专利名称：：α,α′－氟卤取代二甲苯的制备方法
技术领域：
：本发明涉及制备一类α，α’-氟卤取代二甲苯的方法。化合物α，α’-氟卤取代二甲苯作为一种有机合成的中间体在有机合成反应和应用方面已得到广泛的应用，Chow，S.W.PatentUS3297519；Chow，S.W.；Pilato，L.A.；Wheelwright，W.L.J.Org.Chem.1970，35，20；WilliamR.Dolbier，Jr，；MohammedAliAsghar；He-QiPanPatentUS5210341；WilliamR.Dolbier，Jr，；MohammedAliAsghar；He-QiPan；andLechCelewiczJ.Org.Chem.1993，58，1827-1830中皆报道了其可用于制备含氟高分子材料，在制备含氟医药及农药方面潜在的应用价值。Hasek，W.R.；Smith，W.C.；Engelhardt，V.A.；J.Am.Chem.Soc.1960，82，543和Fuqua，S.A.；Parkhurst，R.F.M.；Silverstein，R.M.；Tetrahedron1964，20，1625.中报道了有关合成(X＝Br或Cl)的方法，是以对二苯甲醛为原料，先以四氟化硫氟化再溴化或氯化制得产物。即，目前尚未有邻位产物的合成方法的报道，但由于上述合成方法原料、反应试剂以及反应条件和步骤均比较复杂且产率低，难于适应工业生产。因此化学工作者一直在探寻一条合成路线短、产率高的合成方法。本发明目的就是提供一种能适合大规模生产的合成方法。本发明是通过如下方案实现的，即以邻位或对位的为原料，其中X＝Br或Cl，在催化剂或无催化剂的条件下，在溶剂或无溶剂中，在常压-30atm压力条件下，与氟化试剂在40-220℃下反应0.5-30小时合成相对应的邻位或对位产物，其中X＝Br或Cl；反应式如下(1)氟化试剂(2)催化剂或无催化剂(3)溶剂或无溶剂(4)常压-30atm其中氟化试剂是氟化氢或氟负离子试剂，其中氟负离子试剂为氟化钠、氟化钾、氟化铯、氟化钠-氟化钙、氟化钾-氟化钙、氟化铯-氟化钙；所用的催化剂是SbCl5、18冠-6、RfSO2F，其中Rf＝CnF2n+1，n＝2-12；溶剂是正戊烷、正己烷、环己烷、石油醚、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、四氢呋喃、乙醚、苯、甲苯、二甲苯、吡啶、三乙胺、氟氯烃及其替代物；推荐反应条件为在催化剂和溶剂条件下，反应压力为10-20atm；反应温度为70-120℃；反应时间为3-6小时。具体实验步骤是将原料-邻位或对位的投入反应釜中，加入溶剂和不加溶剂，加入催化剂或不加入催化剂，与氟化试剂反应，如果反应在高压釜中进行，且以HF为氟化试剂，在投入原料后关紧高压釜并抽真空，用干冰/丙酮浴冷却至-60℃后加入氟化试剂，再升至室温后加热反应；如果反应在常压釜中进行，以HF为氟化试剂时，HF在反应过程中需逐渐加入；反应温度根据反应条件的不同而保持在40-220℃的适当温度，反应0.5-30小时，反应结束后，提纯处理，蒸馏而得到产品。该方法在制备方面相对于现有的技术而言，反应步骤为一步反应，合成路线短，操作简便，原料便宜易得且产率高，适于大规模工业生产。以下实施例有助于理解本发明，但不限于本
发明内容实施例1原料投入2l高压釜中，关紧高压釜并抽真空，用干冰/丙酮浴将高压釜冷却至-60℃，通过气相管加入SbCl5和HF，高压釜离开干冰/丙酮浴，升至室温后，开始加热反应，数小时后，停止加热，降至室温后，从气相管放出副产物HBr及少量未反应HF，尾气用碱液吸收。在通风情况下打开高压釜，缓慢加入水；分解催化剂后，反应混合物用分液漏斗分出油层，油层用稀碱液和水洗涤二次后，可减压蒸馏得，具体条件和结果如下mp107-110℃/25mmHg；1HNMRδ7.34-7.92；19FNMRδφ-45.03ppm(s)；Anal.Cald.forC8H4Br2F4C28.60；H1.20；Br47.57，F22.62；FoundC28.49；H1.08；Br47.70，F22.54.实施例2原料投入21高压釜中，关紧高压釜并抽真空，用干冰/丙酮浴将高压釜冷却至-60℃，通过气相管加入HF，高压釜离开干冰/丙酮浴，升至室温后，开始加热反应，数小时后，停止加热，降至室温后，从气相管放出副产物HBr及少量未反应HF，尾气用碱液吸收。反应混合物用分液漏斗分出油状物，用稀碱液和水洗涤、干燥，可减压蒸馏得，具体条件和结果如下mp109-112℃/28mmHg；1HNMRδ7.69ppm(s)；19FNMRδφ-45.65ppm(s)；Anal.Cald.forC8H4Br2F4C28.60；H1.20；Br47.57F22.62FoundC28.54；H1.15；Br47.66F22.59实施例3原料投入2l高压釜中，再倒入溶剂，关紧高压釜，用干冰/丙酮浴将高压釜冷却至-60℃，再抽真空，通过气相管加入HF，高压釜离开干冰/丙酮浴，升至室温后，开始加热反应，数小时后，停止加热，降至室温后，从气相管放出副产物HCl及少量未反应HF，可将稀碱液从液相管加入以中和剩余的HCl和HF.