17.47g，液相纯度为91.44%，摩尔收率为90.77%。
实施例9
和实施例1不同的是第3步中第一次加入的甲醇重量为19.2g（0.6mol），其他步骤相同，共计得到白色结晶固体17.54g，液相纯度为96.35%，摩尔收率为96.05%。
实施例10
和实施例1不同的是第3步中第一次加入的甲醇等摩尔量替代为乙醇，其他步骤相同，共计得到白色结晶固体17.53g，液相纯度为95.50%，摩尔收率为95.13%。
实施例11
和实施例1不同的是第3步中第一次加入的甲醇等摩尔量替代为丙酮，其他步骤相同，共计得到白色结晶固体17.52g，液相纯度为94.45%，摩尔收率为94.00%。
实施例12
和实施例1不同的是第1步中加入51g 30%过氧化氢溶液（0.45mol），其他步骤相同，共计得到白色结晶固体17.55g，液相纯度为96.41%，摩尔收率为96.11%。
实施例13
和实施例1不同的是第1步中加入17g 30%过氧化氢溶液（0.225mol），其他步骤相同，共计得到白色结晶固体17.46g，液相纯度为90.51%，摩尔收率为89.77%。
实施例1,2,3对比了不同反应时间对收率的影响。从收率情况来看，在实施例1的基础上继续增加反应时间，收率并没有继续增加，降低反应时间至1h会导致收率降低，说明反应2h最合适，2h即可反应完全继续增加反应时间没有意义，低于2h会导致物料反应不完全，综合来看反应2h时间最为合适。
实施例1,4,5对比了不同反应温度对收率的影响。从收率情况来看，反应对于温度较为敏感，高于或低于25℃都会对收率有重大影响，所以控制温度是反应的关键。
实施例1,6,7对比了不同催化剂用量对收率的影响。从收率情况来看，实施例1中的催化剂加入量最为合适，低于此催化剂用量会导致收率降低，由于催化剂价格较高，继续增加催化剂用量并不能提高收率反而会增加成本。
实施例1,8,9对比了不同甲醇用量对收率的影响。从收率情况来看，甲醇摩尔量为3,4-二氯苯胺摩尔量的4倍是最为合适，低于会导致收率降低，而继续增加溶剂倍数收率提升基本不明显，而过多的溶剂不仅会增加成本还会提高后续减压蒸馏的难度。
实施例1,10,11对比了不同溶剂极性对收率的影响。从收率情况来看，甲醇＞乙醇＞丙酮，极性较高溶剂更有利于反应进行。且甲醇沸点较低，减压蒸馏所需温度更低有利于保护生成的3,4-二氯亚硝基苯不被破坏。
实施例1,12,13对比了不同30%过氧化氢的加入量对收率的影响。从收率情况来看，实施例1最为合适，继续增加使用量并不会提高收率，反而造成原料的浪费，减少使用量会导致收率降低。
将实施例1-13制备的3,4-二氯亚硝基苯等量混合后进行气相质谱分析，得到的气相质谱图见图1所示，然后对图1的5.584处的离子峰进行进一步分析，得到的气相质谱图见图2所示；
然后将实施例1-13制备的3,4-二氯亚硝基苯等量混合后并进一步提纯后进行液相色谱分析，得到的液相色谱图如图3所示，由图3可以看出，提纯后的3,4-二氯亚硝基苯的纯度为99.05%。
实施例14 氟化反应
1.氮气保护下，将实施例1制备的3,4-二氯亚硝基苯17.6g（0.1mol）加入100ml四口瓶，加入高活性氟化钾6.38g（0.11mol），使用电加热套进行升温，在35min内升温至140℃，同时以250rpm的搅拌速度进行搅拌，在140℃下反应12h，反应过程中可见四口瓶内物料逐渐变成深棕色。
