一种利用微反应器提纯2-氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶的方法

技术领域

本发明属于精细化工技术领域，具体涉及一种利用微反应器提纯2-氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶的方法。

背景技术

2-氟-3-氯-5三氟甲基吡啶是一种重要的化工中间体原料，是合成新型杀菌剂氟啶胺、除草剂吡氟氯禾灵的关键中间体，其应用价值和市场前景十分可观。

专利CN200910181256.6报道了以2,3-二氯-5-三氯甲基吡啶为原料、氟化钾为氟化试剂一步合成2-氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶的方法，纯度达到98.5％，收率达到93.7％。但是产品中含有质量分数约2％杂质，分离难度大，很难得到高纯的产品。

目前2-氟-3-氯-5三氟甲基吡啶的生产，是从2,3-二氯-5-三氟甲基吡啶副产物而来。在生产2,3-二氯-5-三氯甲基吡啶过程中，会产生2-氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶副产物，可将副产物除杂提纯得到2-氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶产品，这样生产出2-氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶成本较低。

国内大多数厂家除杂提纯方法是在除杂反应釜中加入2-氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶粗品、氨水和相转移催化剂，升温至60℃，搅拌20h左右，可将杂质2,6-二氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶除去，但由于氨水和2-氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶粗品是水油两相反应，反应时间长，混合物料在反应釜中传质效果差，导致将近有10％2-氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶反应成2-氨基-3-氯-5-三氟甲基吡啶，造成产品的损失。

发明内容

本发明的目的是克服间歇反应釜生产周期长、效率低、传质效果差和主产品损失大的缺点，利用微反应器的优势，提供一种快速连续除杂提纯2-氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶的方法。以2-氟-3-氯-5-三氯甲基吡啶粗品和氨水为原料，利用微反应器，除去2-氟-3-氯-5-三氯甲基吡啶粗品中的杂质2,6-二氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶。

本发明所述一种利用微反应器提纯2-氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶的方法，包括如下步骤：

(1)2-氟-3-氯-5-三氯甲基吡啶粗品经过计量泵，打入预热盘管预热后，进入微反应器中反应；

(2)以氨水为除杂试剂，氨水经过计量泵，打入预热盘管预热后，进入微反应器中反应；

(3)两股物料在微反应器中反应除杂，控制反应温度，并通过后端背压阀门控制反应压力；

(4)微反应器中出来的反应混合液经过盘管冷却淬灭，经过背压阀，收集反应液，分层，油相为提纯后2-氟-3-氯-5-三氯甲基吡啶产品。

进一步地，在上述技术方案中，所述除杂过程化学原理，采用反应方程式表示如下：

进一步地，在上述技术方案中，所述步骤(1)中，所述2-氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶粗品中，杂质为2,6-二氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶，含量为5-12％。

进一步地，在上述技术方案中，所述步骤(1)中，2-氟-3-氯-5-三氯甲基吡啶粗品预热温度为50～150℃，优选60～100℃之间；进料流速为10～50g/min，优选15～30g/min之间。

进一步地，在上述技术方案中，所述步骤(2)中，氨水浓度为10％～25％。氨水加入量为2-氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶粗品中杂质的2～10倍摩尔，优选4～6倍。

进一步地，在上述技术方案中，所述步骤(2)中，氨水预热温度为50～150℃，优选60～100℃之间；进料流速为1～10g/min，优选2～5g/min之间。

进一步地，在上述技术方案中，所述步骤(1)和(2)中，盘管直径为Φ3mm，长度为2m。

进一步地，在上述技术方案中，所述步骤(3)中，反应温度为50～150℃，优选60～100℃之间；反应压力范围在0.3～1.5MPa，优选0.5～1.0MPa之间；在微反应器中停留时间为0.5～3min，优选2～2.5min。

进一步地，在上述技术方案中，所述步骤(3)中，微反应器通道内径在2～3mm，持液量在5～10mL。

进一步地，在上述技术方案中，所述步骤(4)中，淬灭温度为0～30℃，优选10～20℃之间；淬灭盘管直径为Φ3mm，长度为2m。

进一步地，在上述技术方案中，所述步骤(4)中，精馏塔塔顶温度为100～130℃，塔顶压力为-0.09～-0.095MPa，得到2-氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶纯品。

附图说明

图1为一种利用微反应器提出2-氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶的装置流程示意图。

其中：A为2-氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶粗品，B为氨水，1为2-氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶粗品进料预热盘管，2为氨水进料预热盘管，3为微反应器，4为反应混合液冷却淬灭盘管，5为背压阀门，C为反应混合液，T1,T2,T3为恒温油浴。

