本发明涉及精细化工技术领域，具体涉及2-氟-3-氯苯酚的制备方法。
背景技术：
2-氟-3-氯苯酚是一种新型的精细化工中间体，可应用于医药、农药合成，新材料、液晶材料等领域，具有良好的市场需求。
关于类似中间体的合成，例如：中国专利申请200610098100.8公开了一种按下列步骤制备2-(2,2,2-三氟乙氧基)苯酚的方法：使用邻硝基氯苯为原料与2,2,2-三氟乙醇醚化反应得到中间体2-(2,2,2,-三氟乙氧基)硝基苯，2-(2,2,2,-三氟乙氧基)硝基苯氢化还原得到2-(2,2,2,-三氟乙氧基)苯胺，2-(2,2,2,-三氟乙氧基)苯胺最后经过重氮化和羟解反应制备2-(2,2,2,-三氟乙氧基)苯酚，但是该方法得率很低，不利于生产。
再如，中国专利申请201310382592.3公开了一种2-氯-6-氟苯酚的制备方法，包括以下步骤：(1)在反应器中加入邻氟苯酚，向反应器中缓慢滴加次氯酸钠水溶液，次氯酸钠与邻氟苯酚的摩尔比为(1.0～2.0)∶1，将反应器升温至0～77℃，保温反应，生成2-氯-6-氟苯酚的混合物；(2)反应结束后，向反应器中加稀盐酸，调节ph为5～6.5，静置分出有机相；(3)将步骤(2)分出的有机相提纯干燥得到2-氯-6-氟苯酚。上述的制备方法，操作简单、成本低，可以工业化大批量操作生产。
但是，目前关于2-氟-3-氯苯酚的制备方法尚未见文献报道，有鉴于此，本发明提供一种2-氟-3-氯苯酚的制备方法，该方法收率高，纯度好，操作简单，适合进行工业化生产。
技术实现要素：
针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种制备2-氟-3-氯苯酚的新方法，以2,4-二氯-3-氟硝基苯为原料，先醚化制备成2-烷氧基-3-氟-4-氯硝基苯或者2-氯-3-氟-4-烷氧基硝基苯，再还原成2-烷氧基-3-氟-4-氯苯胺或者2-氯-3-氟-4-烷氧基苯胺，然后经重氮还原反应脱氨基，制备成2-氟-3-氯苯醚，再经过一步裂解制备成2-氟-3-氯苯酚，总收率达到60％，产品纯度达到98％以上，易于工业化生产。
为实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：
一种制备2-氟-3-氯苯酚的方法，包括以下步骤：
(1)醚化：将2,4-二氯-3-氟硝基苯与醇进行醚化反应得到2-烷氧基-3-氟-4-氯硝基苯和2-氯-3-氟-4-烷氧基硝基苯，
(2)还原：将步骤(1)所得2-烷氧基-3-氟-4-氯硝基苯和2-氯-3-氟-4-烷氧基硝基苯在溶剂中发生还原反应制备成2-烷氧基-3-氟-4-氯苯胺和2-氯-3-氟-4-烷氧基苯胺，
(3)重氮还原：将步骤(2)所得2-烷氧基-3-氟-4-氯苯胺和2-氯-3-氟-4-烷氧基苯胺与重氮试剂进行重氮反应，然后将所得重氮反应产物与还原剂发生还原反应生成2-氟-3-氯苯醚，
(4)裂解：步骤(3)所得2-氟-3-氯苯醚发生裂解反应制得2-氟-3-氯苯酚，
其中，r代表烷基，包括但不限于甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基等。优选的，步骤(1)中，所述2,4-二氯-3-氟硝基苯溶解于醇溶剂中，滴加碱的醇溶液进行醚化反应，所述醇溶剂包括但不限于甲醇、乙醇、异丙醇、丙醇、丁醇等，进一步优选为甲醇。优选的，所述碱包括甲醇钠、乙醇钠、甲醇钾、乙醇钾、氢氧化钠和氢氧化钾中的一种或多种，进一步优选为甲醇钠；所述碱的醇溶液浓度为15-25％，进一步优选为20％；所述醚化反应的温度为0-100℃，进一步优选为40-50℃；所述2,4-二氯-3-氟硝基苯和碱的摩尔比为1:1-1.5，进一步优选为1:1-1.1。
