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氟氮精细化学品的合成原理与生产工艺(三)

发布时间:2018-06-15 00:00 作者:中国标准物质网 阅读量:1314

2.6 间三氟甲基苯胺

间三氟甲基苯胺由间硝基三氟甲苯还原而得,其反应式如下:

间硝基三氟甲苯在还原釜中,制成水溶性乳液,在氢压4.05MPa和45~50℃下,用Ni催化剂还原,反应介质的pH值用苯二甲酸氢氧化钠调节为7。加氢毕,放压,用氮气洗涤,分层,有机相用硫酸钠干燥,过滤,得产品间三氟甲基苯胺,其中含间硝基苯甲酯小于0.05%,甲苯胺小于0.1%,其余为产品。

2.7 对三氟甲基苯胺

对三氟甲基苯胺以对氯三氟甲苯为原料,同氨气在高压下反应制得,其反应式如下:

对氯三氟甲苯、氨水加入高压釜内,密封后逐渐升温至190℃,釜内压力达9 MPa,在此压力与温度下,保持反应10h,然后温度降至25℃左右,将粗品用水洗,最后蒸馏收集纯品,收率70%。

2.8 4-氯-2-三氟甲基苯胺

4-氯-2-三氟甲基苯胺以间氯三氟甲基苯为原料,经硝化、还原制得,其反应式如下:

(1)硝化将93%的硫酸和间氯三氟甲基苯在8~10℃温度下滴加到29%的混酸中,滴加毕,继续保持反应1.5h;然后,慢慢地滴加定量的水,控制温度在20~22℃下搅拌0.5h,得硝基物;再将硝基物转移到冰水中,温度不超过30℃,搅拌0.5h,静置分出下层硝基物,再用水洗至中性,硝基物收率≥90%。

(2)还原向反应釜内加入铁粉、水及28%的盐酸,在搅拌下加热至沸腾温度。将上述硝基物滴加到反应液中,滴加毕,保持还原反应3h后,降温至60℃,再加入碳酸钠呈弱酸性,然后冷至40℃以下出料。将混合物进行水蒸气蒸馏,分出有机相,可得合格的氨基物产品,收率≥80%。

2.9 对氟苄胺

对氟苄胺以邻苯二甲酰亚胺为起始原料制得,其反应式如下:

(1)氯甲基邻苯二甲酰亚胺的合成向带有温度计、冷凝器和滴液漏斗的四口烧瓶中加入邻苯二甲酰亚胺44.1份、多聚甲醛12.7份和氯化钠150份,再加入废酸(盐酸浓度28%~30%)219份。然后,徐徐滴加75%硫酸325份,滴加时间10min,升温至72℃,在该温度下反应5h。反应毕,分离出结晶和废酸,结晶经水洗、干燥,得氯甲基邻苯二甲酰亚胺53.7份,以原料邻苯二甲酸亚胺计收率为91.4。

(2) N-(4-氟苯甲基)邻苯二甲酰亚胺的合成向250mL三口烧瓶中依次加入二硫化碳75mL、研细的无水三氯化铝12.5g、N-氯甲基邻苯二甲酰亚胺42.5g,于回流搅拌下,缓缓滴加氟苯40mL,反应液温度控制在60~65℃,反应12h。反应液冷却后,加入碎冰60g和浓盐酸20mL的混合液,于冰水浴中搅拌20min,抽滤,水洗,干燥后,用冰醋酸和无水乙醇的棍合溶剂重结晶,得白色结晶N-(4-氟苯甲基)邻苯二甲酰亚胺33.4g,收率60.6%。

(3)对氟苄胺的合成向100mL反应器中加入N-(4-氟苯甲基)邻苯二甲酰亚胺25.5g和无水乙醇25mL,再加入80%水合肼溶液6.3g,加热回流0.5 h。加入过量的盐酸使析出的白色沉淀分解。冷却后,加入适量的水搅拌,抽滤。滤液用氢氧化钠溶液中和。用乙醚萃取(25mL×3)。有机相合并,并用粒状氢氧化钾干燥。过滤,从滤液中蒸出乙醚,减压蒸馏,收集44~46℃(6.7×10-4 MPa)馏分,得产品7.1g,收率56.5%。

