一种基于陶瓷填料塔的2，4-二氯氟苯的高效合成方法
阅读说明：本技术 一种基于陶瓷填料塔的2，4-二氯氟苯的高效合成方法 (Efficient synthesis method of 2, 4-dichlorofluorobenzene based on ceramic packed tower ) 是由 刘亮 徐巧巧 解卫宇 宋小艳 顾林江 陈少君 于 2021-07-22 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种基于陶瓷填料塔的2,4-二氯氟苯的高效合成方法,包括以下步骤：将汽化的3-氯-4-氟硝基苯与预热的氯气混合加入到装填有分层多孔陶瓷填料的反应塔内反应；反应塔中的反应产物经过冷凝后进入到气液分离器中,分离出来的尾气进入到尾气降膜吸收塔中进行处理,分离出来的液体进入到精馏塔内精馏制得目标产品。本发明制得的目标产品收率高,方法简单,成本低。(The invention discloses a high-efficiency synthesis method of 2, 4-dichlorofluorobenzene based on a ceramic packed tower, which comprises the following steps: mixing vaporized 3-chloro-4-fluoronitrobenzene and preheated chlorine gas, and adding the mixture into a reaction tower filled with layered porous ceramic filler for reaction; and condensing reaction products in the reaction tower, then feeding the reaction products into a gas-liquid separator, feeding the separated tail gas into a tail gas falling film absorption tower for treatment, and feeding the separated liquid into a rectifying tower for rectification to obtain a target product. The target product prepared by the method has high yield, simple method and low cost.)
技术领域
本发明涉及化学合成领域，具体涉及一种基于陶瓷填料塔的2，4-二氯氟苯的高效合成方法
背景技术
2,4-二氯氟苯是合成新型抗菌剂氟喹诺酮类药物的重要中间体，主要用于合成环丙氟哌酸和甲氟哌酸等，是用于制抗精神病特效药三氟哌啶醇、三氟哌丁苯、五氟利多、喹诺酮类药物-环丙沙星等产品的主要原材料，同时还用于农药杀虫剂和杀卵剂及塑料、树脂的鉴定。含氟农药具有髙选择性、高适广谱、高附加值、低用量、低成本、低毒、低残留和对环境友好的优点。含氟药物具有很多优良特性：一是能够提高药物的活性，增加脂溶性，有效增强药物分子的生物利用度，二是能够提高药物的代谢稳定性，使药效更加持久，从而降低服药次数或者剂量，三是药物引入氟原子之后，可以识别靶点的差异性，从而提供更加有效的精准治疗。
