CN102320919A - 2，6-二氯-三氟甲苯的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种2，6-二氯-三氟甲苯的制备方法，所述方法包括以下步骤：(1)以2，6-二氯-二氯甲苯为原料，在有机碱催化剂的存在下与氟化氢反应，制备得到2，6-二氯-二氟甲苯；(2)所述2，6-二氯-二氟甲苯与氯气在光引发或引发剂的作用下，发生氯化反应制备得到2，6-二氯-氯二氟甲苯；(3)所述2，6-二氯-氯二氟甲苯，在Lewis酸为催化剂的存在下，与氟化氢反应，制备得到2，6-二氯-二氟甲苯。
Description
技术领域
本发明涉及一种化合物的合成路线，更具体地涉及一种2，6-二氯-三氟甲苯的制备方法合成路线。
背景技术
2，6-二氯-三氟甲苯是一种用途日益广泛的中间体，是常用的合成医药化合物、农药化合物以及电子化学品的中间体。已有技术中仅有少量文献报道(欧洲有机化学期刊European Journal of Organic Chemi stry，2005，Vol，20p.4393-4400)以2，6-二氯碘苯为原料，在丁基锂的作用下，与CF3TMS反应，以69％的收率制得此化合物。但所用试剂CF3TMS是一种价格昂贵、遇水分解、稳定性差的低沸点化合物，不太适合工业化大量使用。
综上所述，本领域缺乏一种工艺简单、成本低廉、原料易得并且适合工业化大量使用的2，6-二氯-三氟甲苯的合成路线。因此，本领域迫切需要开发一种工艺简单、成本低廉、原料易得并且适合工业化大量使用的2，6-二氯-三氟甲苯的合成路线。
发明内容
本发明的目的在于获得一种工艺简单、成本低廉、原料易得并且适合工业化大量使用的2，6-二氯-三氟甲苯的合成路线。
在本发明的第一方面，提供了一种2，6-二氯-三氟甲苯的制备方法，所述方法包括以下步骤：
(1)以2，6-二氯-二氯甲苯为原料，在有机碱催化剂的存在下与氟化氢反应，制备得到2，6-二氯-二氟甲苯；
(2)所述2，6-二氯-二氟甲苯与氯气在光引发或引发剂的作用下，发生氯化反应制备得到2，6-二氯-氯二氟甲苯；
(3)所述2，6-二氯-氯二氟甲苯，在Lewis酸为催化剂的存在下，与氟化氢反应，制备得到2，6-二氯-二氟甲苯。
在本发明的一个具体实施方式中，所述步骤(1)中所用有机碱催化剂为吡啶或含取代基团的吡啶化合物、苯胺或含取代基团的苯胺。
在本发明的一个具体实施方式中，所述步骤(1)中所用有机碱催化剂为N，N-二甲基苯胺、吡啶、或2-甲基吡啶。
在本发明的一个具体实施方式中，所述步骤(1)中所用催化剂的用量为2，6-二氯-二氯甲苯的0.001-50当量，优选的是，催化剂的用量为2，6-二氯-二氯甲苯的0.01-1.0当量。
在本发明的一个具体实施方式中，所述步骤(1)中氟化氢包括氟化氢气体、氟化氢溶液、氟化氢吡啶络合物、氟化氢三乙胺络合物或者其它氟化氢的其它有机碱的络合物。
在本发明的一个具体实施方式中，所述步骤(1)氟化反应的温度为-20～250℃，优选的是，氟化反应的温度为50～150℃。
在一具体实施方式中，步骤(1)氟化反应可以在溶剂或无溶剂条件下进行，优选的是，氟化反应在无溶剂下进行。
在一具体实施方式中，步骤(1)氟化反应可以加入添加剂，添加剂可以是酸、碱、盐中的一种或多种。
在本发明的一个具体实施方式中，
所述步骤(2)的光引发采用紫外光进行，其中所述紫外光是由高压汞灯或者冷阴极荧光灯产生；更优选的是，所述紫外光为冷阴极荧光灯；或者
所述步骤(2)的引发剂是选自偶氮二异丁腈、偶氮二异戊腈、偶氮二异庚腈、偶氮二环己腈和过氧化苯甲酰的一种或多种；或者
所述步骤(2)的氯气的用量是2，6-二氯-二氟甲苯的1.5～10倍摩尔量；更优选地，氯气的用量是2，6-二氯-二氟甲苯的2.0～2.5倍摩尔量；或者