2.反应完成后自然降温至25℃，向四口瓶中加入甲苯20g，以350rpm的搅拌速度搅拌溶解，然后加入纯化水10g，搅拌30min后静置分层，使用100ml分液漏斗分液，除去下层水层，上层有机层为3-氯-4-氟亚硝基苯粗品的甲苯溶液，将3-氯-4-氟亚硝基苯粗品的甲苯溶液减压蒸去甲苯，得到3-氯-4-氟亚硝基苯粗品15.16g，液相检测3-氯-4-氟亚硝基苯的含量为88.21%，摩尔收率为83.83%。
3.将3-氯-4-氟亚硝基苯粗品在真空度为0.098MPa下进行减压精馏，收集80-85℃馏分，得高纯度的3-氯-4-氟亚硝基苯，液相检测3-氯-4-氟亚硝基苯的含量99.50%。
实施例15
和实施例14不同的是将第1步的反应温度提高到150℃，其他步骤相同，共计得到3-氯-4-氟亚硝基苯粗品14.55g，液相纯度为84.17%，摩尔收率为76.74%。
实施例16
和实施例14不同的是将第1步的反应温度降低至130℃，其他步骤相同，共计得到3-氯-4-氟亚硝基苯粗品13.99g，液相纯度为80.22%，摩尔收率为70.34%。
实施例17
和实施例14不同的是通过降低氟化钾的加入量将氟化钾与3,4-二氯亚硝基苯的摩尔比降低至1.05，其他步骤相同，共计得到3-氯-4-氟亚硝基苯粗品14.57g，液相纯度为83.77%，摩尔收率为76.50%。
实施例18
和实施例14不同的是通过提高氟化钾的加入量将氟化钾与3,4-二氯亚硝基苯的摩尔比量提高至1.2，其他步骤相同，共计得到3-氯-4-氟亚硝基苯粗品15.31g，液相纯度为88.30%，摩尔收率为84.75%。
实施例19
和实施例14不同的是将第1步中在140℃下的反应时间降低至10h，其他步骤相同，共计得到3-氯-4-氟亚硝基苯粗品14.60g，液相纯度为84.51%，摩尔收率为77.31%。
实施例20
和实施例14不同的是将第1步中在140℃下的反应时间升高至14h，其他步骤相同，共计得到3-氯-4-氟亚硝基苯粗品15.37g，液相纯度为87.41%，摩尔收率为84.20%。
实施例14,15,16对比了不同反应温度对收率的影响。从收率情况来看，反应对温度比较敏感，高于或低于此温度都会对收率有较大影响，所以控制反应温度是关键。
实施例14,17,18对比了不同氟化钾用量对收率的影响。从收率情况来看，将氟化钾与3,4-二氯亚硝基苯的摩尔比控制至1.1即可，继续增加氟化钾用量并不会导致收率提高，反而造成浪费。
实施例14,19,20对比了不同反应时间对收率的影响。从收率情况来看，最合适的反应时间为12h，继续增加反应时间并不会继续提高收率，降低反应时间反而会造成收率降低。
实施例21 氯化反应
1.将实施例1制备的3-氯-4-氟亚硝基苯320g加入500ml机械搅拌反应精馏装置中，加入偶氮二异丁腈0.6g，使用氮气置换装置内空气，置换完成后在150rpm的搅拌下升温至160℃。
2.温度升至160℃后，开始通入氯气，控制氯气的通入速度为150ml/min，通入氯气后见有黄色气体冒出，冷凝端有回流产生，设定回流比3:1收集馏分，尾气依次通入质量分数为98%的浓硫酸、质量分数为98%浓硫酸、质量分数为32%的液碱、质量分数为32%的液碱内进行吸收。
3.反应5h后完成，见冷凝端基本没有馏分采出，停止通入氯气，自然降温至室温。
4.降温至50℃后，将反应瓶中残留物料进行碱洗、水洗后烘干，得到红棕色粗品馏分，称重共计29.59g，液相检测2,4-二氯氟苯的含量为96.17%，3-氯-4-氟亚硝基苯的含量为3.83%；
将收集瓶中红棕色粗品馏分经过水洗、碱洗、水洗后，得到粗产物297.61g，对粗产物进行液相色谱分析，得到的液相色谱图见图4所示，由图4可以看出，粗产物中2,4-二氯氟苯的含量为95.11%，未反应完的3-氯-4-氟亚硝基苯的含量为5.86%。
