[发明专利]一种绿色硝化技术制备2，4-二硝基氯苯

说明书

技术领域

本发明涉及硝化技术和2，4-二硝基氯苯制备技术领域，更具体的是本发明是关于一种绿色硝化技术制备2，4-二硝基氯苯。

背景技术

硝化反应是常见的有机单元反应。目前，广泛使用的硝化剂有硝硫混酸、硝酸酯、金属硝酸盐等。这些工艺的原子经济性不高，而且在生产过程中会产生大量的废酸及有机酸性废水，导致严重的环境污染。2，4-二硝基氯苯的制备，是一个曲型的硝化反应。

2，4-二硝基氯苯是一种有苦杏仁味的淡黄色晶体，不溶于水，微溶于乙醇、苯等有机溶剂，是一种重要的精细化工中间体，用于合成染料、农药、医药的原料。目前，国内主要是以氯苯为原料，以硝硫混酸作为硝化剂制备2，4-二硝基氯苯，这种方法存在反应耗水耗能大、反应速度慢、过程不易控制、废酸难处理等缺点。

绿色硝化是以提高转化率和选择性，从根源上减少有毒有害副产物的产生，以达到清洁生产的目的。当前最具代表性的新型硝化技术是采用五氧化二氮作为硝化剂的新工艺。以五氧化二氮作为硝化剂的绿色硝化技术，不仅克服了传统硝化技术的各种缺点，而且副反应少。本发明提出以五氧化二氮/硝酸为硝化剂，对氯硝基苯作为原料，合成的2，4-二硝基氯苯纯度高、品质好、反应快、污染较小。

发明内容

本发明所要解决的问题是提供一种绿色硝化技术，用于制备简单的2，4-二硝基氯苯。

本发明所以要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

采用一种绿色硝化技术制备2，4-二硝基氯苯，用以下原料组成：

五氧化二氮1-8克

硝酸10毫升

对氯硝基苯5克

配制一定浓度的五氧化二氮/硝酸溶液于100ml的三口烧瓶中，于冰盐浴下缓慢加入对氯硝基苯，控制温度在0℃左右。加完对氯硝基苯后，撤去冰盐浴，换成水浴，将水浴升高至反应温度，磁力搅拌反应一定时间。反应完成后，将反应液倒入冷水中，用一定量的二氯甲烷萃取，然后用碳酸氢钠中和，中和完后分液，利用气相色谱用内标法测量2，4-二硝基的含量，内标物为甲苯。

本发明操作简单，价格低廉，反应绿色无污染，制备的2，4-二硝基氯苯纯度高，收率也高。

附图说明

图1是2，4-二硝基氯苯的红外光谱图。

图2是2，4-二硝基氯苯一维核磁共振氢谱图。

具体实施方式

实例1

配制0.1克/毫升的五氧化二氮/硝酸(五氧化二氮1克，硝酸10毫升)溶液于100毫升的三口烧瓶内，将称取好的5克对氯硝基苯缓慢加入烧瓶内，加完后，将水浴温度升高至40℃开始反应。在反应的100分钟内，首先每隔5分钟取一个样，取5个样，然后每隔10分钟取一个样，取5个样，总共取10个样。样品是用移液管移取0.1分钟的反应液，然后加入10毫升冰水终止反应和10毫升二氯甲烷作萃取剂，用碳酸氢钠溶液中和，分液后，有机相中加入1毫升配好的甲苯溶液作为内标物，采用内标曲线法进行色谱定量分析有机相中对氯硝基苯的浓度。

实例2

配制0.1克/毫升的五氧化二氮/硝酸(五氧化二氮1克，硝酸10毫升)溶液于100毫升的三口烧瓶内，将称取好的5克对氯硝基苯缓慢加入烧瓶内，加完后，分别在20℃、30℃、40℃、50℃、60℃下反应80分钟，最后采用内标曲线法进行色谱定量分析有机相中产物的量。

实例3

分别配制0.1克/毫升、0.2克/毫升、0.3克/毫升、0.4克/毫升、0.6克/毫升、0.8克/毫升的五氧化二氮/硝酸溶液(硝酸10毫升)于100毫升的三口烧瓶内，将称取好的5克对氯硝基苯缓慢加入烧瓶内，加完后，分别在50℃下反应80分钟，最后采用内标曲线法进行色谱定量分析有机相中产物的量。

由以上3个实例，得出五氧化二氮/硝酸硝化对硝基氯苯制备2，4-二硝基氯苯的最佳反应条件为：当对氯硝基苯为5克时，反应时间为70分钟，反应温度为50℃，五氧化二氮浓度为克/毫升(五氧化二氮3克，硝酸10毫升)，此时，2，4-二硝基氯苯的产率为96.73％，纯度100％。