[发明专利]一种催化剂作用下的3,4二氯硝基苯全连续流合成工艺

说明书

本发明公开了一种催化剂作用下3,4‑二氯硝基苯的全连续流合成工艺，所述全连续流合成工艺在一体化全连续流反应系统中进行，在进料口不间断加入反应底物等原料，在出料口不间断得到产物3,4‑二氯硝基苯，所述的合成工艺安全高效且无放大效应。与传统的生产工艺相比，生产时间缩短为120秒内，且无放大效应，产品指标稳定、重现性好。

技术领域

本发明属于化学领域，尤其涉及一种3,4-二氯硝基苯的连续流硝化反应生产工艺。

背景技术

3,4-二氯硝基苯是多种染料、颜料、医药以及精细化工产品的中间体,是合成3-氯-4-氟苯胺、2,4-二氯氟苯及3,4-二氯苯胺等的中间体。其中3-氯-4-氟苯胺和2,4-二氯氟苯是制备喹诺酮类抗菌药的原料，这类药已广泛用于我国医药领域。喹诺酮类抗菌素杀菌谱广，毒副作用小，且价格适中，为近年发展较快的一类抗菌素。我国已开发并投入量产的喹诺酮类抗菌素主要有诺氟沙星、环丙沙星、氧氟沙星等，约占国内喹诺酮类抗菌素的总产量的98%。

喹诺酮类一般由含氟苯环合成含氟喹啉类化合物后与哌嗪（或甲基哌嗪）缩合而得。我国是世界含氟药物和中间体产能最大的国家之一，其中80%以上含氟中间体供应出口。三氟甲苯类中间体发展较晚，近年来发展迅速，含氟吡啶类中间体的合成技术，将成为今后几年国内含氟中间体研发的主要方向之一。

目前的工艺合成3,4-二氯硝基苯路线主要有两条。

第1条是对氯硝基苯氯化。以无水三氯化铁为催化剂，向105℃熔融状态的对氯硝基苯中通氯气，得到3,4-二氯硝基苯。该方法对工艺及设备要求高，产品外观及内在质量均难以控制，且反应中产生大量废液对环境污染比较严重。氯气是此类反应常用的氯化剂，但是由于苯环上吸电子基NO₂的存在，对于反应条件要求较为苛刻，使副反应增多，操作也比较烦琐，反应收率低。此外，还有文献报道亚氯酸也可以作为此类芳香族化合物的氯化剂。

第2条是邻二氯苯硝化得到3,4-二氯硝基苯。芳烃的硝化反应存在三种异构体，随着芳环上的取代基不同和工艺条件的变化，三种异构体的组成比例也不同。对于邻二氯苯为原料的硝化反应，由于取代基位置特殊，产物只存在2,3-二氯硝基苯和3,4-二氯硝基苯，该工艺虽然比较简单，但是硝化过程中产生大量的异构体2,3-二氯硝基苯，后续需要纯化分离。

但无论采用哪条工艺路线合成，现有技术生产3,4-二氯硝基苯基本均采用间歇釜式反应，间歇生产过程中需要进行装料和卸料等辅助操作，劳动强度大，易造成物料和能量的损失，生产成本高，延长生产周期，并且产品存在批次差异、质量不稳定，由于是硝化反应，釜式工艺安全性难以保证。

间歇工艺最重要的特征有两点，一是过程中存在“停留”或“中断”，二是产品生产是间隔开的，即产品存在批次并且一个批次生产只能得到固定数量的产品。也就是，对于每一批次的生产，固定数量的原料按照反应步骤的顺序进行反应，最终得到有限的固定数量的产品（产物）；然后再投入固定数量的原料，按照同样的步骤进行下一批次的反应，制得有限的固定品。

间歇工艺实现的方式有两种：1）分别用多个反应器（例如，烧瓶、反应釜等）实现，每一步反应在一个反应器中进行；2）用一个反应器（例如，烧瓶、反应釜等）实现，在该反应器中依次完成每步反应，反应过程中需要根据反应进程依次添加多个原料，也就是每一步反应后，就会有“停留”，等待进一步添加后续反应的原料。有的文献也把方式2）称作连续（continuous），其实质也是间歇的，因为过程中存在“停留”，需等待加料，或者需要为下一步反应调节到合适的温度（例如，升温、降温或保温）。

间歇工艺主要存在以下问题:

1.批次操作效率不高，反应时间很长，生产周期非常长，产品质量不一。

2.由于是硝化反应，大量使用浓硫酸、浓硝酸，同时有一定量的爆炸性多硝产物生成，因此间歇工艺存在很大的安全隐患。