CN118955296A - 一种以3,4-二氯硝基苯为原料制备2,4-二氟苯胺和2,3,4-三氟苯胺的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种以3,4‑二氯硝基苯为原料制备2,4‑二氟苯胺和2,3,4‑三氟苯胺的方法，其解决了现有技术没有公开同时制备2,4‑二氟苯胺和2,3,4‑三氟苯胺，易于工业化的工艺路线的技术问题；该方法以3,4‑二氯硝基苯为原料，氯化铁为催化剂，通入氯气进行氯化反应，反应结束后，经第一后处理，得到3,4,5‑三氯硝基苯、2,4,5‑三氯硝基苯和2,3,4,5‑四氯硝基苯氯化副产物混合液；将所述氯化副产物混合液加入氟化钾与四甲基氯化铵催化进行氟化反应，反应结束后，经第二后处理，得到2,4‑二氟‑5‑氯硝基苯、2,4‑二氟‑3,5‑二氯硝基苯、2,3,4‑三氟‑5‑氯硝基苯的混合物；向所述混合物加入钯碳进行加氢还原与脱氯反应，反应结束后，经第三后处理，分别得到2,4‑二氟苯胺和2,3,4‑三氟苯胺；可广泛应用于化工技术领域。
Description
技术领域
本申请涉及化工技术领域，特别涉及一种以3,4-二氯硝基苯为原料制备2,4-二氟苯胺和2,3,4-三氟苯胺的方法。
背景技术
2,4-二氟苯胺是一种用途广泛的含氟中间体，被用于有机合成、医药农用化学品、染料和农用化学品的起始物料，是药物分子氟苯水杨酸的合成中间体。合成2,4-二氟苯胺常用的合成路线是将2,4-二氟硝基苯和溶剂混合得到混合液，混合液与氢气于微混合器中混合得到气液混合物；再将气液混合物连续通入填充有镍基催化剂的管式反应器中进行反应得到反应液；最后将反应液蒸馏去除溶剂后得到产品2,4-二氟苯胺。
2,3,4-三氟苯胺是一种重要的化工、医药中间体。在化工、材料领域，其可以用于合成多种 2,3,4- 三氟二苯乙炔类液晶化合物，是开发新型液晶材料的基础原料；在农药领域，由其衍生合成的 N-酰基-N-（2,3,4-三氟苯胺基）丙酸酯类化合物，对小麦纹枯病和瓜类灰霉病达到了70%以上的防治效果；在医药工业上，其可用于合成喹诺酮类抗菌药如洛美沙星、诺氟沙星、左氧氟沙星等，这类药物毒性低、药效持续时间长、副作用小，应用广泛。2,3,4-三氟苯胺常用的合成路线是以邻二氯苯为原料，经硝化后精馏提纯再分步结晶得到2,3-二氯硝基苯和3,4-二氯硝基苯，其中2,3-二氯硝基苯经氟化反应得到2-氟-3-氯硝基苯，氯化得到2,6-二氯氟苯，再经硝化得到二氯一氟硝基苯混合物，经氟化后分离得到2,3,4-三氟硝基苯，经加氢还原后得到2,3,4-三氟苯胺。
但是，现有技术没有公开同时制备2,4-二氟苯胺和2,3,4-三氟苯胺，易于工业化的工艺路线。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述技术的不足，提供一种以3,4-二氯硝基苯为原料制备2,4-二氟苯胺和2,3,4-三氟苯胺的方法，实现工艺路线的工业化。
为此，本发明提供一种以3,4-二氯硝基苯为原料制备2,4-二氟苯胺和2,3,4-三氟苯胺的方法，包括如下步骤：
步骤S1.以3,4-二氯硝基苯为原料，氯化铁为催化剂，通入氯气进行氯化反应，反应结束后，经第一后处理，得到2,4,5-三氯硝基苯和2,3,4,5-四氯硝基苯的氯化副产物混合液；
步骤S2.在四甲基氯化铵的催化作用下，步骤S1得到的所述氯化副产物混合液与无水氟化钾进行氟化反应，反应结束后，经第二后处理，得到2,4-二氟-5-氯硝基苯、2,4-二氟-3,5-二氯硝基苯、2,3,4-三氟-5-氯硝基苯的混合物；
步骤S3.向所述混合物加入钯碳进行加氢还原与脱氯反应，反应结束后，经第三后处理，分别得到2,4-二氟苯胺和2,3,4-三氟苯胺。