2.10 4-氟-3-硝基苯胺

4-氟-3-硝基苯胺有对氯硝基苯法、氟苯法、对硝基苯胺法和4-氟-3-硝基苯法四种合成方法。

(1)对氯硝基苯法经氟盐取代,还原、硝化制得,其反应式如下:

由对氯硝基苯法制备4-氟-3-硝基苯胺的生产工艺流程见图11-2。

制备实例1

①氟代将对氯硝基苯、二甲基亚砜、无水氟化钾依次加入反应釜内,升温至180℃,保温反应10h,然后降温、过滤、减压蒸馏,回收二甲基亚砜,收集氟化馏出物,收率90%。

②还原将铁粉及氯化铵水溶液加入反应釜内,加热至回流,滴加上述氟化物,加完保温反应2h,进行水蒸气蒸馏,再经分离得氨基物,收率80%。

③硝化将上述氨基物溶解在浓硫酸中,然后在3.5℃间缓慢加入含硝酸9%的混酸,加完后保温反应1h。将反应物放入冰中,再用浓氨水将其溶液调整到碱性;过滤,并将固体物用6%盐酸溶解,然后过滤,滤液用纯碱调至碱性;再经过滤、干燥即得成品,收率73%。

制备实例2

①对氟硝基苯的合成向装有搅拌器、温度计及回流冷凝器的1000mL三口烧瓶中依次加入对氯硝基苯126g、干燥的氟化钾93.2g及二甲基亚砜400mL。开动搅拌器,升温到 181~185℃,保持反应4~6h,反应完毕,降温到常温,反应混合物中除去氯化钾及过量氟化钾,滤液减压分馏,得对氟硝基苯。

②对氟苯胺的合成向装有搅拌器、滴液漏斗及回流冷凝器的三口烧瓶中依次加入0.78mol·L-1氯化铵水溶液100mL和43g铁粉。加热至微沸后,滴加对氟硝基苯35g,滴加完毕,保持回流2h。降温至40℃,过滤,用乙醇洗涤铁泥。把滤液的油层与洗涤液合并,经常压蒸馏除去水和乙醇,然后减压蒸馏,收集80~82℃(5.33×10-4MPa)的馏分。

图11-2  4-氟-3-硝基苯胺的生产工艺流程

③ 3-硝基-4-氟苯胺的合成向装有搅拌器、滴液漏斗及温度计的三口烧瓶中加入浓硫酸91mL,缓慢加入对氟苯胺27.8g,成盐,降温到8~10℃,滴加混酸114.1g(硝酸质量分数为14.3%)。保持反应lh,用冰水稀释,低温下用氨水中和,过滤得粗品,粗品精制后真空干燥得亮橙色结晶,含量97.8%。

此法原料易得且价格较低,合成工艺简单,成本低,有利于工业化生产。

(2)氟苯法氟苯经硝化、分离、还原、再硝化制得。氟苯经硝化得对氟硝基苯和邻氟硝基苯,其中对位和邻位之比一般为88:12,在低温下硝化对位产物可达90%以上。经分离得对位产物;而后经铁粉还原、混酸硝化得3-硝基-4-氟苯胺。

该路线原料易得,合成工艺简单,但邻、对位产物的分离需要较好的精馏装置,而且产品成本受氟苯的价格所左右。

(3)对硝基苯胺法经重氮化、氟化得对硝基氟苯,再经还原、硝化制得。该合成法所采用的是Bolz-Schiemann反应,是一种成熟而古老的方法,但由于苯环上含有硝基,使得相应的氟硼酸重氮盐在热分解过程中分解温度较高,较难控制,需要加入助分解催化剂,而且收率不高。

(4) 4-氟-3-硝基苯胺以PdC12 -V2O5为催化剂一步合成对氟苯胺,然后硝化制得。此法以硝基苯为起始原料,在PdCl2-V2O5的催化作用下,以无水氟化氢为溶剂,用CO加压,在6.41 MPa压力下、150~160℃反应3h,得对氟苯按。该法原料易得,合成工艺路线短,但无水氟化氢需要过量(硝基苯:HF=1:40),后处理复杂,且易污染环境,反应压力高,设备腐蚀严重,转化率较低。

相关链接:氟氮精细化学品的合成原理与生产工艺(二)

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