氟代苯腈类化合物的制备方法

文档序号:9742953阅读:1047来源:国知局
氟代苯腈类化合物的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及氟代苯腈类化合物的制备方法,属于有机合成技术领域。
【背景技术】
[0002] 通式为(I)的氟代苯腈类化合物是非常重要的有机中间体,广泛应用于医药、农 药、染料、高分子材料和液晶材料等领域。比如2,4,5_三氟苯甲腈可用于生产催产素受体拮 抗剂,是用于治疗早产的药物。3,4,5_三氟苯甲腈可用于合成1-(3,4,5_三氟苯基)-2-[反 式-4 _(反式-4 -正丙基)环己基]乙烷,这是一种良好的液晶材料。2,3,5,6_四氟苯甲腈可 用于合成四氟苯菊酯,是高效低毒的卫生用除虫菊酯杀虫剂。2,3,4,5,6-五氟苯甲腈可用 于合成氟喹诺酮类抗细菌药物司氟沙星、佳替沙星和莫西沙星等;还可用于合成拟除虫菊 酯类杀虫剂四氟苯菊酯和五氟菊酯等;还可用于合成重要的农药和医药中间体2-五氟苯基 苯并恶唑;还可用于合成多种特殊高分子材料的重要单体,如八氟_4,4 -联苯二甲胺和八 氟-4,4 -联苯二甲酸等;还可以通过氰基转换得到五氟苯甲酸、五氟苯酰胺、五氟苯胺、五 氟苯甲醛、五氟苯酚等,也能通过氰基的对位氟取代得到4-烷氧基_2,3,5,6_四氟苯甲腈、 4 _芳氧基_2,3,5,6_四氣苯甲臆、4_氛基_2,3,5,6_四氣苯甲臆、4_羟基_2,3,5,6_四氣苯甲 腈和4-巯基_2,3,5,6_四氟苯甲腈等,这些化合物都是非常重要的化工中间体;还可用于合 成聚醚腈类特种高分子材料和四氟苯基酯类液晶材料等。2,3_二氟-对苯二甲腈、2,5_二 氟-对苯二甲腈和3,6_二氟-对苯二甲腈都可作为活性抑菌成份应用于水泥灌浆。2,6_二 氟-对苯二甲腈可用于生产高效杀虫剂和其他化学品、药品等。3,4_二氟-邻苯二甲腈、3,5_ 二氟-邻苯二甲腈、3,6-二氟-邻苯二甲腈和4,5-二氟-邻苯二甲腈都可用于生产高耐晒牢 度的高价值颜料,而3,4-二氟-邻苯二甲腈还可用于生产医药和抗菌剂等。2,3,5-三氟对苯 二甲腈可用于合成氟苯甲醇环丙烷羧酸酯类低毒高效杀虫剂。3,4,5_三氟邻苯二甲腈和3, 4,6_三氟邻苯二甲腈都可用于生产高耐晒牢度的高价值颜料,3,4,6_三氟邻苯二甲腈还可 用于合成喹诺酮类抗生素和酞菁染料以及液晶材料。2,4,5_三氟间苯二甲腈可用于合成喹 诺酮类抗菌药物、农用化学品和工业化学品等。2,3,5,6_四氟对苯二甲腈可用于合成医药 和农药,是合成拟除虫菊酯类杀虫剂四氟苯菊酯和七氟菊酯的中间体。3,4,5,6_四氟邻苯 二甲腈和2,4,5,6_四氟间苯二甲腈都可用于合成喹诺酮类抗菌药物,2,4,5,6_四氟间苯二 甲腈也可用于合成具有低温反应活性的染料,而3,4,5,6_四氟邻苯二甲腈还可用于生产高 耐晒牢度的高价值颜料。3-氟-1,4,5-苯三甲腈可用于合成三聚芳香腈,它是合成染料和农 药助剂重要原料,此外,3-氟-1,4,5-苯三甲腈还可用于制造具有优良的耐热性和机械性能 的热固性树脂,它在轻型电动机械材料和电子绝缘材料方面有特别的用途。2,4,6_三氟-1, 3,5_苯三甲腈可用于制备活性染料。这些化合物用途广泛,各具功能,在医药、农药、染料、 高分子材料和液晶材料等领域起到重要的作用。
[0003]在目前,通式为(I)的氟代苯腈类化合物主要是通过苯腈、苯二甲腈或苯三甲腈先 经氯代反应得到通式(Π )的氯代苯腈类化合物,通式(Π )的氯代苯腈再经与氟化钾等发生 卤素交换而制得。
[0004] 氯代苯腈类化合物的生产工艺相当成熟,五氯苯腈可以用苯腈为原料,通过 US3855264、US6034264、CN1273238和CN1772724等提供的氯化工艺来生产;四氯邻苯二甲腈 可以用邻苯二甲腈通过US3497547、US4572806和US5789582等提供的氯化工艺来生产;四氯 间苯二甲腈可以用间苯二甲腈通过US3839401、US4485050、CN85101962和CN 104447407等 提供的氯化工艺来生产;四氯对苯二甲腈可以用对苯二甲腈通过CN 1844090提供的氯化工 艺来生产;其它氯代苯腈类化合物可通过US6034264提供的氯化工艺来生产。氯代苯腈在我 国早已实现连续化和规模化生产,质量稳定,市场资源丰富。