优选的，步骤S1中，氯化铁的加入量是3,4-二氯硝基苯质量的1%-2%，优选为1.5%。
优选的，步骤S1中，氯化反应中通入干燥氯气的速度为20-40g/h，优选为30g/h。
优选的，步骤S1中，氯化反应中通入干燥氯气反应时间为3-5h，优选为4h。
优选的，步骤S2中，无水氟化钾的质量是氯化副产物混合液的质量的0.8-1.0倍；优选为0.9倍。
优选的，步骤S2中，氟化反应温度为160-180℃；优选为170℃。
优选的，步骤S2中，氟化反应时间为8-10h；优选为9h。
优选的，步骤S3中，钯碳的投入量是混合物质量的0.1-0.2%；优选当量为0.16%。
优选的，步骤S3中，加氢反应温度为80-100℃；优选为100℃。
优选的，第一后处理方法包括： 加入碱性水溶液洗涤，再水洗至中性；负压0.1Mpa条件下，水浴85℃下进行减压蒸馏，再通过熔融结晶的方式分离出3,4,5-三氯硝基苯固体，得到2,4,5-三氯硝基苯和2,3,4,5-四氯硝基苯的氯化副产物混合液。用于洗涤的碱性水溶液可以为氢氧化钠水溶液等，其浓度可以根据实际情况而定。
优选的，第二后处理方法包括： 第二后处理方法包括：水洗后，在负压0.1Mpa条件下，水浴85℃下进行减压蒸馏，得到2,4-二氟-5-氯硝基苯、2,4-二氟-3,5-二氯硝基苯、2,3,4-三氟-5-氯硝基苯的混合物。
优选的，第三后处理方法包括：通过精馏与熔融结晶的方式分离得到2,4-二氟苯胺和2,3,4-三氟苯胺。
优选的，本发明提供一种以3,4-二氯硝基苯为原料制备2,4-二氟苯胺和2,3,4-三氟苯胺的方法，包括如下步骤：
步骤S1.在装有温度计，通气管和冷凝装置的四口瓶中加入干燥的3,4-二氯硝基苯和1wt%-2wt%的氯化铁（以3,4-二氯硝基苯质量计），升温至80℃，通入流速为20-40 g/h干燥的氯气，继续反应3-5h，得到粗产物，用10 wt%氢氧化钠水溶液洗涤，再水洗至中性，在负压0.1Mpa条件下，水浴85℃下进行减压蒸馏，熔融结晶分离得到纯度＞99%的2,4,5-三氯硝基苯固体、以及一定浓度的2,3,4,5-四氯硝基苯与3,4,5-三氯硝基苯的氯化副产物混合液，同时回收未转化完全的原料返回套用；
步骤S2.向带有冷凝、搅拌、测温装置的四口瓶中加入步骤S1氯化得到的氯化副产物混合液和其0.8-1.0倍质量（以加入的氯化副产物混合液质量计）的无水氟化钾，140-150℃搅拌下减压脱水2-5h；加入催化剂四甲基氯化铵（加入量根据实际情况而定），升温至170-180℃反应8-10h；反应结束后，降温并使用适量的水对反应后的料液进行充分水洗；水洗结束后，在负压0.1Mpa条件下，水浴85℃下进行减压蒸馏得到2,4-二氟-5-氯硝基苯、2,4-二氟-3,5-二氯硝基苯和2,3,4-三氟-5-氯硝基苯的混合物；
步骤S3.向1L高压釜中加入步骤S2氟化得到的混合物，适量氢氧化钠固体，再加入适量乙醇溶解，加入0.1-0.2wt%的钯炭（以加入的氟化得到的混合物计）密闭高压釜，通入氮气，确认装置气密性良好后用氮气置换釜内空气；打开氢气瓶总阀，用减压阀调至所需氢气压力，打开釜上进气阀，使氢气进入反应釜中，再用氢气置换釜内氮气，调节至1MPa，保温一段时间至反应釜外壁温度升至对应温度；开动搅拌，每当压力降0.2 MPa时补加氢气到指定值，当釜内压力不再变化时，再保持压力10 min，视为反应结束，将料液从釜中取出，过滤钯碳，精馏：当顶温达到92℃时收集含有2,3,4-三氟苯胺的馏分，当顶温达到170℃时收集含有2,4-二氟苯胺的馏分，将收集到的馏分分别进行熔融结晶分离，分别得到纯度＞99%的2,3,4-三氟苯胺和纯度＞99%的2,4-二氟苯胺。