优选的，步骤(2)中，所述还原为铁粉还原或加氢还原，从环境友好的角度，进一步优选为加氢还原。
优选的，步骤(2)中，所述溶剂为醇类溶剂，包括但不限于甲醇、乙醇、异丙醇、丙醇、丁醇等，进一步优选为甲醇。
优选的，步骤(2)中，所述还原反应为加氢还原时需要加入催化剂，所述催化剂质量用量为所述2-烷氧基-3-氟-4-氯硝基苯或者2-氯-3-氟-4-烷氧基硝基苯质量的1％-10％，进一步优选为1％-2％；所述催化剂包括但不限于pd/c、pt/c、雷尼镍，从经济角度来说，进一步优选为雷尼镍。
优选的，步骤(2)中，所述还原反应的温度为20-100℃，进一步优选为40-50℃。
优选的，步骤(3)具体为：将步骤(2)所得2-烷氧基-3-氟-4-氯苯胺和2-氯-3-氟-4-烷氧基苯胺溶解于酸溶液中，滴加重氮试剂进行重氮反应，得到澄清重氮液，将重氮液滴加到含有重氮盐还原剂与催化剂的溶液中，发生还原反应生成2-氟-3-氯苯醚，所述酸溶液中的酸包括盐酸、硫酸、硝酸、磷酸、醋酸、三氟乙酸、氢氟酸、氢溴酸中的一种或多种，进一步优选为硫酸；所述酸溶液具体为上述酸的水溶液，质量浓度为10-30％，进一步优选为20％。
优选的，所述重氮试剂为亚硝酸钠、亚硝酸、亚硝酸钾、亚硝基硫酸中的一种或多种；从安全和经济的角度，进一步优选为亚硝酸钠。
优选的，所述重氮反应的温度为-20-20℃，进一步优选为-5-5℃。
优选的，所述2-烷氧基-3-氟-4-氯苯胺或者2-氯-3-氟-4-烷氧基苯胺、重氮试剂、酸的摩尔比为1:1-1.2:1-10，进一步优选为1:1-1.05:2-5。
优选的，在所述重氮反应后、还原反应前，还包括消除氧化性的步骤，具体为向所得澄清重氮液中添加还原剂消除氧化性，所述还原剂为常见还原剂，例如氨基磺酸、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、硫代硫酸钠、连二亚硫酸钠等。
优选的，所述重氮盐还原剂包括但不限于次磷酸钠、次磷酸钾、次磷酸、乙醇、甲醇、异丙醇、hmpa、硫酚、亚锡酸钠等，进一步优选为次磷酸钠。
优选的，所述催化剂选自硫酸铜、氧化亚铜、氧化铜、硝酸铜、三氟乙酸钾、三氟乙酸钠、三氟乙酸、醋酸铜、碳酸铜、醋酸钠、醋酸钾中的一种或多种，进一步优选为氧化亚铜。
优选的，所述重氮试剂、重氮盐还原剂、催化剂的摩尔比为1:1-5:0.1-1，进一步优选为1:1-2:0.2-0.3。
优选的，步骤(4)具体为：将步骤(3)所得2-氟-3-氯苯醚在酸溶液中发生裂解反应制得2-氟-3-氯苯酚，所述酸溶液为酸的水溶液，所述酸包括但不限于盐酸、氢溴酸、氢碘酸、醋酸、醋酐、硫酸、吡啶氢溴酸盐、吡啶氢碘酸盐、吡啶盐酸盐，进一步优选为氢溴酸。
优选的，步骤(4)中，所述酸溶液的质量浓度为20-60％，进一步优选为30-50％。
优选的，步骤(4)中，所述2-氟-3-氯苯醚和酸的摩尔比为1：1-20。
优选的，步骤(4)中，所述裂解的反应温度为50-150℃，进一步优选为100-110℃。
本发明的有益效果为：
提供一种可制备2-氟-3-氯苯酚的新方法，收率高，总收率可达60％；纯度好，达到98％以上；易于工业化生产。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，但下述实施例仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其它实施例，都属于本发明的保护范围。