目前国内外2,4二氯氟苯的合成工艺主要有：(1)3-氯-4-氟苯胺重氮化法；该法工艺成熟，产品质量好，但价格较高，故只限于实验室合成用。(2)3-氯-4-氟硝基苯氯化法，该法3-氯-4-氟硝基苯的转化率为95％，经济效益较好；(3)5-氯-2-氟硝基苯氯化法；该法产品收率为74.5％。因此，3-氯-4-氟硝基苯氯化法制备2,4-二氯氟苯收率较高，反应过程简单，得到广泛应用。但是在生产过程中，会产生大量废水，对环境造成一定的危害，且氯气不能得到充分利用，增大了生产成本。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术存在的不足，提供一种(发明名称)。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
一种基于陶瓷填料塔的2，4-二氯氟苯的高效合成方法，包括以下步骤：
(1)将汽化的3-氯-4-氟硝基苯与预热的氯气混合加入到装填有分层多孔陶瓷填料的反应塔内反应；
(2)反应塔中的反应产物经过冷凝后进入到气液分离器中，分离出来的尾气进入到尾气降膜吸收塔中进行处理，分离出来的液体进入到精馏塔内精馏制得目标产品。
作为上述技术方案的优选，所述反应的温度为400℃。
作为上述技术方案的优选，所述3-氯-4-氟硝基苯、氯气的摩尔比为2：(1-2)。
作为上述技术方案的优选，所述分层多孔陶瓷填料是以氧化铝颗粒为基体，以炭黑颗粒作为致孔剂制得。
作为上述技术方案的优选，所述分层多孔陶瓷填料的制备方法为：首先将氧化铝颗粒分散在去离子水中，然后加入氢氧化钠溶液调节分散液的pH为10-11，研磨处理后加入炭黑颗粒，搅拌混合均匀，之后加入癸胺作为表面活性剂，搅拌后加入聚乙二醇和蔗糖，高速搅拌进行机械发泡，将发泡后的液体置于塑料模具中，并刮去多余泡沫，之后将模具在一定条件下进行干燥，之后脱模处理，最后在进行煅烧处理，制得分层多孔陶瓷填料。
作为上述技术方案的优选，所述氧化铝颗粒的比表面积为6-7m2/g，所述氢氧化钠溶液的浓度为1mol/L，所述炭黑颗粒的比表面积为8-9m2/g，所述氧化铝颗粒、炭黑颗粒的体积比为3:7。
作为上述技术方案的优选，所述癸胺、聚乙二醇、蔗糖的加入量分别为氧化铝颗粒质量的1-3％、1％、0.5-1％。
作为上述技术方案的优选，所述机械发泡时的搅拌条件为：首先在200-300rpm下搅拌处理10min，然后在900-1000rpm下搅拌处理10min，最后在1800-2000rpm下搅拌处理30min。
作为上述技术方案的优选，所述煅烧的条件为：首先以在90-100℃下，处理3-4h，之后以1℃/min的速率升温至650-700℃，处理2-3h，之后以1℃/min的速率升温至1500℃下，处理2h，随炉冷却至室温，制得分层多孔陶瓷填料。
由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
本发明采用以3-氯4-氟硝基苯为起始原料，经氯化反应制备目标产品，在制备时，本发明在反应塔内装填有比表面积大的分层多孔陶瓷填料，可有效提高原料的接触效率，提高原料利用率，在一定程度上降低了生产成本，而且本发明采用的填料稳定性好，避免在反应过程中被腐蚀，延长设备使用寿命，降低设备使用成本。
本发明采用的分层多孔陶瓷填料是以氧化铝颗粒为基体，采用炭黑颗粒作为致孔剂，并加入癸胺作为表面活性剂，加入聚乙二醇和蔗糖作为粘合剂制得混合液，将混合液在一定条件下进行机械发泡处理，在机械发泡过程中或破坏颗粒之间的化学键，从而颗粒夹带空气吸附到液-气界面上，在机械发泡停止后，颗粒网络会在气泡周围重新形成，得到稳定性好的泡沫，干燥加热除去水分，之后在一定条件下煅烧除去炭黑颗粒，制得稳定性好、比表面积大的分层多孔陶瓷填料，其用于2，4-二氯氟苯合成时，可有效提高产品的收率。
具体实施方式
下面结合实施例进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
下述实施例中采用的分层多孔填料的制备方法具体为：