为了更便于理解本发明技术方案，工艺反应路线举例如下：
如上述工艺反应路线所示，以3,4-二氯硝基苯为原料，氯化铁为催化剂，通入氯气进行氯化反应，通过精馏与熔融结晶的方式分离得到高纯度的3,4,5-三氯硝基苯固体、以及一定浓度的2,4,5-三氯硝基苯和2,3,4,5-四氯硝基苯的氯化副产物混合液，将氯化副产物混合液加入无水氟化钾与四甲基氯化铵催化进行氟化反应，水洗并蒸馏出生成的2,4-二氟-5-氯硝基苯、2,4-二氟-3,5-二氯硝基苯、2,3,4-三氟-5-氯硝基苯的混合物，加入高压釜中使用钯碳进行加氢还原与脱氯，反应结束后通过精馏与熔融结晶的方式分离产生的2,3,4-三氟苯胺和2,4-二氟苯胺。
本发明的有益效果是：本发明提供一种以3,4-二氯硝基苯为原料制备2,4-二氟苯胺和2,3,4-三氟苯胺的方法，通过氯化将3,4-二氯硝基苯转化为3,4,5-三氯硝基苯，分离出反应产生的氯化副产物混合液，然后将其通过氟化，加氢还原脱氯两步反应转化为2,4-二氟苯胺和2,3,4-三氟苯胺，合成一系列有价值、符合生产实际工艺的小分子产物。
本发明采用新工艺对3,4-二氯硝基苯进行了合理化、高价值的利用，缓解了现有3,4,5-三氟溴苯的产量受限于邻二氯苯硝化选择性的问题，得到了一系列高价值的小分子产品，符合厂家工业生产的实际情况，易于实现工业化。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例。
图1为实施例18所得2,4-二氟苯胺的质谱图；
图2为实施例18所得2,3,4-三氟苯胺的质谱图。
具体实施方式
为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。本发明中所使用的方法如无特殊规定，均为常规的方法；所使用的原料和装置，如无特殊规定，均为常规的市售产品。
实施例1
在装有温度计、通气管和冷凝装置的四口瓶中加入162.17g干燥的3,4-二氯硝基苯和1.6212g氯化铁，即氯化铁的加入量是3,4-二氯硝基苯质量的1%；升温至70℃，通入流速为20g/h干燥的氯气，氯化反应3h，反应结束后，用10 wt%氢氧化钠水溶液洗涤，再水洗至中性，在负压0.1Mpa条件下，水浴85℃下进行减压蒸馏，熔融结晶分离，得到3,4,5-三氯硝基苯固体、以及2,4,5-三氯硝基苯与2,3,4,5-四氯硝基苯的氯化副产物混合液。其中，3,4,5-三氯硝基苯固体95.53g，纯度99.13%（使用液相色谱标准曲线计算标定，下同），收率49.51%；2,4,5-三氯硝基苯和2,3,4,5-四氯硝基苯的氯化副产物混合液22.44g，其中，2,4,5-三氯硝基苯、2,3,4,5-四氯硝基苯的纯度分别为70.00%和29.97%，收率分别为8.21%和3.05%。
实施例2
实施例2与实施例1的区别在于，氯化铁加入质量为2.4305g，即氯化铁的加入量是3,4-二氯硝基苯质量的1.5%；得到3,4,5-三氯硝基苯固体、以及2,4,5-三氯硝基苯与2,3,4,5-四氯硝基苯的氯化副产物混合液。其中，3,4,5-三氯硝基苯固体116.67g，纯度99.10%，收率61.01%；2,4,5-三氯硝基苯和2,3,4,5-四氯硝基苯的氯化副产物混合液38.48g，其中，2,4,5-三氯硝基苯、2,3,4,5-四氯硝基苯的纯度分别为70.95%和28.40%，收率分别为10.25%和4.21%。其他内容与实施例1的内容相同，不再累述。
实施例3