在通风情况下打开高压釜，取出反应混合物分出有机相，有机相用水洗涤二次后干燥，常压蒸馏除去溶剂，再减压蒸馏得，具体条件和结果如下<mp68-70℃/18mmHg；1HNMRδ7.50-7.97ppm(s)；9FNMRδφ-45.03ppm(s)；Anal.Cald.forC8H4Cl2F4C38.90；H1.63；Cl28.70；F30.76.FoundC38.85；H1.59；Cl28.75；F30.80.实施例4原料投入21高压釜中，再倒入正己烷，关紧高压釜，用干冰/丙酮浴将高压釜冷却至-60℃，再抽真空，通过气相管加入HF，高压釜离开干冰/丙酮浴，升至室温后，开始加热反应，数小时后，停止加热，降至室温后，从气相管放出副产物HCl及少量未反应HF，可将稀碱从液相管加入以中和剩余的HCl和HF.在通风情况下打开高压釜，取出反应混合物分出有机相，有机相用水洗涤二次后干燥，常压蒸馏除去溶剂，再减压蒸馏得，具体条件和结果如下</tables>mp68-70℃/18mmHg；1HNMRδ7.50-7.97ppm；19FNMRδφ-45.03ppm(s)；Anal.Cald.forC8H4Cl2F4C38.90；H1.63；Cl28.70；F30.76.FoundC38.85；H1.59；Cl28.75；F30.80.实施例5将200g原料和50g催化剂-全氟磺酰氟加入接有液相管、冷凝器、机械搅拌的反应釜，液相管和HF钢瓶相连，反应釜和钢瓶之间有阀门和缓冲瓶，HF钢瓶置于80℃热水浴中，缓冲瓶置于110℃油浴中，反应釜加热至100℃后，开始搅拌，并打开钢瓶阀门开始通HF，反应结束后，关闭阀门。反应釜冷却至室温后，加入稀碱中和，取出反应混合物，水洗后分出有机相，干燥，减压蒸馏得产品具体条件和结果如下</tables>mp64-65℃/18mmHg；1HNMRδ7.73ppm(s)；19FNMRδφ-50.4ppm(s)；Anal.Cald.forC8H4Cl2F4C38.90；H1.63；Cl28.70；F30.76.FoundC38.93；H1.66；Cl28.77；F30.73.实施例6将原料和氟化试剂投入内衬聚四氟乙烯套的21高压釜中，关闭高压釜后加热反应。反应结束后冷却，打开高压釜，取出反应混合物，抽滤除去氟化试剂，用CH2Cl2×3洗涤，以回收吸附在上面的产品，合并滤液、洗涤液，常0压蒸馏除去CH2Cl2，再减压蒸馏得产品。具体条件和结果如下</tables>化合物的实验数据同实施例5。权利要求1.一种制备一类α，α’-氟卤取代二甲苯的方法，其特征在于以邻位或对位的为原料，其中X＝Br或Cl，在催化剂或无催化剂，溶剂或没有溶剂，常压-30atm压力条件下，与氟化试剂在40-220℃下反应0.5-30小时合成相应的邻位或对位的，X＝Br或Cl，其中、氟化试剂与催化剂的摩尔比为1∶4∶0.1-1∶20∶1。2.如权利要求1所述的制备一类α，α’-氟卤取代二甲苯的方法，其特征在于氟化试剂是氟化氢或氟负离子试剂，其中氟负离子试剂为氟化钠、氟化钾、氟化铯、氟化钠-氟化钙、氟化钾-氟化钙、氟化铯-氟化钙。3.如权利要求1所述的制备一类α，α’-氟卤取代二甲苯的方法，其特征在于合成中所用的催化剂是SbCl5、18冠-6、RfSO2F，其中Rf＝CnF2n+1，n＝2-12。4.如权利要求1所述的制备一类α，α’-氟卤取代二甲苯的方法，其特征在于溶剂是正戊烷、正己烷、环己烷、石油醚、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、四氢呋喃、乙醚、乙腈、苯、甲苯、二甲苯、吡啶、三乙胺、氟氯烃及其替代物。5.如权利要求1所述的制备一类α，α’-氟卤取代二甲苯的方法，其特征在于、氟化试剂与催化剂的摩尔比为1∶4∶0.1-1∶10∶0.5。6.如权利要求1所述的制备一类α，α’-氟卤取代二甲苯的方法，其特征在于反应压力为10-20atm。7.如权利要求1所述的制备一类α，α’-氟卤取代二甲苯的方法，其特征在于反应温度为70-120℃。8.如权利要求1所述的制备一类α，α’-氟卤取代二甲苯的方法，其特征在于反应时间为3-6小时。全文摘要本发明涉及制备一类α,α’－氟卤取代二甲苯的方法。即以邻位或对位的如右上式(X=Br或Cl)为原料,以氟化氢或氟负离子试剂如氟化钠、氟化钾、氟化铯、氟化钠—氟化钙、氟化钾—氟化钙、氟化铯—氟化钙等为氟化试剂,在催化剂或无催化剂的条件下,在有溶剂或没有溶剂中,常压－30atm,40—220℃条件下合成相应的邻位或对位的产物如上的下式(X=Br或Cl)。该方法具有合成路线短、产率高、反应时间短、原料便宜易得,适合大规模生产,在工业上具有广阔的应用前景。文档编号C07C17/20GK1184799SQ97106790公开日1998年6月17日申请日期1997年12月22日优先权日1997年12月22日发明者茅云宇申请人:中国科学院上海有机化学研究所