下述实施例中，若无特殊说明，所用的操作方法均为常规操作方法，所用设备均为常规设备。下述实施例中，若为特殊说明，与浓度有关的百分数均为质量分数。
下述实施例中，2,4-二氯-3-氟硝基苯购自上海贤鼎公司；
pd/c催化剂购自西安凯立公司；
雷尼镍催化剂购自西安凯立公司。
实施例1
(1)取2l四口瓶，依次投入甲醇500ml，2,4-二氯-3-氟硝基苯210g，搅拌至溶解，然后升温至40-50℃，滴加20％的甲醇钠的甲醇溶液283.5g，滴毕，保温反应2h，取样中控，hplc：2,4-二氯-3-氟硝基苯≤1％，2-甲氧基-3-氟-4-氯硝基苯和2-氯-3-氟-4-甲氧基硝基苯≥95％，反应结束。降温至20-30℃，滴加盐酸甲醇溶液，调ph＝7左右，过滤除去生成的盐。
(2)步骤(1)得到的母液投入2l高压釜，加入雷尼镍催化剂4.2g，关闭高压釜。氮气置换三次，氢气置换三次，升温至40-50℃，控制压力10-15bar，加氢反应4h，至氢气不再吸收。停止加氢，降温至20-30℃排空，氮气置换三次后出料。将加氢反应液过滤，回收雷尼镍，母液浓缩至干，得2-甲氧基-3-氟-4-氯苯胺和2-氯-3-氟-4-甲氧基苯胺的混合物158g，hplc：≥95％。
(3)向2l四口瓶投入步骤(2)所得的2-甲氧基-3-氟-4-氯苯胺和2-氯-3-氟-4-甲氧基苯胺的混合物158g，20％硫酸1500g，升温至全部溶清，缓慢降温至-5-5℃，析出大量白色固体，然后开始缓慢滴加50％亚硝酸钠溶液144.9g，滴毕，固体溶清，加入少量氨基磺酸消除过量的亚硝酸钠，至淀粉碘化钾试纸测试不变蓝，得重氮液。
另取一3l四口瓶，投入次磷酸钠96.8g、氧化亚铜31.7g、50％硫酸500g，升温至30-40℃，开始滴加重氮液，滴加过程有氮气放出。滴毕，保温反应5h，取样中控，hplc：2-甲氧基-3-氟-4-氯苯胺和2-氯-3-氟-4-甲氧基苯胺的重氮盐≤1％，反应结束。升温水汽蒸馏，馏分分层，油层用20％的氢氧化钠溶液100g*2洗涤两次，静置分层，得2-氟-3-氯苯甲醚112.4g，hplc：≥98％。
(4)向2l四口瓶投入步骤(3)所得的2-氟-3-氯苯甲醚112.4g，50％氢溴酸600g，升温至100-110℃回流保温反应7h，取样中控，hplc：2-氟-3-氯苯甲醚≤5％，2-氟-3-氯苯酚≥95％，停止反应。降温至20-30℃，加入二氯甲烷300g*3萃取三次，油层再用20％液碱200g反萃，水层降温至0-10℃，缓慢滴加盐酸调ph＝1-2，析出大量白色晶体，过滤，少量水洗，20-30℃真空干燥24h，得2-氟-3-氯苯酚87.9g，hplc：≥98％，总收率60％。
实施例2
取2l四口瓶，依次投入乙醇500ml，2,4-二氯-3-氟硝基苯210g，搅拌至溶解，然后升温至40-50℃，滴加20％的乙醇钠乙醇溶液357g，滴毕，保温反应4h，取样中控，hplc：2,4-二氯-3-氟硝基苯≤2％，2-甲氧基-3-氟-4-氯硝基苯和2-氯-3-氟-4-甲氧基硝基苯≥94％，反应结束。降温至20-30℃，滴加盐酸乙醇溶液，调ph＝7左右，过滤除去生成的盐。
后续反应步骤同实施例1，可制备2-氟-3-氯苯酚83.5g，hplc：≥98％，总收率57％。
实施例3