具体实施方式

下面将通过具体实施例对本发明做进一步的具体描述，但不能理解为是对本发明保护范围的限定。

实施例1：

在如图1所示的反应装置中，2-氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶粗品(2-氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶含量为85.3％，杂质为2,6-二氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶，含量为12.6％)和氨水(氨水浓度25％)分别以20g/min、2.5g/min流速(杂质与氨水摩尔比为1：4)经预热盘管1和2(预热温度都为90℃)预热后，进入微反应器3反应，微反应器通道内径2mm，停留时间2min，反应器温度为90℃，反应后物料进入盘管4淬灭(淬灭温度为15℃)，系统通过背压阀控制压力1.0MPa，收集反应混合液，油相经水洗分层后，精馏塔精馏，收集塔顶温度125℃，塔顶压力为-0.095MPa的馏分，GC分析杂质2,6-二氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶为0.15％，2-氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶收率为97.5％。若采用反应釜氨水除杂操作，2-氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶收率损失约9％，收率为83.5％。

实施例2：

在如图1所示的反应装置中，2-氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶粗品(2-氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶含量为85.3％，杂质为2,6-二氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶，含量为12.6％)和氨水(氨水浓度25％)分别以20g/min、3.75g/min流速(杂质与氨水摩尔比为1：6)经预热盘管1和2(预热温度都为90℃)预热后，进入微反应器3反应，微反应器通道内径2mm，停留时间1.8min，反应器温度为90℃，反应后物料进入盘管4淬灭(淬灭温度为15℃)，系统通过背压阀控制压力1.0MPa，收集反应混合液，油相经水洗分层后，精馏塔精馏得到产品，GC分析杂质2,6-二氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶为0.07％，2-氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶收率为96.8％。若采用反应釜氨水除杂操作，与微反应器相同的摩尔比，除杂温度为60℃(下同)，2-氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶收率损失约10％，收率为80.3％。

实施例3：

在如图1所示的反应装置中，2-氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶粗品(2-氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶含量为86.5％，杂质为2,6-二氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶，含量为9.5％)和氨水(氨水浓度25％)分别以20g/min、3.75g/min流速(杂质与氨水摩尔比为1：6)经预热盘管1和2(预热温度都为95℃)预热后，进入微反应器3反应，微反应器通道内径2mm，停留时间1.8min，反应器温度为95℃，反应后物料进入盘管4淬灭(淬灭温度为15℃)，系统通过背压阀控制压力1.0MPa，收集反应混合液，油相经水洗分层后，精馏塔精馏得到产品，GC分析杂质2，6-二氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶为0.05％，2-氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶收率为94.0％。若采用反应釜氨水除杂操作，2-氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶收率损失约11％，收率为78.8％。

实施例4：

在如图1所示的反应装置中，2-氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶粗品(2-氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶含量为86.5％，杂质为2,6-二氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶，含量为9.5％)和氨水(氨水浓度25％)分别以20g/min、3.75g/min流速(杂质与氨水的摩尔比为1：6)经预热盘管1和2(预热温度都为80℃)预热后，进入微反应器3反应，微反应器通道内径2mm，停留时间1.6min，反应器温度为90℃，反应后物料进入盘管4淬灭(淬灭温度为15℃)，系统通过背压阀控制压力0.8MPa，收集反应混合液，油相经水洗分层后，精馏塔精馏得到产品，GC分析杂质2，6-二氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶为0.18％，2-氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶收率为94.6％。若采用反应釜氨水除杂操作，2-氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶收率损失约10％，收率为81.4％。

实施例5：

在如图1所示的反应装置中，2-氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶粗品(2-氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶含量为85.8％，杂质为2,6-二氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶，含量为10.3％)和氨水(氨水浓度25％)分别以20g/min、3.75g/min流速(杂质与氨水的摩尔比为1：6)经预热盘管1和2(预热温度都为80℃)预热后，进入微反应器3反应，微反应器通道内径2mm，停留时间1.6min，反应器温度为90℃，反应后物料进入盘管4淬灭(淬灭温度为25℃)，系统通过背压阀控制压力0.8MPa，收集反应混合液，油相经水洗分层后，精馏塔精馏得到产品，GC分析杂质2,6-二氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶为0.09％，2-氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶收率为92.5％。若采用反应釜氨水除杂操作，2-氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶收率损失约12％，收率为79.6％。

以上实施例描述了本发明的基本原理、主要特征及优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明原理的范围下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进均落入本发明保护的范围内。