一种1,2,4,5-四氟苯的制备方法
【技术领域】：
[0001 ]本发明涉及一种1，2，4，5-四氟苯的制备方法，特别涉及一种以2，4-二氯氟苯为起 始原料制备1，2，4，5-四氟苯的方法。
【背景技术】：
[0002] 1，2,4,5_四氟苯是一种应用广泛的化工原料中间体，其可作医药产品的中间体， 也可用于制备四氟苯菊酯杀虫剂。
[0003 ]在本发明给出之前，1，2，4，5-四氟苯的主要合成方法：
[0004] l、J.Am.Chem.Soc.，￥〇1.118，如.7，1996报道了以全氟环己烷为原料，在茂锆金属 催化剂（（Cp 2ZrCl2+Mg/HgCl2)存在下发生消除反应制备1，2,4,5-四氟苯的路线。反应路线 如下：
[0006] 该方法收率35%，原料难得，且用了贵金属催化剂。
[0007] 2、J.Am.Chem.Soc.，2014，136,4634-4639报道了以六氟苯或者五氟苯为原料，在 含磷试剂的存在下脱去氟产生1，2,4,5_四氟苯的路线。反应路线如下：
[0009]该方法收率达98 %左右，但是该法的原料昂贵，且催化剂较难制备。
[0010] 3、J.Fluorine Chem· ,155(2013) ,132-142报道了以六氟苯或者五氟苯为原料，在 含铑催化剂的作用下脱去氟产生1，2,4,5_四氟苯的路线。反应路线如下：
[0012]该方法副产物较多，收率较低，且含铑催化剂较难制备。
【发明内容】
：
[0013] 本发明要解决的技术问题是提供一种反应条件温和、操作简便、产品收率高、生产 成本低、绿色安全的1，2，4，5-四氟苯的制备方法。
[0014] 为解决上述技术问题，本发明的技术思路如下所示：
[0016] 本发明采用的技术方案为：
[0017] -种1，2，4，5-四氟苯的制备方法，其工艺包括如下步骤：
[0018] (1 )、将2，4-二氯氟苯与质量浓度95-98%浓硫酸混合，于20-40°C内缓慢滴加硝化 试剂，保温反应8-1 Oh，反应液缓慢倾倒入冰水混合物中，甲苯萃取两遍，合并有机相，常压 蒸馏回收甲苯，减压蒸馏收集120-130°C/8毫米汞柱馏分得2,4_二氯-5-氟硝基苯；
[0019] (2)、将2，4-二氯-5-氟硝基苯溶于有机溶剂A中，加入氟化钾，180-190°C内反应4-6h，再升至200 °C，反应3-4h且边反应边蒸馏收集88-92 °C的馏分得1，2，4，5-四氟苯。
[0020] 进一步，本发明步骤(1)所述的硝化试剂为浓硝酸或浓硝酸与浓硫酸混合的混酸， 优选为混酸。
[0021] 进一步，本发明步骤（1)所述硝化试剂：2,4_二氯氟苯投料物质的量的比为1.0-2.0:1，优选为 1.1-1.3:1。
[0022] 进一步，本发明步骤(2)所述有机溶剂A选自下列一种或任意几种任意比例的混 合:对甲基苯腈、环丁砜、硝基苯，优选为环丁砜，用量为原料质量的3-5倍。
[0023] 进一步，本发明步骤(2)所述氟化钾:2,4_二氯-5-氟硝基苯投料物质的量的比为 3.0-4.0：1〇
[0024]本发明的有益效果如下：
[0025]以价廉易得的2,4_二氯氟苯为起始原料合成1，2,4,5_四氟苯，此方法具有路线 短，收率高的特点，大大降低了生产成本，另有具有安全、环保的优点。由2,4_二氯氟苯制备 1，2,4,5_四氟苯的总收率在50.0%以上。
【具体实施方式】：
[0026]以下以具体实施例来说明本发明的技术方案，但本发明的保护范围不限于此： [0027]实施例1:2，4-二氯-5-氟硝基苯的合成
[0028] 在带有温度计和机械搅拌的2000ml四口烧瓶中加入1000g浓硫酸，500g 2,4_二氯 氟苯，水浴控温下缓慢滴加 323g 65%浓硝酸，滴加时间为1.5h，滴加完毕后继续室温搅拌 反应8h。
[0029] 将反应液稀释进1000g冰水中，待体系冷却至室温后，用500mL甲苯萃取两次。合并 上述有机相并转移到2000ml四口烧瓶中，常压蒸馏回收甲苯，减压蒸馏收集120-130°C/8毫 米汞柱馏分得2,4-二氯-5-氟硝基苯(573 8,90.1%)。6(：(条件:60°(：保温31^11，20°(：/1^11升 至280°(：，保温511^11)纯度99.5%。
[0030] 实施例2:2，4_二氯-5-氟硝基苯的合成
[0031] 500ml三口烧瓶中加入浓硫酸322.8g，水浴下缓慢滴加浓硝酸溶液322.8g。滴加完 毕后，冷却到室温，转移进500ml滴液漏斗中，待用。
[0032]在带有温度计和机械搅拌的2000ml四口烧瓶中加入677.2g浓硫酸，500g 2,4_二 氯氟苯，水浴控温下缓慢滴加上述所配混酸溶液，滴加时间为1.5h，滴加完毕后继续室温搅 拌反应8h。
[0033] 将反应液稀释进1000g冰水中，待体系冷却至室温后，用500mL甲苯萃取两次。合并 上述有机相并转移到2000ml四口烧瓶中，常压蒸馏回收甲苯，减压蒸馏收集120-130°C/8毫 米汞柱馏分得2,4-二氯-5-氟硝基苯(617 8,96.9%)。6(：(条件:60°(：保温31^11，20°(：/1^11升 至280°(：，保温511^11)纯度99.8%。