由此计算出反应物实际生成2,4-二氯氟苯 311.51 g，理论生成2,4-二氯氟苯331.01g，由此计算氯化收率为94.11%。
5.将粗产物经减压精馏收集300Pa下75-89℃的馏分247g，得到2,4-二氯氟苯产品，对2,4-二氯氟苯产品进行液相色谱分析，得到的液相色谱图见图5所示，由图5可以看出，2,4-二氯氟苯产品中2，4-二氯氟苯的液相含量为99.68%。
实施例22
和实施例21不同的是将第2步中的反应温度提高至180℃，其他步骤相同，将反应瓶中残留物料使用碱洗、水洗后烘干，得到红棕色粗品馏分，称重共计48.84g，液相检测2,4-二氯氟苯的含量为95.66%，3-氯-4-氟亚硝基苯的含量为4.34%；将收集瓶中红棕色粗品馏分经过水洗、碱洗、水洗后，得到粗产物282.16g，对粗产物进行液相色谱分析，得到的液相色谱图见图6所示，由图6可以看出，粗产物中2,4-二氯氟苯的含量为91.33%，未反应完的3-氯-4-氟亚硝基苯的含量为2.89%。
由此计算出反应物实际生成 2,4-二氯氟苯 304.42 g，理论生成2,4-二氯氟苯331.01g，由此计算氯化收率为91.97%。
实施例23
和实施例21不同的是将第2步的反应温度降低至140℃，其他步骤相同，将反应瓶中残留物料使用碱洗、水洗后烘干，得到红棕色粗品馏分，称重共计58.73g，液相检测2,4-二氯氟苯的含量为79.30%，3-氯-4-氟亚硝基苯的含量为20.70%；将收集瓶中红棕色粗品馏分经过水洗、碱洗、水洗后，得到粗产物300.66g，对粗产物进行液相色谱分析，得到的液相色谱图见图7所示，由图7可以看出，粗产物中2,4-二氯氟苯的含量为74.21%，未反应完的3-氯-4-氟亚硝基苯的含量为23.48%。由此计算出反应物实际生成 2,4-二氯氟苯269.69 g，理论生成2,4-二氯氟苯331.01g，由此计算氯化收率为81.48%。
实施例24
和实施例21不同的是使用光照代替偶氮二异丁腈进行引发，在反应过程中一直使用强光手电进行照射，其他步骤相同，将反应瓶中残留物料使用碱洗、水洗后烘干，得到红棕色粗品馏分，称重共计70.01g，液相检测2,4-二氯氟苯的含量为66.43%，3-氯-4-氟亚硝基苯的含量为33.57%；将收集瓶中红棕色粗品馏分经过水洗、碱洗、水洗后，得到粗产物269.35g，对粗产物进行液相色谱分析，得到的液相色谱图见图8所示，由图8可以看出，粗产物中2,4-二氯氟苯的含量为83.22%，未反应完的3-氯-4-氟亚硝基苯的含量为5.313%。
由此计算出反应物实际生成2,4-二氯氟苯 270.66 g，理论生成2,4-二氯氟苯331.01g，由此计算氯化收率为81.77%。
实施例25
本实施方法和实施例21不同的是使用1.2g氯化铵代替偶氮二异丁腈作为引发剂，其他步骤相同，反应瓶中残留物料使用碱洗、水洗后烘干，称重共计43.94g，液相检测2,4-二氯氟苯77.74%，3-氯-4-氟亚硝基苯22.26%；将收集瓶中红棕色粗品馏分经过水洗、碱洗、水洗后共计262.0g，对粗产物进行液相色谱分析，得到的液相色谱图见图9所示，由图9可以看出，粗产物中2,4-二氯氟苯的含量为92.37%，未反应完的3-氯-4-氟亚硝基苯的含量为4.06%。
由此计算出反应物实际生成2,4-二氯氟苯276.17g，理论生成2,4-二氯氟苯331.01g，由此计算氯化收率为83.43%。
实施例21,22,23对比了不同反应温度对收率的影响。从收率情况来看，反应对温度比较敏感，高于或低于160℃都会对收率有较大影响，所以控制反应温度是关键。
