連續流工藝合成5-硝基-2-4-二氯氟苯方法

5-硝基-2-4-二氯氟苯，是制備農藥和醫藥的重要中間體，可用于生產降糖藥磷酸西他列汀，還可以用于合成克林沙星和西他沙星等氟喹諾酮類抗菌藥，也可用于液晶材料原料。常規制備5-硝基-2-4-二氯氟苯的方法是使用2-4-二氯氟苯為原料進行混酸硝化合成。

在利用釜式工藝進行該方法合成時，存在兩個問題，一是反應放熱量大，需要嚴格控制混酸滴加速度來避免局部熱量聚集，從而減少爆炸風險;二是容易造成混酸在反應體系中局部過量，易產生多硝基副產物，多硝基苯也容易產生爆炸。因此，傳統釜式工藝安全隱患極大，這對于工業生產而言無疑是十分危險的。

當使用連續流工藝進行該方法合成時，由于2，4-二氯氟苯和混酸在微通道反應器中微量接觸反應，物料混合均勻，反應時間短，傳熱速率快，產物和混酸可實現連續自動分離，反應十分安全，而且過程重復性好，產品質量穩定，效率較高。而且實驗過程中可以通過增加或減少微反應單元來靈活適應生產量的變化需要，同時也可以通過改變管線的連接方式來進行不同的反應，安全且高效。

合成路線:

連續流工藝流程：

1.配料

2-4-二氯氟苯按比例溶于二氯乙烷中、硝酸和硫酸按比例配制成混酸待用;

2.反應器搭建

準備一臺哈氏合金材質的板式微通道反應器和兩臺四氟柱塞泵，使用兩臺四氟柱塞泵分別從兩種物料罐中抽取物料，兩種物料直接打入反應器中反應，反應液出口與接液瓶連接;

3.進料

反應器搭建完成后，檢查設備是否正常，設置反應溫度110℃，接液瓶中準備冰水淬滅反應液，準備完成后開啟進料泵進料反應，物料在反應器中停留60s，取樣后送GC檢測;

實驗設備：

不同工藝結果數據對比表：

名稱釜式工藝連續流工藝

2-4-二氯氟苯用量100kg100kg

硝酸用量(摩爾量)2.01.8

硫酸用量(摩爾量)4.03.6

反應時間>8h60s

反應溫度80℃110℃

原料轉化率>99%>99%

產品選擇性90%~94%>95%

連續流工藝對比釜式工藝的優勢：

1. 降低了硝酸和硫酸的用量

釜式工藝使用了2.0eq的硝酸，而在板式反應器中只需要1.5eq的硝酸即可完成反應。這是由于在板式微通道反應器的傳質傳熱能力遠超釜式反應器，反應物連續進料微量接觸反應，充分混合，硝酸硫酸用量降低，一方面降低了成本，另一方面也減少了廢酸的產生，對環境更加友好。

2. 縮短了反應時間

在釜式工藝中，由于混酸放熱較強，在滴加混酸時需要嚴格控制釜內溫度來降低風險，滴加結束后還需升溫繼續反應2h。而在板式微通道反應器中，其具有高效傳質傳熱能力，大大加快了反應速度，僅需60秒是即可完成。

3. 反應轉化率與選擇性較高

由多批數據來看，板式微通道反應器反應工藝較為穩定，轉化率與選擇性均優于釜式工藝，釜式工藝可能會出現很多副反應，但板式微通道反應器的產物連續流出后被淬滅直接終止反應，能夠有效避免副產物的產生。

4. 控溫精準，局部過熱風險小

釜式反應器溫控主要靠夾套內導熱油散熱控溫，而板式微通道反應器由于其流道窄，且具備雙面換熱通道等特點，能夠精準控溫，使得反應能夠維持穩定。

5. 持液量小，安全可靠

釜式反應器體積較大，生產過程中一旦出現溫控不精準，便可能出現噴料爆照等事故，導致人員傷亡及財產損失，而產業化板式微通道反應器的持液量為500 mL，其連續進料連續出料等特點，使得其反應過程中參與反應的反應液量較小，反應液出口處及時淬滅終止反應也降低了風險。

6. 占地面積小

微通道反應器是連續化生產，體積較小，同時可根據反應情況靈活連接多個反應單元，易于調整。釜式反應由于其特殊結構，占地面積較大，成本高，而板式反應器具有占地小，便于操作等特點。