取2l四口瓶，依次投入甲醇500ml，2,4-二氯-3-氟硝基苯210g，搅拌至溶解，然后升温至60-70℃，滴加20％的甲醇钠甲醇溶液283.5g，滴毕，保温反应1h，取样中控，hplc：2,4-二氯-3-氟硝基苯≤0.5％，2-甲氧基-3-氟-4-氯硝基苯和2-氯-3-氟-4-甲氧基硝基苯≥90％，反应结束。降温至20-30℃，滴加盐酸甲醇溶液，调ph＝7左右，过滤除去生成的盐。
后续反应步骤同实施例1，可制备2-氟-3-氯苯酚78.3g，hplc：≥98％，总收率53.4％。
实施例4
取2l四口瓶，依次投入甲醇500ml，2,4-二氯-3-氟硝基苯210g，搅拌至溶解，然后升温至40-50℃，滴加20％的甲醇钠的甲醇溶液312g，滴毕，保温反应2h，取样中控，hplc：2,4-二氯-3-氟硝基苯≤0.5％，2-甲氧基-3-氟-4-氯硝基苯和2-氯-3-氟-4-甲氧基硝基苯≥92％，反应结束。降温至20-30℃，滴加盐酸甲醇溶液，调ph＝7左右，过滤除去生成的盐。
后续反应步骤同实施例1，可制备2-氟-3-氯苯酚73.6g，hplc：≥98％，总收率50.2％。
实施例5
醚化步骤(步骤(1))同实施例1。
将醚化后得到的母液投入2l高压釜，加入雷尼镍催化剂8g，关闭高压釜。氮气置换三次，氢气置换三次，升温至40-50℃，控制压力10-15bar，加氢反应4h，至氢气不再吸收。停止加氢，降温至20-30℃排空，氮气置换三次后出料。将加氢反应液过滤，回收雷尼镍，母液浓缩至干，得2-甲氧基-3-氟-4-氯苯胺和2-氯-3-氟-4-甲氧基苯胺的混合物159g，hplc：≥95％。
同实施例1比较，提高催化剂用量后，所得2-甲氧基-3-氟-4-氯苯胺和2-氯-3-氟-4-甲氧基苯胺的混合物从158g提高到159g，收率并没有显著提升，从成本角度考虑，优选实施例1中较低用量的催化剂。
实施例6
醚化步骤(步骤(1))同实施例1。将醚化后得到的母液投入2l高压釜，加入5％pd/c催化剂4.2g，关闭高压釜。氮气置换三次，氢气置换三次，升温至40-50℃，控制压力10-15bar，加氢反应4h，至氢气不再吸收。停止加氢，降温至20-30℃排空，氮气置换三次后出料。将加氢反应液过滤，回收雷尼镍，母液浓缩至干，得2-甲氧基-3-氟-4-氯苯胺和2-氯-3-氟-4-甲氧基苯胺的混合物158g，hplc：≥95％。
可以看出，同实施例1比较，改用成本更高的pd/c催化剂后，反应效果相同，因此从经济角度考虑，选用雷尼镍做催化剂。
实施例7
醚化步骤(步骤(1))同实施例1。
将醚化后得到的母液投入2l高压釜，加入雷尼镍催化剂4.2g，关闭高压釜。氮气置换三次，氢气置换三次，升温至60-70℃，控制压力10-15bar，加氢反应2h，至氢气不再吸收。停止加氢，降温至20-30℃排空，氮气置换三次后出料。将加氢反应液过滤，回收雷尼镍，母液浓缩至干，得2-甲氧基-3-氟-4-氯苯胺和2-氯-3-氟-4-甲氧基苯胺的混合物157g，hplc：≥90％。
同实施例1比较，提高了加氢反应温度后，反应时间缩短，但杂质增多，纯度略微降低。
实施例8
醚化步骤(步骤(1))和还原步骤(步骤(2))同实施例1。
取2l四口瓶，投入步骤(2)所得的2-甲氧基-3-氟-4-氯苯胺和2-氯-3-氟-4-甲氧基苯胺的混合物158g，20％盐酸1500g，升温至全部溶清，缓慢降温至-5-5℃，析出大量白色固体，然后开始缓慢滴加50％亚硝酸钠溶液144.9g，滴毕，固体溶清，加入少量氨基磺酸消除过量的亚硝酸钠，至淀粉碘化钾试纸测试不变蓝，得重氮液。
