[发明专利]一种2,4-二氯-3,5-二硝基三氟甲苯的制备方法

说明书

本发明公开了一种2,4‑二氯‑3,5‑二硝基三氟甲苯的制备方法，首先以2,4‑二氯三氟甲苯为原料进行第一步硝化反应，反应后相分离成废酸和硝化中间体；再将发烟硝酸和发烟硫酸混合成混酸，与硝化中间体进行第二步硝化反应，反应后相分离成半废酸和目标化合物2,4‑二氯‑3,5‑二硝基三氟甲苯；其中第二步硝化反应分离出来的半废酸可直接循环用于第一步硝化反应中，与2,4‑二氯三氟甲苯混合，进行新一轮的硝化反应。本发明的2,4‑二氯‑3,5‑二硝基三氟甲苯的制备方法在常压下分两步反应，操作简单，成品纯度高；第二步硝化产生的半废酸可供第一步硝化反应直接使用，即实现了循环经济，又减少了废酸排放。

技术领域

本发明属于有机合成制备技术领域，具体涉及一种2,4-二氯-3,5-二硝基三氟甲苯的制备方法。

背景技术

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。Hori Hitoshi等人在《Design and Synthesis of New MitochondiralCytotoxin N-Thiadiazolyanilines that Inhibit Tumor Cell Growth》一文中提到，50%浓度发烟硫酸与发烟硝酸混合作为硝化剂，与2,4-二氯三氟甲苯在80℃下搅拌反应96小时，可合成2,4-二氯-3,5-二硝基三氟甲苯，产率约60%。美国专利US4201724一文中提到，使用含30~33%的SO₃的发烟硫酸与90%硝酸作为硝化剂，与2，4-二氯三氟甲苯在76℃±1℃下搅拌反应96小时，2,4-二氯-3,5-二硝基三氟甲苯产率约79%。Molla M.等在《Synthesisand evaluation of oryzalin analogs against Toxoplasma gondii》一文中同样采用了此方法，不但废酸难以后处理，而且反应时间较长，能耗较高。

专利CN 103304420A公开了一种2,4-二氯-3,5-二硝基三氟甲苯的清洁制备方法，其2,4-二氯-3,5-二硝基三氟甲苯粗产品进行水洗、中和、精制、真空干燥，得到二硝化纯产品2,4-二氯-3,5-二硝基三氟甲苯。按照该专利中所述实验条件进行重复试验发现，得到的最终二硝化产品纯度较低，含量约在85~90%。同时，在一硝化产生后经处理的废酸（采用环己烷萃取浓酸的效果并不理想），其活性大大降低，该批次合成得到的2,4-二氯-3,5-二硝基三氟甲苯含量约在82%左右，纯度较低，达不到规定的质量标准。

发明内容

本发明的目的是提供一种2,4-二氯-3,5-二硝基三氟甲苯的制备方法，在不改变基本操作方法的同时，不仅采用新方法合成高纯度产品（含量98.5%以上），又使合成目标化合物过程中产生的废酸能循环利用，有利于环境保护和节约成本，符合绿色化学的发展方向。

本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种2,4-二氯-3,5-二硝基三氟甲苯的制备方法，以2,4-二氯三氟甲苯为原料，经二步硝化反应，制取2,4-二氯-3,5-二硝基三氟甲苯；其中第二步硝化产生的半废酸循环使用，具体方法如下：

第一步，2,4-二氯三氟甲苯、发烟硝酸与发烟硫酸进行硝化反应，反应后液-液相分离成废酸和硝化中间体化合物2,4-二氯-3-硝基三氟甲苯。

第二步，将硝化中间体化合物2,4-二氯-3-硝基三氟甲苯完全溶解在发烟硫酸中，后滴加由发烟硝酸和发烟硫酸按比例混合的混酸进行硝化反应，反应后液-液相分离，上层粗产品水洗得到2,4-二氯-3,5-二硝基三氟甲苯粗品，下层的半废酸直接用于第一步硝化反应。

第三步，将第二步中的2,4-二氯-3,5-二硝基三氟甲苯粗品用二氯乙烷作为溶剂进行重结晶，再真空干燥得到2,4-二氯-3,5-二硝基三氟甲苯成品。

其中第二步硝化分离出来的半废酸，直接进入第一步硝化反应釜中，与原料2,4-二氯三氟甲苯混合，进行新一轮的硝化反应。