实施例21,24,25对比了不同引发剂对收率的影响，从收率情况来看，引发剂作为影响氯化反应收率的一个关键点，选用偶氮二异丁腈作为引发剂较为合适。
除非另有说明，本发明中所采用的百分数均为质量百分数。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种2,4-二氯氟苯的制备方法，其特征在于，由以下步骤组成：亚硝基化反应，氟化反应，氯化反应；
所述亚硝基化反应，将3,4-二氯苯胺固体粉末、过氧化氢溶液、催化剂加入反应容器内，使用氮气将反应容器内的空气进行置换，避光下在30min内升温至15-85℃，搅拌反应1-4h，然后在15min内降温至70℃，氮气保护下在70℃下进行热过滤，得到滤饼；将滤饼在1.5h内降温至25℃，然后向滤饼中加入有机溶剂搅拌溶解，过滤，对滤液进行减压蒸干，得到3,4-二氯亚硝基苯；
所述氟化反应，将3,4-二氯亚硝基苯、高活性氟化钾加入反应容器内，在35min内升温至130-150℃，搅拌反应10-14h，然后自然降温至25℃，加入甲苯，搅拌溶解，然后加入纯化水，搅拌后静置分层，除去下层水层，将上层有机层的甲苯蒸出后，减压精馏，得到3-氯-4-氟亚硝基苯；
所述氯化反应，将3-氯-4-氟亚硝基苯、引发剂加入反应容器中，使用氮气将反应容器内的空气进行置换，然后在搅拌下升温至140-180℃，通入氯气，控制氯气的通入速度为150ml/min，设定回流比3:1收集馏分，将尾气依次通入酸、酸、碱、碱内进行吸收，反应5h后，将反应瓶中残留物料进行碱洗、水洗后烘干；将收集瓶中红棕色粗品馏分经过水洗、碱洗、水洗、减压精馏后，得到2,4-二氯氟苯。
2.根据权利要求1所述的2,4-二氯氟苯的制备方法，其特征在于，所述亚硝基化反应中，所述过氧化氢溶液的质量浓度为30%。
3.根据权利要求1所述的2,4-二氯氟苯的制备方法，其特征在于，所述亚硝基化反应中，所述催化剂为金负载二氧化钛催化剂Au/TiO2，其中，活性成分金的质量分数为5%。
4.根据权利要求1所述的2,4-二氯氟苯的制备方法，其特征在于，所述亚硝基化反应中，所述有机溶剂为甲醇、乙醇、丙酮中的一种。
5.根据权利要求1所述的2,4-二氯氟苯的制备方法，其特征在于，所述亚硝基化反应中，所述催化剂的重量占3,4-二氯苯胺和催化剂总重量的1-2.5%。
6.根据权利要求1所述的2,4-二氯氟苯的制备方法，其特征在于，所述亚硝基化反应中，3,4-二氯苯胺固体粉末与过氧化氢溶液中的过氧化氢的摩尔比为0.1:0.225-0.45。
7.根据权利要求1所述的2,4-二氯氟苯的制备方法，其特征在于，所述亚硝基化反应中，3,4-二氯苯胺固体粉末与有机溶剂的摩尔比为0.1:0.2-0.6。
8.根据权利要求1所述的2,4-二氯氟苯的制备方法，其特征在于，所述氟化反应中，3,4-二氯亚硝基苯与高活性氟化钾的摩尔比为0.1:0.105-0.12。
9.根据权利要求1所述的2,4-二氯氟苯的制备方法，其特征在于，所述氟化反应中，3,4-二氯亚硝基苯、甲苯、纯化水的重量比为17.6:20:10。
10.根据权利要求1所述的2,4-二氯氟苯的制备方法，其特征在于，所述氯化反应中，所述引发剂为光照、偶氮二异丁腈、氯化铵中的一种；当所述引发剂为光照时，光照引发的时间为整个氯化反应；当所述引发剂为偶氮二异丁腈时，引发剂与3-氯-4-氟亚硝基苯的重量比为0.6:320；当所述引发剂为氯化铵时，引发剂与3-氯-4-氟亚硝基苯的重量比为1.2:320。
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