一种制备四氟苯甲醇的方法与流程

文档序号:16790638发布日期:2019-02-01 19:36阅读:350来源:国知局

本发明涉及苄醇的制备,具体涉及一种制备四氟苯甲醇的方法,属于有机合成技术领域。



背景技术:

四氟苯甲醇,分子式:c7h4f4o分子量:180.10;包括2,3,4,5-四氟苯甲醇cas:53072-18-7;2,4,5,6-四氟苯甲醇和2,3,5,6-四氟苯甲醇,cas号:4084-38-2,又称四氟苄醇,现有合成四氟苯甲醇的方法,或多或少都存在一些缺陷,以2,3,5,6-四氟苯甲醇为例,主要分为以下几种:

第一种、采用四氟苯甲酸直接还原成四氟苯甲醇

bayer公司采用的工艺路线,也是最经典的工艺路线,使用nabh4进行还原,用硫酸二甲酯做助剂直接还原四氟苯甲酸成四氟苯甲醇(参考de3714602),反应方程式如下:

该方法收率高达96%,但是反应需要使用剧毒品硫酸二甲酯,购买和使用上都受到一定限制,而且硫酸二甲酯使用量很大,单耗达到0.6。

第二种、采用活化的硼氢化钠进行还原

cn1900037报道了加入金属氯化物对nabh4进行活化,以增强nabh4还原活性后对四氟苯甲酸进行还原,反应方程式如下:

该方法无需剧毒品硫酸二甲酯,但是加入了2倍重量比zncl2或者alcl3之类金属氯化物,同三乙胺和nabh4共同形成金属络合硼化物,在有机溶剂中进行还原。工艺缺点是反应产生的废水含大量金属氯化物,不容易处理。

第三种、采用酰氯进行直接还原

cn2006101010646报道了先将四氟苯甲酸做成四氟苯甲酰氯,然后再用过量nabh4进行还原,反应方程式如下:

该方法需要用醚类有机溶剂,nabh4用量为原料10倍摩尔量,还原成本高,后处理时产生大量气体,存在一定安全隐患。

第四种、采用四氟苯甲酸甲酯在活化硼氢化钠条件下还原

唐渝报道了将四氟苯甲酸做成四氟苯甲酸甲酯,然后用nabh4和i2还原,参考:《有机合成》2005,25(9),1125.反应方程式如下:

该方法反应条件相对温和,但是需要用大量的i2,原料成本很高。

因此,目前仍需需找一种更加绿色环保,经济实用的四氟苯甲醇的制备方法。



技术实现要素:

为了解决上述技术问题,本发明公开了一种采用水做溶剂,采用苯甲酰氯还原得到四氟苯甲醇的技术方案。反应过程中通过含有醚类溶剂与硼氢化钠络合,以活化硼氢化钠,采用水做溶剂进行还原,反应收率高,还原剂硼氢化钠催化量即可完成反应。

一种制备四氟苯甲醇的方法,其特征在于:以四氟苯甲酰氯为原料,经醚类溶剂活化后硼氢化钠还原得到四氟苯甲醇。

进一步地,在上述技术方案中,所述四氟苯甲醇选自2,3,5,6-四氟苯甲醇、2,4,5,6-四氟苯甲醇或2,3,4,5-四氟苯甲醇。

进一步地,在上述技术方案中,所述醚类溶剂选自乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚、双(二甲氨基乙基)醚,优选乙二醇二甲醚。

进一步地,在上述技术方案中,所述醚类溶剂为nabh4重量比的2-6倍,优选3倍。

进一步地,在上述技术方案中,所述nabh4摩尔量为四氟苯甲酰氯0.3-0.6倍,优选0.35-0.45倍。

进一步地,在上述技术方案中,还原反应采用水做溶剂,水用量是四氟苯甲酰氯重量比的3-10倍,优选5.5倍。

进一步地,在上述技术方案中,少量乙二醇二甲醚在水中起到帮助溶解四氟苯甲酰氯的作用,减少四氟苯甲酰氯反应水解反应的几率。

进一步地,在上述技术方案中,所述四氟苯甲酰氯在水中用nabh4还原,如果在低温下进行还原,还原反应慢,四氟苯甲酰氯更容易和已经生成的产物---四氟苯甲醇进行酯化反应。如果在较高温度下进行,四氟苯甲酰氯容易发生水解副反应,生成四氟苯甲酸。常用的解决办法就是加入过量很多倍的nabh4,增加还原反应的几率。

发明的有益效果:

1.本发明采用nabh4加到少量乙二醇二甲醚中进行活化,nabh4和乙二醇二甲醚形成络合物然后再在水中进行反应。活化后nabh4活性高,能有效促进四氟苯甲酰氯快速进行还原反应,减少和已经生成的四氟苯甲醇发生酯化副反应的几率,反应收率高达98%。

2.反应生成硼酸类无机盐不溶解于水,可以通过简单的过滤方式除去。乙二醇二甲醚可以用芳烃类溶剂萃取回收,废水只含有少量有机物和无机盐,废水更容易处理。

3.仅仅用醚类有机溶剂,如乙二醇二甲醚对nabh4进行络合活化处理,增强nabh4活性,避免使用zncl2和alcl3等水溶性无机盐进行络合活化反应。

4.采用水代替有机溶剂做反应,更加绿色环保。

具体实施例

对比例1合成2,3,5,6-四氟苯甲醇

将50g(0.258mol)2,3,5,6-四氟苯甲酸加到150ml氯化亚砜中,滴入3滴dmf,升温到70℃进行回流反应,当溶液变澄清,没有气体排出的时候视反应结束。先常压蒸馏回收氯化亚砜,然后减压蒸馏,得到无色油状产物2,3,5,6-四氟苯甲酰氯54.6g,收率100%。