实施例3与实施例1的区别在于，氯化铁加入质量为3.2412g，即氯化铁的加入量是3,4-二氯硝基苯质量的2%；得到3,4,5-三氯硝基苯固体、以及2,4,5-三氯硝基苯与2,3,4,5-四氯硝基苯的氯化副产物混合液。其中，3,4,5-三氯硝基苯固体114.80，纯度99.10%，收率60.02%；2,4,5-三氯硝基苯和2,3,4,5-四氯硝基苯的氯化副产物混合液32.91g，其中，2,4,5-三氯硝基苯、2,3,4,5-四氯硝基苯的纯度分别为59.58%和40.39%，收率分别为10.25%和6.03%。其他内容与实施例1的内容相同，不再累述。
对实施例1、2、3进行对比分析，当反应温度、氯气通入速度、反应时间相同，氯化铁加入量是3,4-二氯硝基苯质量的1%提高至1.5%时，3,4,5-三氯硝基苯收率由49.51%提高至61.01%，2,4,5-三氯硝基苯收率由8.21%提高至10.25%，2,3,4,5-四氯硝基苯收率由3.05%提高至4.21%；继续提高氯化铁加入量至3,4-二氯硝基苯质量的2%时，3,4,5-三氯硝基苯收率由61.01%降低至60.02%， 2,4,5-三氯硝基苯收率几乎不变，2,3,4,5-四氯硝基苯收率由4.21%提高至6.03%，因此，氯化铁加入质量优选为1.5%wt。
实施例4
实施例4与实施例2的区别在于，氯气通入速度为30g/h，得到3,4,5-三氯硝基苯固体、以及2,4,5-三氯硝基苯与2,3,4,5-四氯硝基苯的氯化副产物混合液。其中，3,4,5-三氯硝基苯固体133.98g，纯度99.10%，收率70.05%；2,4,5-三氯硝基苯和2,3,4,5-四氯硝基苯的氯化副产物混合液34.06g，其中，2,4,5-三氯硝基苯、2,3,4,5-四氯硝基苯的纯度分别为67.55%和32.42%，收率分别为12.03%和5.01%。其他内容与实施例2的内容相同，不再累述。
实施例5
实施例5与实施例2的区别在于，氯气通入速度为40g/h，得到3,4,5-三氯硝基苯固体、以及2,4,5-三氯硝基苯与2,3,4,5-四氯硝基苯的氯化副产物混合液。其中，3,4,5-三氯硝基苯固体124.46g，纯度99.10%，收率65.07%；2,4,5-三氯硝基苯和2,3,4,5-四氯硝基苯的氯化副产物混合液41.33g，其中，2,4,5-三氯硝基苯、2,3,4,5-四氯硝基苯的纯度分别为67.55%和32.42%，收率分别为10.01%和10.06%。其他内容与实施例2的内容相同，不再累述。
对实施例2、4、5进行对比分析，当反应温度、氯化铁加入质量、反应时间相同，氯气的通入速度由20g/h提升至30g/h时，3,4,5-三氯硝基苯收率由61.01%提高至70.05%，2,4,5-三氯硝基苯收率由10.25%提高至12.03%，2,3,4,5-四氯硝基苯收率由4.21%提高至5.01%。继续提高通入氯气的速度至40g/h时，3,4,5-三氯硝基苯收率由70.05%降低至65.07%，2,4,5-三氯硝基苯收率由12.03%降低至10.01%，2,3,4,5-四氯硝基苯收率由5.01%升高至10.06%，因此，通入氯气的速度优选为30g/h。
实施例6
实施例6与实施例4的区别在于，通入氯气进行氯化反应时间为4h，得到3,4,5-三氯硝基苯固体、以及2,4,5-三氯硝基苯与2,3,4,5-四氯硝基苯的氯化副产物混合液。其中，3,4,5-三氯硝基苯固体143.49g，纯度99.10%，收率75.02%；2,4,5-三氯硝基苯和2,3,4,5-四氯硝基苯的氯化副产物混合液40.41g，其中，2,4,5-三氯硝基苯和2,3,4,5-四氯硝基苯的纯度分别为66.70%和33.28%，收率分别为14.09%和6.10%。其他内容与实施例4的内容相同，不再累述。
实施例7
