[发明专利]一种利用微通道反应器合成2,4-二氯-3-氟硝基苯的方法

说明书

技术领域

本发明涉及利用微通道反应器进行芳烃硝化，具体利用康宁公司的高通量微通道反应器合成2,4-二氯-3-氟硝基苯的方法，是一种在微通道反应器中完成浓硝酸和浓硫酸混酸配置以及混合反应的连续流工艺过程。本方法可在强混酸以及20～100℃反应条件下连续安全的合成2,4-二氯-3-氟硝基苯。

背景技术

2,4-二氯-3-氟硝基苯是喹诺酮类药物的关键中间体。目前2,4-二氯-3-氟硝基苯的工业生产依旧是采用传统的釜式机械搅拌反应器，反应器传热速率很慢，需要严格的控制反应温度，避免飞温爆炸，反应效率低下，而且普通的搅拌不可避免的物料混合不均匀，导致原料转化率低，副产物高。

微通道反应器有着独特的多层结构整体设计，使得其总换热效率和流体的混合效果均比传统的釜式搅拌反应器高出很多倍，不仅能够大大的缩短反应周期，而且因为微通道反应器本身体积很小，每个反应模块物料的持留量很小，所以是非常安全的。微通道反应器还能够通过设备的并联轻松的实现工艺的放大，没有放大效应，大大的提高生产的灵活性和安全性。

利用微通道反应器来进行2,6-二氯氟苯的硝化合成2,4-二氯-3-氟硝基苯还未见文献报道。本发明选用康宁公司的高通量微通道反应器来进行2,6-二氯氟苯的硝化，合成2,4-二氯-3-氟硝基苯，原料的转化率可达100％，而且安全性高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用微通道反应器进行连续流2,6-二氯氟苯硝化合成2,4-二氯-3-氟硝基苯的方法，该方法不使用常规机械搅拌式反应釜，利用流体本身的动能完成充分的混合反应，反应效果好，能显著提高原料的转化率，而且反应过程高效安全，无放大风险。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：本发明提供一种利用微通道反应器进行连续流2,6-二氯氟苯硝化合成2,4-二氯-3-氟硝基苯的方法，包括下述步骤：

(1)混酸配制：在25～35℃的条件下，将浓硝酸缓慢滴加入浓硫酸中，制得硝酸硫酸混酸；或者将浓硫酸和浓硝酸进料到微通道反应器进行混合，混合温度由外部换热器进行控制，制得硝酸硫酸混酸。

其中，混酸配置中浓硝酸和浓硫酸的质量比为1：1.8～1：5，优选1：2.2～1：2.9,浓硝酸为市售97％浓度，浓硫酸为市售98％浓度。

(2)将上步所得的混酸和2,6-二氯氟苯进料到微通道反应器中进行混合反应，控制混酸中硝酸和2,6-二氯氟苯的摩尔比为1.0：1～1.5：1，优选1：1～1.2：1；反应完成后产物从反应器的出口流出，在微通道反应器中的反应停留时间为5～70s，优选15-20秒；反应温度为20～100℃，优选25～50℃，更优选34℃或40℃；反应压力为0.3～1.5Mpa，优选0.6-0.7Mpa。

(3)将得到的产物经静置分层，有机相经洗涤干燥即可得到产物2,4-二氯-3-氟硝基苯，产物含量可达90％以上。

根据本发明的一个实施方案，本发明此外提供一种利用微通道反应器合成2,4-二氯-3-氟硝基苯的方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)混酸配制：将浓硫酸和浓硝酸进料到第一个微通道反应器进行混合，制得硝酸硫酸混酸；

(2)将上步所得的混酸和2,6-二氯氟苯进料到第二个微通道反应器中开始进行混合反应，控制混酸中硝酸和2,6-二氯氟苯的摩尔比为1.0：1～1.5：1，优选1：1～1.2：1；反应完成后产物从反应器的出口流出，在微通道反应器中的反应停留时间为5～70s，优选15-20秒；反应温度为20～100℃，优选25～50℃，更优选34℃或40℃；反应压力为0.3～1.5Mpa，优选0.6-0.7Mpa；

(3)将得到的产物经静置分层，有机相经洗涤干燥即可得到产物2,4-二氯-3-氟硝基苯。

根据本发明的一个实施方案，所述的微通道反应器为购自康宁公司的心形结构高通量微通道反应器，例如为如下所示的心形结构：

本发明利用微通道反应器进行2,6-二氯氟苯硝化合成2,4-二氯-3-氟硝基苯，分混酸配制、硝化反应两个过程。

混酸配置中浓硝酸和浓硫酸的质量比为1：1.8～1：5，优选1：2.2～1：2.9,浓硝酸为市售97％浓度，浓硫酸为市售98％浓度。

本发明利用微通道反应器进行2,6-二氯氟苯硝化合成2,4-二氯-3-氟硝基苯相比传统釜式反应器的反应有以下优势：

(1)该反应器传热效率高，不会有热点形成，不仅能够大大的提高原料的转化率，提高