所述步骤(2)的氯化反应的温度在40-240℃的范围内；更优选是，氯化反应的温度在80-160℃的范围内。
在本发明的一个具体实施方式中，所述步骤(3)所用Lewis酸催化剂为五氯化锑、五氯化钼、三氯化铁或其他Lewis酸，优选的是，所述Lewis酸催化剂为五氯化锑；
步骤(3)中所用Lewis酸催化剂的用量为2，6-二氯-二氯甲苯的0.001-10当量，优选的是，催化剂的用量为2，6-二氯-二氯甲苯的0.01-0.1当量。
在本发明的一个具体实施方式中，步骤(3)中所述氟化氢包括氟化氢气体、氟化氢溶液、氟化氢吡啶络合物、氟化氢三乙胺络合物或者其它氟化氢的有机碱的络合物。
在本发明的一个具体实施方式中，步骤(3)氟化反应的温度为-20-250℃，优选的是，氟化反应的温度为20-100℃。
在一具体实施方式中，步骤(3)氟化反应可以在溶剂或无溶剂条件下进行，优选的是，氟化反应在无溶剂下进行。
具体实施方式
本发明人经过广泛而深入的研究，通过改进合成路线，以2，6-二氯-二氯甲苯为原料，经过氟化反应制得2，6-二氯-二氟甲苯，再经过氯化反应制得2，6-二氯-率二氟甲苯，最后经过氟化反应制得2，6-二氯-三氟甲苯，获得了具有原料易得、氟化试剂便宜、条件温和、易实现工业化等优点的工业合成路线。在此基础上完成了本发明。
本发明中，术语“含有”或“包括”表示各种成分可一起应用于本发明的混合物或组合物中。因此，术语“主要由...组成”和“由...组成”包含在术语“含有”或“包括”中。
以下对本发明的各个方面进行详述；如无具体说明，本发明的各种原料均可以通过市售得到；或根据本领域的常规方法制备得到。除非另有定义或说明，本文中所使用的所有专业与科学用语与本领域技术熟练人员所熟悉的意义相同。此外任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本发明方法中。
综述
本发明的一种2，6-二氯-三氟甲苯的制备方法，所述方法包括以下步骤：
(1)以2，6-二氯-二氯甲苯为原料，在有机碱催化剂的存在下与氟化氢反应，制备得到2，6-二氯-二氟甲苯；
(2)所述2，6-二氯-二氟甲苯与氯气在光引发或引发剂的作用下，发生氯化反应制备得到2，6-二氯-氯二氟甲苯；
(3)所述2，6-二氯-氯二氟甲苯，在Lewis酸为催化剂的存在下，与氟化氢反应，制备得到2，6-二氯-二氟甲苯。
本发明的目的是提供一种2，6-二氯-三氟甲苯的制备方法。本路线涉及的三步反应都可以是无溶剂反应，使得工业化成本较低，适合大量生产。
例如，如下述路线所示：
本发明方法所得到的目标产物纯度高、质量稳定、完全符合作为中间体的使用要求。
步骤(1)
所述步骤(1)中所用有机碱催化剂可以吡啶或含取代基团的吡啶化合物、苯胺或含取代基团的苯胺。
优选地，所述步骤(1)中所用有机碱催化剂为N，N-二甲基苯胺、吡啶、或2-甲基吡啶。
所述步骤(1)中所用催化剂的用量通常为催化量即可。具体地例如为2，6-二氯-二氯甲苯的0.001-50当量，优选的是，催化剂的用量为2，6-二氯-二氯甲苯的0.01-1.0当量。
所述步骤(1)中氟化氢包括氟化氢气体、氟化氢溶液、氟化氢吡啶络合物、氟化氢三乙胺络合物或者其它氟化氢有机碱的络合物。
所述步骤(1)氟化反应的温度可以为-20-250℃，优选的是，氟化反应的温度为50-150℃。
在一具体实施方式中，步骤(1)氟化反应可以在溶剂或无溶剂条件下进行，优选的是，氟化反应在无溶剂下进行。
在一具体实施方式中，步骤(1)氟化反应可以加入添加剂，添加剂可以是酸、碱、盐中的一种或多种。
步骤(2)
所述步骤(2)的光引发可以采用紫外光进行，其中所述紫外光可以是由高压汞灯或者冷阴极荧光灯产生；更优选的是，所述紫外光为冷阴极荧光灯。