实施例7与实施例4的区别在于，通入氯气进行氯化反应时间为5h，得到3,4,5-三氯硝基苯固体、以及2,4,5-三氯硝基苯与2,3,4,5-四氯硝基苯的氯化副产物混合液。其中，3,4,5-三氯硝基苯固体134.16g，纯度99.10%，收率70.14%；2,4,5-三氯硝基苯和2,3,4,5-四氯硝基苯的氯化副产物混合液47.33g，其中，2,4,5-三氯硝基苯和2,3,4,5-四氯硝基苯的纯度分别为48.66%和51.32%，收率分别为12.04%和11.02%。其他内容与实施例4的内容相同，不再累述。
对实施例4、6、7进行对比分析，当反应温度、氯化铁加入质量、通入氯气的速度相同，通入氯气进行氯化反应时间由3h提升至4h时，3,4,5-三氯硝基苯收率由70.05%提高至75.02%，2,4,5-三氯硝基苯收率由12.03%提高至14.09%，2,3,4,5-四氯硝基苯收率由5.01%提高至6.10%。继续提高通入氯气进行氯化反应时间至5h时，3,4,5-三氯硝基苯收率由75.02%降低至70.14%，2,4,5-三氯硝基苯收率由14.09%升降低至12.04%，2,3,4,5-四氯硝基苯收率由6.10%升高至11.02%，因此，通入氯气的时间优选为4h。
以实施例6的实验条件放大重复试验，得到3,4,5-三氯硝基苯固体、以及2,4,5-三氯硝基苯与2,3,4,5-四氯硝基苯的氯化副产物混合液。将得到的氯化副产物混合液作为以下相关实施例8-14的原料。
实施例8
向带有冷凝、搅拌、测温装置的四口瓶中加入80.79g氯化副产物混合液（氯化副产物混合液中包含53.90g2,4,5-三氯硝基苯和26.89g 2,3,4,5-四氯硝基苯）和64.65g无水氟化钾，再加入4.0025g四甲基氯化铵，加入的无水氟化钾质量是氯化副产物混合液质量的0.8倍；升温至160℃反应8h。反应结束后，降温并使用等质量的水对反应后的料液进行水洗2次。水洗结束后，在负压0.1Mpa条件下，水浴85℃下进行减压蒸馏，得到2,4-二氟-5-氯硝基苯、2,4-二氟-3,5-二氯硝基苯和2,3,4-三氟-5-氯硝基苯的混合物107.45g，其中，2,4-二氟-5-氯硝基苯、2,4-二氟-3,5-二氯硝基苯和2,3,4-三氟-5-氯硝基苯的纯度分别为69.97%、28.95%和1.07%，收率分别为41.87%、19.03%和0.60%。
实施例9
实施例9与实施例8的区别在于，无水氟化钾的质量为72.73g，即加入的无水氟化钾质量是氯化副产物混合液质量的0.9倍，得到2,4-二氟-5-氯硝基苯、2,4-二氟-3,5-二氯硝基苯和2,3,4-三氟-5-氯硝基苯的混合物116.78g，其中，2,4-二氟-5-氯硝基苯、2,4-二氟-3,5-二氯硝基苯和2,3,4-三氟-5-氯硝基苯的纯度分别为69.74%、28.75%和1.50%，收率分别为45.36%、20.54%和0.91%。其他内容与实施例8的内容相同，不再累述。
实施例10
实施例10与实施例8的区别在于，无水氟化钾的质量为80.81g，即加入的无水氟化钾质量是氯化副产物混合液质量的1.0倍，得到2,4-二氟-5-氯硝基苯、2,4-二氟-3,5-二氯硝基苯和2,3,4-三氟-5-氯硝基苯的混合物118.55g，其中，2,4-二氟-5-氯硝基苯、2,4-二氟-3,5-二氯硝基苯和2,3,4-三氟-5-氯硝基苯的纯度分别为69.75%、28.75%和1.48%，收率分别为46.06%、20.85%和0.91%。其他内容与实施例8的内容相同，不再累述。
对实施例8、9、10进行分析对比，当反应温度、反应时间相同、无水氟化钾投入的当量由氯化副产物混合液质量的0.8倍变为0.9倍时，2,4-二氟-5-氯硝基苯收率由41.87%提高至45.36%，2,4-二氟-3,5-二氯硝基苯收率由19.03%提高至20.54%，2,3,4-三氟-5-氯硝基苯收率由0.60%提高至0.91%。继续提高氟化钾投入当量时，2,4-二氟-5-氯硝基苯收率由45.36%提高至46.06%，2,4-二氟-3,5-二氯硝基苯收率由20.54%提高至20.85%，2,3,4-三氟-5-氯硝基苯收率维持在0.91%，结果基本无变化，因此，加入氟化钾的当量优选为2.25。