[0034]实施例3:2，4-二氯-5-氟硝基苯的合成
[0035] 制备方法同实施例2，区别在于，调整混酸中浓硝酸和浓硫酸的的组成，并分别检 测反应的收率和纯度，如表1所示。
[0036] 表1:混酸中浓硝酸和浓硫酸的的组成对硝化反应的影响
[0038] 注:2，4-二氯氟苯用量500g(3.03mol)，浓硝酸质量分数为65%。
[0039] 如表1所示，混酸中浓硝酸和浓硫酸的的组成的不同，对反应的收率和纯度有较大 影响，当硝酸用量从1. 〇eq至1. leq时，收率提升较明显，而当硝酸用量继续增加时收率并无 提升或提升不明显，出于成本考虑，优选的实施例为3-2。
[0040] 实施例4:1，2,4,5_四氟苯的合成
[0041 ] 在1000ml四口烧瓶中加入630g环丁砜，203g氟化钾和210g 2,4_二氯-5-氟硝基 苯，升温，控制内温180°C左右反应6h后继续升至200°C，边反应边蒸馏收集88-92°C的馏分 得产物1，2,4,5-四氟苯(75.5 8，收率:50.0%)。6(：(条件:40°(：保温31^11，10°(：/1^11升至150 °(：，保温511^11)纯度99.8%。
[0042]实施例5:1，2,4,5_四氟苯的合成
[0043] 制备方法同实施例4,区别在于，选择不同的有机溶剂，并分别检测反应的收率和 纯度，如表2所示。
[0044] 表2:溶剂种类对氟代反应的影响。
[0046]如表2所示，选择不同的有机溶剂，对反应的收率和纯度有较大影响，其中，有机溶 剂选择环丁砜，用量为原料质量的3-5倍时，忧虑和纯度为最佳。
[0047]实施例6:1，2,4,5_四氟苯的合成
[0048] 制备方法同实施例4,区别在于，选择不同的氟化钾用量，并分别检测反应的收率 和纯度，如表3所示。
[0049] 表3:氟化钾用量对氟代反应的影响。
[0052] 注：2，4-二氯-5-氟硝基苯用量为210g( lmol)。
[0053]如表3所示，选择不同的氟化钾用量，对反应的收率和纯度有较大影响，当氟化钾 用量从3. Oeq至3.5eq时，收率提升较明显，而当氟化钾用量继续增加时收率提升不明显，出 于成本考虑，优选的实施例为6-2。
【主权项】
1. 一种1，2,4,5-四氟苯的制备方法，其特征在于，包括如下步骤： (1)将2，4-二氯氟苯与质量浓度95-98%浓硫酸混合，于20-40°C内缓慢滴加硝化试剂， 保温反应8-10h，反应液缓慢倾倒入冰水混合物中，甲苯萃取两遍，合并有机相，常压蒸馏回 收甲苯，减压蒸馏收集120-130°C /8毫米汞柱馏分得2，4-二氯-5-氟硝基苯； (2 )将2，4-二氯-5-氟硝基苯溶于有机溶剂中，加入氟化钾，180-190 °C内反应4-6h，再 升至200°C，反应3-4h且边反应边蒸馏收集88-92°C的馏分得1，2，4，5-四氟苯。2. 如权利要求1所述的一种1，2,4,5_四氟苯的制备方法，其特征在于:步骤（1)所述硝 化试剂为浓硝酸、或浓硝酸与浓硫酸混合的混酸。3. 如权利要求2所述的一种1，2,4,5_四氟苯的制备方法，其特征在于:步骤（1)所述硝 化试剂为混酸。4. 如权利要求1所述的一种1，2,4,5_四氟苯的制备方法，其特征在于步骤(1)所述硝化 试剂:2，4-二氯氟苯投料物质的量的比为1.0-2.0:1。5. 如权利要求4所述的一种1，2,4,5_四氟苯的制备方法，其特征在于步骤(1)所述硝化 试剂:2，4-二氯氟苯投料物质的量的比为1.1-1.3:1。6. 如权利要求1所述的一种1，2,4,5_四氟苯的制备方法，其特征在于步骤(2)所述有机 溶剂选自下列一种或任意几种:对甲基苯腈、环丁砜、硝基苯。7. 如权利要求6所述的一种1，2,4,5_四氟苯的制备方法，其特征在于步骤(2)所述有机 溶剂为环丁砜，用量为原料质量的3-5倍。8. 如权利要求1所述的一种1，2,4,5_四氟苯的制备方法，其特征在于步骤(2)所述氟化 钾:2，4-二氯-5-氟硝基苯投料物质的量的比为3.0-4.0:1。
【专利摘要】本发明公开了一种1,2,4,5-四氟苯的制备方法，特别是指一种以2,4-二氯氟苯为起始原料制备1,2,4,5-四氟苯的方法；该方法以2,4-二氯氟苯为原料，在硝化试剂作用下于浓硫酸溶剂中反应生成2,4-二氯-5-氟硝基苯；再通过氟代试剂氟化钾在180℃左右将氯氟代，再升温至200℃左右将硝基氟？代制备1,2,4,5-四氟苯；与现有技术相比，本发明具有路线短，收率高的特点，大大降低了生产成本。
【IPC分类】C07C25/13, C07C17/093
【公开号】CN105646140
【申请号】
【发明人】陈志卫, 徐盼云, 苏为科, 袁其亮, 王超, 陈寅镐
【申请人】浙江工业大学, 浙江中欣氟材股份有限公司
【公开日】2016年6月8日
【申请日】2016年3月28日