另取一3l四口瓶，投入次磷酸钠96.8g，氧化亚铜31.7g，30％盐酸500g，升温至30-40℃，开始滴加重氮液，滴加过程有氮气放出。滴毕，保温反应5h，取样中控，hplc：2-甲氧基-3-氟-4-氯苯胺和2-氯-3-氟-4-甲氧基苯胺的重氮盐≤1％，反应结束。升温水汽蒸馏，馏分分层，油层用20％的氢氧化钠溶液100g*2洗涤两次，静置分层，得2-氟-3-氯苯甲醚125g，hplc：≥85％。
可以看出，改用盐酸后，会有较多的氯代副产物生成，使得纯度有一定程度下降。
实施例9
醚化步骤(步骤(1))和还原步骤(步骤(2))同实施例1。取2l四口瓶，投入步骤(2)所得的2-甲氧基-3-氟-4-氯苯胺和2-氯-3-氟-4-甲氧基苯胺的混合物158g，20％硫酸1500g，升温至全部溶清，缓慢降温至5-10℃，析出大量白色固体，然后开始缓慢滴加50％亚硝酸钠溶液144.9g，滴毕，固体溶清，加入少量氨基磺酸消除过量的亚硝酸钠，至淀粉碘化钾试纸测试不变蓝，得重氮液。
另取一3l四口瓶，投入次磷酸钠96.8g，氧化亚铜31.7g，50％硫酸500g，升温至30-40℃，开始滴加重氮液，滴加过程有氮气放出。滴毕，保温反应5h，取样中控，hplc：2-甲氧基-3-氟-4-氯苯胺和2-氯-3-氟-4-甲氧基苯胺的重氮盐≤1％，反应结束。升温水汽蒸馏，馏分分层，油层用20％的氢氧化钠溶液100g*2洗涤两次，静置分层，得2-氟-3-氯苯甲醚107.4g，hplc：≥98％。
结果表明，重氮反应温度提高会一定程度的降低收率。
实施例10
醚化步骤(步骤(1))和还原步骤(步骤(2))同实施例1。取3l四口瓶，投入步骤(2)所得的2-甲氧基-3-氟-4-氯苯胺和2-氯-3-氟-4-甲氧基苯胺的混合物158g，20％硫酸2000g，升温至全部溶清，缓慢降温至-5-5℃，析出大量白色固体，然后开始缓慢滴加50％亚硝酸钠溶液155g，滴毕，固体溶清，加入少量氨基磺酸消除过量的亚硝酸钠，至淀粉碘化钾试纸测试不变蓝，得重氮液。
另取一5l四口瓶，投入次磷酸钠96.8g，氧化亚铜31.7g，50％硫酸500g，升温至30-40℃，开始滴加重氮液，滴加过程有氮气放出。滴毕，保温反应5h，取样中控，hplc：2-甲氧基-3-氟-4-氯苯胺和2-氯-3-氟-4-甲氧基苯胺的重氮盐≤1％，反应结束。升温水汽蒸馏，馏分分层，油层用20％的氢氧化钠溶液100g*2洗涤两次，静置分层，得2-氟-3-氯苯甲醚111.9g，hplc：≥98％。
同实施例1比较，过多的亚硝酸钠和硫酸的使用，未提高收率，考虑到成本不予优选。
实施例11
醚化步骤(步骤(1))和还原步骤(步骤(2))同实施例1。
取2l四口瓶，投入所得2-甲氧基-3-氟-4-氯苯胺和2-氯-3-氟-4-甲氧基苯胺的混合物158g，20％硫酸1500g，升温至全部溶清，缓慢降温至-5-5℃，析出大量白色固体，然后开始缓慢滴加50％亚硝酸钠溶液144.9g，滴毕，固体溶清，加入少量氨基磺酸消除过量的亚硝酸钠，至淀粉碘化钾试纸测试不变蓝。
另取一3l四口瓶，投入乙醇100g，醋酸铜31.7g，50％硫酸500g，升温至30-40℃，开始滴加重氮液，滴加过程有氮气放出。滴毕，保温反应12h，取样中控，hplc：2-甲氧基-3-氟-4-氯苯胺和2-氯-3-氟-4-甲氧基苯胺的重氮盐≤1％，反应结束。升温水汽蒸馏，馏分分层，油层用20％的氢氧化钠溶液100g*2洗涤两次，静置分层，得2-氟-3-氯苯甲醚102.7g，hplc：≥90％。