实施例11
实施例11与实施例9的区别在于，氟化反应温度为170℃，得到2,4-二氟-5-氯硝基苯、2,4-二氟-3,5-二氯硝基苯和2,3,4-三氟-5-氯硝基苯的混合物130.10g，其中，2,4-二氟-5-氯硝基苯、2,4-二氟-3,5-二氯硝基苯和2,3,4-三氟-5-氯硝基苯的纯度分别为69.35%、28.85%和1.79%，收率分别为50.25%、22.96%和1.21%。其他内容与实施例9的内容相同，不再累述。
实施例12
实施例12与实施例9的区别在于，氟化反应温度为180℃，得到2,4-二氟-5-氯硝基苯、2,4-二氟-3,5-二氯硝基苯和2,3,4-三氟-5-氯硝基苯的混合物127.25g，其中，2,4-二氟-5-氯硝基苯、2,4-二氟-3,5-二氯硝基苯和2,3,4-三氟-5-氯硝基苯的纯度分别为68.93%、28.33%和2.74%，收率分别为48.85%、22.05%和1.81%。其他内容与实施例9的内容相同，不再累述。
对实施例9、11、12进行对比分析，当反应时间相同、无水氟化钾投入的当量相同，反应温度由160℃提升至170℃时，2,4-二氟-5-氯硝基苯收率由45.36%提高至50.25%，2,4-二氟-3,5-二氯硝基苯收率由20.54%提高至22.96%，2,3,4-三氟-5-氯硝基苯收率由0.91%提高至1.21%。继续提高氟化温度至180℃时，2,4-二氟-5-氯硝基苯收率由50.25%降低至48.85%，2,4-二氟-3,5-二氯硝基苯收率由22.96%提高至22.05%，2,3,4-三氟-5-氯硝基苯收率由1.21%提高至1.81%，因此，反应温度优选为170℃。
实施例13
实施例13与实施例11的区别在于，氟化反应时间为9h，得到2,4-二氟-5-氯硝基苯、2,4-二氟-3,5-二氯硝基苯和2,3,4-三氟-5-氯硝基苯的混合物141.66g，其中，2,4-二氟-5-氯硝基苯、2,4-二氟-3,5-二氯硝基苯和2,3,4-三氟-5-氯硝基苯的纯度分别为69.00%、28.94%和2.05%，收率分别为54.44%、25.08%和1.51%。其他内容与实施例11的内容相同，不再累述。
实施例14
实施例14与实施例11的区别在于，氟化反应时间为10h，得到2,4-二氟-5-氯硝基苯、2,4-二氟-3,5-二氯硝基苯和2,3,4-三氟-5-氯硝基苯的混合物706.45g，其中，2,4-二氟-5-氯硝基苯、2,4-二氟-3,5-二氯硝基苯和2,3,4-三氟-5-氯硝基苯的纯度分别为69.16%、27.96%和2.87%，收率分别为54.44%、24.17%和2.11%。其他内容与实施例11的内容相同，不再累述。
对实施例11、13、14进行对比分析，当反应温度、无水氟化钾投入的当量相同，反应时间由8h提升至9h时，2,4-二氟-5-氯硝基苯收率由50.25%提高至54.44%，2,4-二氟-3,5-二氯硝基苯收率由22.96%提高至25.08%，2,3,4-三氟-5-氯硝基苯收率由1.21%提高至1.51%。继续延长反应时间至10h时，2,4-二氟-5-氯硝基苯收率维持在54.44%，2,4-二氟-3,5-二氯硝基苯收率由25.08%降低至24.17%，2,3,4-三氟-5-氯硝基苯收率由1.51%提高至2.11%，因此，反应时间优选为9h。