在500ml四口瓶中加入93.6g(2.53mol)nabh4、水300g,搅拌溶解,降温到5℃,氮气保护下滴加54.6g2,3,5,6-四氟苯甲酰氯。控制反应温度0~10℃,大约滴加用时3小时。注意:反应放热明显,有气体和固体生成。滴加完毕在该温度下保温反应1小时。

加入100g二氯甲烷搅拌10分钟,过滤出不溶解的无机盐,用50g二氯甲烷淋洗滤饼,合并滤液,分出有机层,蒸馏回收二氯甲烷,得到36.2g2,3,5,6-四氟苯甲醇,白色固体。两步合并收率78%。

对比例2合成2,3,5,6-四氟苯甲醇

在500ml四口瓶中加入37g(1mol)nabh4、水300g,搅拌溶解,降温到5℃,氮气保护下滴加实施例1方法得到2,3,5,6-四氟苯甲酰氯54.6g。控制反应温度0~10℃,大约滴加用时3小时。注意:反应放热明显,有气体和固体生成。滴加完毕在该温度下保温1小时。

加入100g二氯甲烷搅拌10分钟,过滤出不溶解的无机盐,用50g二氯甲烷淋洗滤饼,合并滤液,分出有机层,蒸馏回收二氯甲烷,得到18.2g白色固体2,3,5,6-四氟苯甲醇,两步合并收率39.2%。

实施例1合成2,3,5,6-四氟苯甲醇

在500ml四口瓶中加入3.8g(0.1mol)nabh4、乙二醇二甲醚12g,氮气保护下搅拌加热到78~80℃,回流反应3小时。

活化反应结束后降温到20~30℃,加入水300g,搅拌溶解,降温到5℃,氮气保护下滴加对比例1方法得到的2,3,5,6-四氟苯甲酰氯54.6g。反应强烈放热,有气体和固体生成,控制反应温度5~15℃,大约滴加用时3小时。滴加完毕在该温度下保温1小时。

加入100g二氯甲烷搅拌10分钟,过滤出不溶解的无机盐,用50g二氯甲烷淋洗滤饼,合并滤液,分出有机层,蒸馏回收二氯甲烷,得到白色固体产物2,3,5,6-四氟苯甲醇45.5g,收率98%,熔点:32-38℃,hnmr(400mhz,chcl3):7.02(s,1h),4.83(s,2h),2.06(s,1h)。两步合并收率98%。

当乙二醇二甲醚分别采用三乙二醇二甲醚、双(二甲氨基乙基)醚按照上述条件替换时,对应分离收率为94%和92%。

实施例2合成2,3,4,5-四氟苯甲醇

将50g(0.258mol)2,3,4,5-四氟苯甲酸加到150ml氯化亚砜中,滴入3滴dmf,升温到70℃进行回流反应,当溶液变澄清,没有气体排出的时候视反应结束。先常压蒸馏回收氯化亚砜,然后减压蒸馏,得到无色油状产物2,3,4,5-四氟苯甲酰氯54.1g,收率99%。

在500ml四口瓶中加入4.16g(0.11mol)nabh4、乙二醇二甲醚10g,氮气保护下搅拌加热到78~80℃,回流反应3小时。

活化反应结束后降温到20~30℃,加入水300g,搅拌溶解,降温到5℃,氮气保护下滴加2,3,4,5-四氟苯甲酰氯54.1g。反应强烈放热,有气体和固体生成,控制反应温度5~15℃,大约滴加用时3小时。滴加完毕在该温度下保温1小时。

加入100g二氯甲烷搅拌10分钟,过滤出不溶解的无机盐,用50g二氯甲烷淋洗滤饼,合并滤液,分出有机层,蒸馏回收二氯甲烷,得到白色固体产物2,3,4,5-四氟苯甲醇44.5g,收率97%。两步合并收率96.03%。

实施例3合成2,4,5,6-四氟苯甲醇

将50g(0.258mol)2,4,5,6-四氟苯甲酸加到150ml氯化亚砜中,滴入3滴dmf,升温到70℃进行回流反应,当溶液变澄清,没有气体排出的时候视反应结束。先常压蒸馏回收氯化亚砜,然后减压蒸馏,得到无色油状产物2,4,5,6-四氟苯甲酰氯54.1,收率99%。

在500ml四口瓶中加入4.44g(0.12mol)nabh4、乙二醇二甲醚13g,氮气保护下搅拌加热到78~80℃,回流反应3小时。

活化反应结束后降温到20~30℃,加入水300g,搅拌溶解,降温到5℃,氮气保护下滴加2,4,5,6-四氟苯甲酰氯54.1g。反应强烈放热,有气体和固体生成,控制反应温度5~15℃,大约滴加用时3小时。滴加完毕在该温度下保温1小时。

加入100g二氯甲烷搅拌10分钟,过滤出不溶解的无机盐,用50g二氯甲烷淋洗滤饼,合并滤液,分出有机层,蒸馏回收二氯甲烷,得到白色固体产物2,4,5,6-四氟苯甲醇45.5g,收率99%。两步合并收率98.01%。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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