所述步骤(2)的引发剂可以是偶氮类化合物或是有机过氧化物。
有机过氧化物可以分为过氧化酮、过氧化酮缩醇、过氧化氢、二酰基过氧化物、酯类过氧化物、碳酸脂类过氧化物等。具体包括：过氧化苯甲酰、二枯基过氧化物、二异丙基过氧化物、过氧化苯甲酸叔丁酯、1，1-二(t-过氧化叔丁基)-3，3，5-三甲基环己烷、2，5-二甲基-2，5-二(t-过氧化叔丁基)己炔-3、3-异丙基过氧化氢、叔丁基过氧化氢、过氧化二枯基、异丁基过氧化物、月桂过氧化物、二叔丁基过氧化聚对苯甲酸乙氧基酯、1，1-二过氧化叔丁基-3，3，5-三甲基环己烷、2，5-二甲基-2，5-二过氧化叔丁基-2-己炔-3、3-异丙基过氧化氢、过氧化氢二枯基、过氧化乙酰基、二(4-叔丁基环己烷)过氧化碳酸酯、二异丙基过氧化碳酸酯、过氧化异丁基、3，3，5-三甲基过氧化乙酰、过氧化十二烷基等过氧化物，和过氧化羟基系列化合物。
具体地，例如是选自偶氮二异丁腈、偶氮二异戊腈、偶氮二异庚腈、偶氮二环己腈和过氧化苯甲酰的一种或多种。
所述步骤(2)的氯气的用量是2，6-二氯-二氟甲苯的1.5-10倍摩尔量；更优选地，氯气的用量是2，6-二氯-二氟甲苯的2.0-2.5倍摩尔量。
所述步骤(2)的氯化反应的温度在40-240℃的范围内；更优选是，氯化反应的温度在80-160℃的范围内。
本发明的过氧化物引发剂可以采用有机过氧化物，也可以采用无机过氧化物。较佳地，选用有机过氧化物。
步骤(3)
所述步骤(3)所用Lewis酸催化剂为五氯化锑、五氯化钼、三氯化铁或其他酸性化合物。优选的是，所述Lewis酸催化剂为五氯化锑。
本发明人发现，当采用的Lewis酸催化剂为五氯化锑时，反应温度低(40-80℃，转化率高(100％)，收率良好。
步骤(3)中所用Lewis酸催化剂的用量为2，6-二氯-二氯甲苯的0.001-10当量，优选的是，催化剂的用量为2，6-二氯-二氯甲苯的0.01-0.1当量。
步骤(3)中所述氟化氢包括氟化氢气体、氟化氢溶液、氟化氢吡啶络合物、氟化氢三乙胺络合物或者其它氟化氢的有机碱的络合物。
步骤(3)氟化反应的温度为-20-250℃，优选的是，氟化反应的温度为20-100℃。
在一具体实施方式中，步骤(3)氟化反应可以在溶剂或无溶剂条件下进行，优选的是，氟化反应在无溶剂下进行。
原料
所说的2，6-二氯-三氟甲苯的结构式如下：
本路线所用原料2，6-二氯-二氯甲苯是市场上大量供应、用于生产2，6-二氯苯腈或2，6-二氯苯甲醛的中间体。其制备方式是本领域技术人员已知的。
例如采用如下反应路线制备得到：
上述合成方法只是本发明部分化合物的合成路线，根据上述例子，本领域技术人员可以通过调整不同的方法来合成本发明的其他化合物，或者，本领域技术人员根据现有公知技术可以合成本发明的化合物。合成的化合物可以进一步通过柱色谱法、高效液相色谱法或结晶等方式进一步纯化。
合成化学改造、保护官能团方法学(保护或去保护)对合成应用化合物是很有帮助的，并且是现有技术中公知的技术，如R.Larock，ComprehensiveOrganic Transformations，VCH Publishers(1989)；T.W.Greene和P.G.M.Wuts，Protective Groups in Organic Synthesis，第三版，John Wiley andSons(1999)；L.Fieser和M.Fieser，Fieser and Fieser’s Reagents forOrganic Synthesis，John Wiley and Sons(1994)；和L.Paquette，ed.，Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis，John Wiley and Sons(1995)中都有公开。