以实施例13的实验条件放大重复试验，得到2,4-二氟-5-氯硝基苯、2,4-二氟-3,5-二氯硝基苯和2,3,4-三氟-5-氯硝基苯的混合物，作为以下实施例15-19的原料。
实施例15
向1L高压釜中加入141.29g氟化反应得到的混合物（其中2,4-二氟-5-氯硝基苯97.52g，2,4-二氟-3,5-二氯硝基苯40.85g，2,3,4-三氟-5-氯硝基苯2.92g），45.40g氢氧化钠固体，再加入500mL乙醇溶解，加入0.2822g钯碳，即钯碳的投入量是加入的混合物质量的0.2%；密闭高压釜，通入氮气，确认装置气密性良好后用氮气置换釜内空气三次。打开氢气瓶总阀，用减压阀调至所需氢气压力，打开釜上进气阀，使氢气进入反应釜中，再用氢气置换3次，调节至1MPa，保温30分钟至反应釜外壁温度升至80℃。开动搅拌，每当压力降0.2Mpa时补加氢气到1MPa，当釜内压力不再变化时，再保持压力10 min，视为反应结束，将产物从釜中取出，过滤钯碳，精馏：当顶温达到92℃时收集含有2,3,4-三氟苯胺的馏分，当顶温达到170℃时收集含有2,4-二氟苯胺的馏分，将收集到的馏分分别进行熔融结晶分离，得到2,4-二氟苯胺71.60g，纯度99.12%，收率96.12%；得到2,3,4-三氟苯胺2.00g，纯度99.10%，收率96.00%。
实施例16
实施例16与实施例15的区别在于，钯碳的投入量为0.1500g，即钯碳的投入量是加入的混合物质量的0.1%，得到2,4-二氟苯胺59.68g，纯度99.13%，收率80.12%；得到2,3,4-三氟苯胺1.56g，纯度99.16%，收率75.16%。其他内容与实施例15的内容相同，不再累述。
实施例17
实施例17与实施例15的区别在于，钯碳的投入量为0.2250g，即钯碳的投入量是加入的混合物质量的0.16%，得到2,4-二氟苯胺71.60g，纯度99.11%，收率96.10%；得到2,3,4-三氟苯胺2.00g，纯度99.16%，收率96.22%。其他内容与实施例15的内容相同，不再累述。
对实施例15、16、17进行对比分析时，当反应温度相同，钯碳的投入质量由0.1%提升至0.16%时，2,4-二氟苯胺的收率由80.12%提高至96.10%，2,3,4-三氟苯胺的收率由75.16%提高至96.22%。继续提高钯碳质量至0.2%时，2,4-二氟苯胺的收率由96.10%提高至96.11，2,3,4-三氟苯胺的收率由96.22%下降至96.00，收率几乎不变，维持在原有水平，因此，钯碳的投入质量优选0.16%。
实施例18
实施例18与实施例16的区别在于，加氢反应温度为90℃，得到2,4-二氟苯胺65.15g，纯度99.16%，收率90.10%；得到2,3,4-三氟苯胺1.77g，纯度99.16%，收率85.23%。其他内容与实施例16的内容相同，不再累述。
实施例19
实施例19与实施例16的区别在于，加氢反应温度为100℃，得到2,4-二氟苯胺69.40g，纯度99.10%，收率96.10%；得到2,3,4-三氟苯胺1.99g，纯度99.12%，收率96.22%。其他内容与实施例16的内容相同，不再累述。
对实施例16、18、19进行对比分析，当钯碳的投入质量相同，加氢反应温度由80℃升温至90℃时，2,4-二氟苯胺的收率由80.12%提高至90.10%，2,3,4-三氟苯胺的收率由75.16%提高至85.23%。继续提高反应温度至100℃时，2,4-二氟苯胺的收率由90.10%提高至96.10%，2,3,4-三氟苯胺的收率由85.23%提高至96.22%，因此，反应温度优选为100℃。
产品测试：