可以看出，重氮盐还原剂选用乙醇、催化剂选用醋酸铜时，效果不及次磷酸钠和氧化亚铜。
实施例12
醚化步骤(步骤(1))和还原步骤(步骤(2))同实施例1。取2l四口瓶，投入所得2-甲氧基-3-氟-4-氯苯胺和2-氯-3-氟-4-甲氧基苯胺的混合物158g，20％硫酸1500g，升温至全部溶清，缓慢降温至-5-5℃，析出大量白色固体，然后开始缓慢滴加50％亚硝酸钠溶液144.9g，滴毕，固体溶清，加入少量氨基磺酸消除过量的亚硝酸钠，至淀粉碘化钾试纸测试不变蓝，得重氮液。
另取一3l四口瓶，投入次磷酸钠120g，氧化亚铜15g，50％硫酸500g，升温至30-40℃，开始滴加重氮液，滴加过程有氮气放出。滴毕，保温反应5h，取样中控，hplc：2-甲氧基-3-氟-4-氯苯胺和2-氯-3-氟-4-甲氧基苯胺的重氮盐≤1％，反应结束。升温水汽蒸馏，馏分分层，油层用20％的氢氧化钠溶液100g*2洗涤两次，静置分层，得2-氟-3-氯苯甲醚110g，hplc：≥98％。
实施例13
醚化步骤(步骤(1))、还原步骤(步骤(2))和重氮还原步骤(步骤(3))同实施例1。取2l四口瓶，投入所得2-氟-3-氯苯甲醚112.4g，30％盐酸1000g，升温至100-110℃回流保温反应20h，取样中控，hplc：2-氟-3-氯苯甲醚≤10％，2-氟-3-氯苯酚≥90％，停止反应。降温至20-30℃，加入二氯甲烷300g*3萃取三次，油层再用20％液碱200g反萃，水层降温至0-10℃，缓慢滴加盐酸调ph＝1-2，析出大量白色晶体，过滤，少量水洗，20-30℃真空干燥24h，得2-氟-3-氯苯酚77.4g，hplc：≥98％。
裂解时选用盐酸，导致反应时间加长，收率降低，因此优选氢溴酸。
实施例14
醚化步骤(步骤(1))、还原步骤(步骤(2))和重氮还原步骤(步骤(3))同实施例1。取2l四口瓶，投入所得2-氟-3-氯苯甲醚112.4g，50％硫酸600g，升温至110-120℃回流保温反应20h，取样中控，hplc：2-氟-3-氯苯甲醚≤15％，2-氟-3-氯苯酚≥85％，停止反应。降温至20-30℃，加入二氯甲烷300g*3萃取三次，油层再用20％液碱200g反萃，水层降温至0-10℃，缓慢滴加盐酸调ph＝1-2，析出大量白色晶体，过滤，少量水洗，20-30℃真空干燥24h，得2-氟-3-氯苯酚69.9g，hplc：≥98％。
裂解时选用硫酸，导致反应时间加长，收率降低，因此优选氢溴酸。
实施例15
醚化步骤(步骤(1))、还原步骤(步骤(2))和重氮还原步骤(步骤(3))同实施例1。
取2l四口瓶，投入所得2-氟-3-氯苯甲醚112.4g，50％氢溴酸600g，升温至80-90℃保温反应17h，取样中控，hplc：2-氟-3-氯苯甲醚≤5％，2-氟-3-氯苯酚≥95％，停止反应。降温至20-30℃，加入二氯甲烷300g*3萃取三次，油层再用20％液碱200g反萃，水层降温至0-10℃，缓慢滴加盐酸调ph＝1-2，析出大量白色晶体，过滤，少量水洗，20-30℃真空干燥24h，得2-氟-3-氯苯酚86.5g，hplc：≥98％。
结果表明，降低裂解反应温度后反应效果一致，但反应时间会延长。
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，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。