本发明的其他方面由于本文的公开内容，对本领域的技术人员而言是显而易见的。
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照国家标准测定。若没有相应的国家标准，则按照通用的国际标准、常规条件、或按照制造厂商所建议的条件进行。除非另外说明，否则所有的份数为重量份，所有的百分比为重量百分比，所述的聚合物分子量为数均分子量。
除非另有定义或说明，本文中所使用的所有专业与科学用语与本领域技术熟练人员所熟悉的意义相同。此外任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本发明方法中。
实施例1 2，6-二氯-二氟甲苯的制备
将800g 2，6-二氯-二氯甲苯和322g 4-甲基吡啶投于2L四氟反应釜中，通HF到反应体系中，内温升至145℃，边通HF边反应，反应24hr，原料＜5％，将反应液倒入482.4g水中，加入470g二氯甲烷，搅拌0.5hr，分液，得有机相；有机相再用水洗涤后，减压蒸除二氯甲烷，然后进行减压精馏，收集107-108℃/30mmHg的馏份，得到957.4g，纯度99.0％，收率70％。
实施例2 2，6-二氯-二氟甲苯的制备
将实施例1中的4-甲基吡啶改为N，N-二甲基苯胺(50g)，通HF反应48小时，后处理后，得到产品903g，纯度98.7％，收率66％。
实施例3 2，6-二氯-二氟甲苯的制备
将实施例1中的4-甲基吡啶改为70％吡啶氟化氢盐(1500g)，通HF反应12小时，后处理后，得到产品1120g，纯度99.5％，收率82％。
实施例4 2，6-二氯-氯二氟甲苯的制备
将957.4g 2，6-二氯-二氟甲苯加入到500ml光反应瓶中，装配上紫外灯管，升温到140℃，开始通入氯气，反应至原料小于1％，停止反应。鼓入氮气1h，得到2，6-二氯-氯二氟甲苯粗品960.6g，含量98.5％，直接用于下步反应。
实施例5 2，6-二氯-二氟甲苯的制备
将实施例3中的紫外灯管改为加入偶氮二异丁腈(5.0g)每隔2小时分五次加入，反应至原料小于1％，停止反应。鼓入氮气1h，得到2，6-二氯-氯二氟甲苯粗品958g，含量98.4％，直接用于下步反应。
实施例6 2，6-二氯-二氟甲苯的制备
将实施例3中的紫外灯管改为加入过氧化苯甲酰(10.0g)每隔1小时分十次加入，反应至原料小于5％，停止反应。鼓入氮气1h，得到2，6-二氯-氯二氟甲苯粗品961g，含量97.3％，直接用于下步反应。
实施例7 2，6-二氯-三氟甲苯的制备
将960.6g2，6-二氯-氯二氟甲苯，20g五氯化锑加入到2L四氟反应瓶中，升温到70℃，通HF，反应3小时后，原料小于2％，反应结束。将反应液降至室温，加入50g K2C03，搅拌1hr，抽滤，得有机溶液836g，然后进行减压精馏，收集108-110℃/7kPa的馏份，得到720.5g，纯度99.8％，收率84％。
1H-NMR(CDCl3)δ7.49-7.28(m，3H)；19F-NMR(CDCl3)δ-55.7；13C-NMR(CDCl3)δ134.6，132.3，130.7，126.5，122.5。
实施例8 2，6-二氯-三氟甲苯的制备
将实施例8中的五氯化锑改为三氯化铁，升温到140℃，通HF，反应6小时后，原料小于1％，反应结束。后处理后，得到676.2g，纯度99.5％，收率79％。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用以限定本发明的实质技术内容范围，本发明的实质技术内容是广义地定义于申请的权利要求范围中，任何他人完成的技术实体或方法，若是与申请的权利要求范围所定义的完全相同，也或是一种等效的变更，均将被视为涵盖于该权利要求范围之中。
