2,4-二氯三氟甲苯的制备和应用

背景及概述^[1]

2,4-二氯三氟甲苯（2,4-Dichlorobenzotrifluoride）是无色液体，比重1.484，沸点117-118℃，闪点72℃，折射率1.4802，相对密度1.484。不溶于水，能与乙醇、乙醚混溶。2,4-二氯三氟甲苯是重要的有机合成中间体，分子结构中的氟原子使得其具有特殊的活性，在医药、农药、染料等精细有机合成领域应用广泛。其中，在农药上可用作旱田除草剂敌乐胺的原料，该药应用于棉花、大豆和其他园艺作物，是一种高效、低毒旱田除草剂。另外，还用于医药及染料等的合成。

制备^[1]

（1）氯化：将800g2,4-二氯甲苯投入3L反应釜中，升温到115℃，添加40g催化剂，开始通入流量为40～80 m3/h的干燥的氯气，控制温度115～117℃，反应时间24小时。2,4-二氯二氯甲苯含量小于0.5%时停止通氯气，改为通入干燥空气排出反应釜中未反应的氯气、反应产生的氯化氢气体和气体杂质，得到2,4-二氯三氯甲苯。

（2）氟化：将4摩尔2,4-二氯三氯甲苯和12摩尔的无水氟化氢压入3L反应釜中，检查各阀门的开启状况。开启搅拌，在夹套内缓慢通入蒸汽，到釜内压力达到1.5MPa时开启尾气排放阀排气，继续升温直到釜内温度110℃，同时控制釜内压力1.5～1.7MPa，当不需要排气而釜内压力不再上升时取样分析，3,4-二氯三氟甲苯含量到98%以上时打开尾气排放阀泄压。泄压结束后，向反应釜内通入干燥空气排出反应釜中未反应的氟化氢、反应产生的氯化氢气体和气体杂质，得到3,4-二氯三氟甲苯粗品。

（3）精馏：将上述粗产品在回流比5:2条件下，常压精馏后收集塔顶气相温度116～119℃的馏分，冷凝后得到纯度99.1wt%的2,4-二氯三氟甲苯。

（4）中和包装：将纯度99.1wt%的2,4-二氯三氟甲苯转入中和釜，加入一定量的纯碱，开启搅拌中和到pH呈现中性后经过滤，然后包装2,4-二氯三氟甲苯成品。

应用^[2-3]

应用一、

2,4-二氯-3,5-二硝基三氟甲苯是一种精细有机合成的中间体，常用作农药、医药与染料的合成。2,4-二氯三氟甲苯制备2,4-二氯-3,5-二硝基三氟甲苯的方法如下：

在250mL四口烧瓶中，加入2,4-二氯三氟甲苯35g，95%的发烟硝酸30g，50%发烟硫酸90g，于40℃下搅拌3小时，反应结束后，静置相分离，将下层废酸分离出后，产品水洗，经真空干燥得到纯产品2,4-二氯-3-硝基三氟甲苯，含量99.1%，用于下一步硝化反应。

在500mL四口烧瓶中，加入2,4-二氯-3-硝基三氟甲苯10g和50%发烟硫酸25g，混合搅拌。反应体系加热至55℃，2,4-二氯-3-硝基三氟甲苯全部溶解后，滴加由95%发烟硝酸（10.6g）和50%发烟硫酸（30g）配成的混酸，滴加时间35min，滴加温度55℃。滴加完毕后，升温至100℃，转速为300r/min，保温8h后，再将温度升至110℃，转速不变，保温6h。反应结束后，反应体系静置冷却至75℃，趁热分液，下层的半废酸直接用于步硝化反应流程，将上层有机相倒入冰水中，分离得到黄白色固体，后经过滤、冷水洗涤、二氯乙烷重结晶得到白色固体，再在45℃下进行真空干燥直至水分含量≤0.5%，最终得到的2,4-二氯-3,5-二硝基三氟甲苯含量为98.7%，产率为80.9%。

应用二、

CN201510950320.8公开了一种微反应器中合成2,4-二氯-3,5-二硝基三氟甲苯的方法，即在微反应器中，将2，4-二氯三氟甲苯以一股通入反应器起始模块，将硝化剂按比例分成多股通入反应器各个模块合成2,4-二氯-3,5-二硝基三氟甲苯。方法简单，效果良好，大大缩短了反应时间（从96小时降至约200s），优化了物料配比，提高了生产效率，2,4-二氯-3,5-二硝基三氟甲苯产率42.5%。

参考文献

[1] [中国发明] CN201810682777.9 一种2,4-二氯三氟甲苯的制备方法

[2] [中国发明] CN202010418377.4 一种2,4-二氯-3,5-二硝基三氟甲苯的制备方法

[3] CN201510950320.8微反应器中合成2,4-二氯-3,5-二硝基三氟甲苯的方法