首先将比表面积为6.5m2/g的氧化铝颗粒分散在去离子水中，然后加入浓度为1mol/L的氢氧化钠溶液调节分散液的pH为10-11，研磨处理后加入比表面积为9m2/g炭黑颗粒，氧化铝颗粒、炭黑颗粒的体积比为3:7，1000rpm下搅拌混合均匀10min，之后加入氧化铝颗粒重量1.5％的癸胺作为表面活性剂，搅拌后加入氧化铝颗粒重量1％的分子量为20000的聚乙二醇和氧化铝颗粒重量1％的蔗糖首先在200rpm下搅拌处理10min，然后在900rpm下搅拌处理10min，最后在2000rpm下搅拌处理30min，将发泡后的液体置于模具中，并刮去多余泡沫，之后将模具在一定条件下进行干燥，之后脱模处理，最后置于马弗炉内首先以在90℃下，处理3h，之后以1℃/min的速率升温至700℃，处理3h，之后以1℃/min的速率升温至1500℃下，处理2h，随炉冷却至室温，制得分层多孔陶瓷填料。
实施例1
将汽化的3-氯-4-氟硝基苯与预热的氯气混合加入到装填有分层多孔陶瓷填料的反应塔内，400℃下反应；反应塔中，分层多孔陶瓷填料的装填高度为反应塔高度的1/10；3-氯-4-氟硝基苯与氯气的摩尔比控制为1:1；
反应塔中的反应产物经过冷凝后进入到气液分离器中，分离出来的尾气进入到尾气降膜吸收塔中进行处理，分离出来的液体进入到精馏塔内精馏制得目标产品2,4二氯氟苯。
实施例2
将汽化的3-氯-4-氟硝基苯与预热的氯气混合加入到装填有分层多孔陶瓷填料的反应塔内，400℃下反应；反应塔中，分层多孔陶瓷填料的装填高度为反应塔高度的1/10；3-氯-4-氟硝基苯与氯气的摩尔比控制为2:1；
反应塔中的反应产物经过冷凝后进入到气液分离器中，分离出来的尾气进入到尾气降膜吸收塔中进行处理，分离出来的液体进入到精馏塔内精馏制得目标产品2,4二氯氟苯。
实施例3
将汽化的3-氯-4-氟硝基苯与预热的氯气混合加入到装填有分层多孔陶瓷填料的反应塔内，400℃下反应；反应塔中，分层多孔陶瓷填料的装填高度为反应塔高度的1/10；3-氯-4-氟硝基苯与氯气的摩尔比控制为1:1.5；
反应塔中的反应产物经过冷凝后进入到气液分离器中，分离出来的尾气进入到尾气降膜吸收塔中进行处理，分离出来的液体进入到精馏塔内精馏制得目标产品2,4二氯氟苯。
实施例4
将汽化的3-氯-4-氟硝基苯与预热的氯气混合加入到装填有分层多孔陶瓷填料的反应塔内，400℃下反应；反应塔中，分层多孔陶瓷填料的装填高度为反应塔高度的1/10；3-氯-4-氟硝基苯与氯气的摩尔比控制为1:2；
反应塔中的反应产物经过冷凝后进入到气液分离器中，分离出来的尾气进入到尾气降膜吸收塔中进行处理，分离出来的液体进入到精馏塔内精馏制得目标产品2,4二氯氟苯。
实施例5
将汽化的3-氯-4-氟硝基苯与预热的氯气混合加入到装填有分层多孔陶瓷填料的反应塔内，400℃下反应；反应塔中，分层多孔陶瓷填料的装填高度为反应塔高度的1/5；3-氯-4-氟硝基苯与氯气的摩尔比控制为1:2；
反应塔中的反应产物经过冷凝后进入到气液分离器中，分离出来的尾气进入到尾气降膜吸收塔中进行处理，分离出来的液体进入到精馏塔内精馏制得目标产品2,4二氯氟苯。
实施例6
将汽化的3-氯-4-氟硝基苯与预热的氯气混合加入到装填有分层多孔陶瓷填料的反应塔内，400℃下反应；反应塔中，分层多孔陶瓷填料的装填高度为反应塔高度的1/5；3-氯-4-氟硝基苯与氯气的摩尔比控制为1:1.5；
反应塔中的反应产物经过冷凝后进入到气液分离器中，分离出来的尾气进入到尾气降膜吸收塔中进行处理，分离出来的液体进入到精馏塔内精馏制得目标产品2,4二氯氟苯。
对比例
反应塔内部装入分层多孔陶瓷填料，其他条件实施例6相同。
本发明制得的分层多孔填料的性能如表1所示，上述实施例以及对比例中制得的目标产品2,4二氯氟苯的收率以及原料转化率如表2所示。
表1
表2
从上述测试结果可以看出，本发明在反应塔中采用分层多孔陶瓷填料，大大改善了原料的转化率，目标产品的收率也得到明显提高。
此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。