在本发明提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，在阅读了本发明的上述内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
Claims (10)
1.一种2，6-二氯-三氟甲苯的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)以2，6-二氯-二氯甲苯为原料，在有机碱催化剂的存在下与氟化氢反应，制备得到2，6-二氯-二氟甲苯；
(2)所述2，6-二氯-二氟甲苯与氯气在光引发或引发剂的作用下，发生氯化反应制备得到2，6-二氯-氯二氟甲苯；
(3)所述2，6-二氯-氯二氟甲苯，在Lewis酸为催化剂的存在下，与氟化氢反应，制备得到2，6-二氯-二氟甲苯。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中所用有机碱催化剂为吡啶或含取代基团的吡啶化合物、苯胺或含取代基团的苯胺。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中所用有机碱催化剂为N，N-二甲基苯胺、吡啶、或2-甲基吡啶。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中所用催化剂的用量为2，6-二氯-二氯甲苯的0.001-50当量，优选的是，催化剂的用量为2，6-二氯-二氯甲苯的0.01-1.0当量。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中氟化氢包括氟化氢气体、氟化氢溶液、氟化氢吡啶络合物、氟化氢三乙胺络合物或者其它氟化氢的其它有机碱的络合物。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)氟化反应的温度为-20～250℃，优选的是，氟化反应的温度为50～150℃。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述步骤(2)的光引发采用紫外光进行，其中所述紫外光是由高压汞灯或者冷阴极荧光灯产生；更优选的是，所述紫外光为冷阴极荧光灯；或者
所述步骤(2)的引发剂是选自偶氮二异丁腈、偶氮二异戊腈、偶氮二异庚腈、偶氮二环己腈和过氧化苯甲酰的一种或多种；或者
所述步骤(2)的氯气的用量是2，6-二氯-二氟甲苯的1.5～10倍摩尔量；更优选地，氯气的用量是2，6-二氯-二氟甲苯的2.0～2.5倍摩尔量；或者
所述步骤(2)的氯化反应的温度在40-240℃的范围内；更优选是，氯化反应的温度在80-160℃的范围内。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述步骤(3)所用Lewis酸催化剂为五氯化锑、五氯化钼、三氯化铁或其他Lewis酸，优选的是，所述Lewis酸催化剂为五氯化锑；
步骤(3)中所用Lewis酸催化剂的用量为2，6-二氯-二氯甲苯的0.001-10当量，优选的是，催化剂的用量为2，6-二氯-二氯甲苯的0.01-0.1当量。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)中所述氟化氢包括氟化氢气体、氟化氢溶液、氟化氢吡啶络合物、氟化氢三乙胺络合物或者其它氟化氢的有机碱的络合物。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)氟化反应的温度为-20-250℃，优选的是，氟化反应的温度为20-100℃。
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