[0005] 关于氟代苯腈类化合物的合成工艺亦有大量的文献报道,大都采用氯代苯腈类化 合物通过氟交换反应制得于氟代苯腈类化合物。其中,GB10 26 290、JP5915 2 361、 JP59222463、JP6036453、JP60184057、US4684734、US6392084、JP2001131136、 开2004075556、开2005112745、〇附772724、〇附04151196和非专利文献1(了.〇16111.5〇。.(〇, 1971,1341)等都提供了用五氯苯甲腈通过氟交换反应制得五氟苯甲腈的方法;US4684734、 JP04321644、JP2001131136、JP2004075556 和 JP2005112745 等也提供了包括三氟苯甲腈和 四氟苯甲腈在内的氟代苯腈通过氟交换反应的合成方法;GB1026290、US397 5424、 US4684734、US5153350、US6362365、US6392084、JP2001131136、US7132561、JP2004075556、 JP2005112745和非专利文献2 (Bui 1 · Chem · Soc · Japan ·,Vol · 40,688)等也提供了包括二氟 苯二甲腈、三氟苯二甲腈和四氟苯二甲腈在内的氟代苯二甲腈通过氟交换反应的合成方 法。
[0006] 在这类氟交换反应的现有技术中,所提到的技术方法如下。
[0007] (1)关于氟化剂的使用
[0008] 氟化剂是必须使用的原料,可以是碱金属氟化物或碱土金属氟化物,其中氟化钾 使用最普遍。由于水分对氟交换反应有副面影响,所以通常使用无水氟化物。
[0009] (2)关于溶剂的使用
[0010] 无溶剂法是GB1026290等早期文献提到的。此法由于反应体系粘稠,在经历高温过 程后结焦严重,产品收率都不高。
[0011] 溶剂法是现在绝大多数文献所采纳的。由于溶剂在反应过程中起到较好的分散作 用,抑制了高温结焦,产品收率得到提高。
[0012] 文献大都采用了非质子极性溶剂,主要包括N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二乙基甲酰 胺、N,N-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、二甲基砜、环丁砜、N-甲基吡咯烷酮、1,3-二甲基-2-咪 唑啉酮和苯甲腈等,其中,由于苯甲腈热稳定性好,使用最为普遍。
[0013]我们通过研究发现芳氟化合物也可以作为此类反应的溶剂,而此前未见这方面的 报道。
[0014] (3)关于催化剂的使用
[0015]和溶剂的使用相类似,GB1026290等早期的文献也不使用催化剂,后来反应体系中 使用溶剂,为改善传质效果,也开始使用相转移催化剂,比如US6392084等使用冠醚类催化 剂,JP59 152361提到使用聚醚类催化剂,CN1041 51 196提到使用季胺盐类催化剂, JP04321644使用季膦盐类催化剂,还有CN1772724等一些文献虽然使用了溶剂,但并没有使 用催化剂。
[0016] (4)关于反应温度
[0017] 依据反应原料和操作压力的不同,反应温度不尽相同,现有文献给出的最大温度 范围是120~550°C。对于无溶剂反应体系,最低反应温度高于氯代苯腈主原料的熔点;对于 常压反应,最高反应温度不应超过包括溶剂在内的反应原料或产物的沸点;对于带压反应, 反应温度要高些。
[0018] 通常,提高反应温度有利于加快反应速度,但同时也容易引起高温结焦。
[0019] (5)关于反应压力
[0020]仅有GB1026290提到在无溶剂情况下采用减压操作进行反应,有JP59222463等少 量文献也提到在常压下进行反应,绝大多数文献是在反应物系的饱和蒸汽压下进行反应, 也有文献提到采用超过反应物系的饱和蒸汽压力下进行反应,比如US6392084提到加压反 应的压力范围在0~30kg/cm 2〇
[0021] (6)关于原料水分的控制
[0022] US3975424等主张把水分控制在0.2%以下,马素琴在《四氯苯二甲腈的氟化反应 研究》[D]论文中将水分控制在0.02~0.05%时取得较好的反应效果。
[0023] 在这类氟交换反应中,由于氰基的间位上的氯不易发生反应,所以反应周期均较 长,尽管如此,产品中还要有不能完全氟代的氟
当前第1页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1