分别对实施例18制备得到的2,4-二氟苯胺和2,3,4-三氟苯胺进行测试，其中图1为2,4-二氟苯胺的质谱图，图中m/z中的130.1的信号峰说明得到了2,4-二氟苯胺；图2为2,3,4-三氟苯胺的质谱图，图中m/z中的148.1的信号峰说明得到了2,3,4-三氟苯胺。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种以3,4-二氯硝基苯为原料制备2,4-二氟苯胺和2,3,4-三氟苯胺的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1.以3,4-二氯硝基苯为原料，氯化铁为催化剂，通入氯气进行氯化反应，反应结束后，经第一后处理，得到2,4,5-三氯硝基苯和2,3,4,5-四氯硝基苯的氯化副产物混合液；
步骤S2.在四甲基氯化铵的催化作用下，步骤S1得到的所述氯化副产物混合液与无水氟化钾进行氟化反应，反应结束后，经第二后处理，得到2,4-二氟-5-氯硝基苯、2,4-二氟-3,5-二氯硝基苯、2,3,4-三氟-5-氯硝基苯的混合物；
步骤S3.向所述混合物加入钯碳进行加氢还原与脱氯反应，反应结束后，经第三后处理，分别得到2,4-二氟苯胺和2,3,4-三氟苯胺。
2.根据权利要求1所述的一种以3,4-二氯硝基苯为原料制备2,4-二氟苯胺和2,3,4-三氟苯胺的方法，其特征在于，步骤S1中，氯化铁的加入量是3,4-二氯硝基苯质量的1%-2%。
3.根据权利要求1或2所述的一种以3,4-二氯硝基苯为原料制备2,4-二氟苯胺和2,3,4-三氟苯胺的方法，其特征在于，步骤S1中，氯化反应中通入干燥氯气的速度为20-40g/h；通入干燥氯气反应时间为3-5h。
4.根据权利要求1所述的一种以3,4-二氯硝基苯为原料制备2,4-二氟苯胺和2,3,4-三氟苯胺的方法，其特征在于，步骤S2中，无水氟化钾的质量是氯化副产物混合液的质量的0.8-1.0倍。
5.根据权利要求1或4所述的一种以3,4-二氯硝基苯为原料制备2,4-二氟苯胺和2,3,4-三氟苯胺的方法，其特征在于，步骤S2中，氟化反应温度为160-180℃，氟化反应时间为8-10h。
6.根据权利要求1所述的一种以3,4-二氯硝基苯为原料制备2,4-二氟苯胺和2,3,4-三氟苯胺的方法，其特征在于，步骤S3中，钯碳的投入量是所述混合物质量的0.1-0.2%。
7.根据权利要求1或6所述的一种以3,4-二氯硝基苯为原料制备2,4-二氟苯胺和2,3,4-三氟苯胺的方法，其特征在于，步骤S3中，加氢反应温度为80-100℃。
8.根据权利要求1所述的一种以3,4-二氯硝基苯为原料制备2,4-二氟苯胺和2,3,4-三氟苯胺的方法，其特征在于，第一后处理方法包括：加入碱性水溶液洗涤，再水洗至中性；负压0.1Mpa条件下，水浴85℃下进行减压蒸馏，再通过熔融结晶的方式分离出3,4,5-三氯硝基苯固体，得到2,4,5-三氯硝基苯和2,3,4,5-四氯硝基苯的氯化副产物混合液。
9.根据权利要求1所述的一种以3,4-二氯硝基苯为原料制备2,4-二氟苯胺和2,3,4-三氟苯胺的方法，其特征在于，第二后处理方法包括：水洗后，在负压0.1Mpa条件下，水浴85℃下进行减压蒸馏，得到2,4-二氟-5-氯硝基苯、2,4-二氟-3,5-二氯硝基苯、2,3,4-三氟-5-氯硝基苯的混合物。
10.根据权利要求1所述的一种以3,4-二氯硝基苯为原料制备2,4-二氟苯胺和2,3,4-三氟苯胺的方法，其特征在于，第三后处理方法包括：过滤钯碳，精馏：当顶温达到92℃时收集含有2,3,4-三氟苯胺的馏分，当顶温达到170℃时收集含有2,4-二氟苯胺的馏分，将收集到的馏分分别进行熔融结晶分离，得到2,4-二氟苯胺和2,3,4-三氟苯胺。
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