CN101445431A - 氟代苯酚的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种氟代苯酚的制备方法，它以氟代溴苯溴苯为原料，与R4MgCl发生格氏交换生成氟代苯基氯化镁，再与B(OR5)3反应生成氟代苯硼酸酯，氟代苯硼酸酯在酸性条件下水解得到氟代苯硼酸。氟代苯硼酸经氧化后得到氟代苯酚粗品，经后处理得到产品氟代苯酚。由于本发明通过格氏交换反应制备氟代溴苯的格氏试剂，从而大大地提高了最终产物的纯度和产率。
Description
技术领域
本发明涉及一种氟代苯酚的制备方法领域，特别涉及三氟苯酚的制备方法领域。
背景技术
三氟苯酚是一种重要的化工中间体，主要应用于制备电子化学品，医药中间体，传统工艺是以三氟溴苯制得格氏试剂再与硼酸酯反应生成三氟苯硼酸，然后与过氧化氢反应制得三氟苯酚。其缺点是在工业化生产中使用大量溶剂，后处理困难，产生废水也较多；反应总收率低，单耗大。中国专利CN1861554A使用的方法是以1-卤代-3，4，5-三氟苯为起始原料，并依次经氨化、重氮化、水解制得三氟苯酚，该方法反应条件剧烈，必须在高温高压下进行氨化，并且使用污染较大的Cu2+作为催化剂，与目前绿色化学的大趋势相违背。日本专利JP10025261A中公开的方法是以三氟溴苯为原料，一步法制三氟苯酚，该方法的选择定位性较差，得到的产物中只有70％为目标产物，不适宜工业化生产；该专利中还揭露了一种以四氟苯为原料，利用相转移催化剂在碱性条件下一步法制三氟苯酚的方法，此方法用到强碱NaOH和价格昂贵的相转移催化剂，对反应的工艺流程和后处理均带来了许多不便，造成能源和资源的浪费，不符合创建节约型社会的理念。由此可以见，目前，尚未发现适合工业化生产，对环境影响较小的三氟苯酚的制备方法。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种工艺流程简单、反应条件温和、后处理简便、成本低且环境友好的氟代苯酚的制备方法。
本发明提供一种式I所示的氟代苯酚的制备方法，
式中R1、R2、R3＝F或H，
该方法包括如下步骤：
1)式II所示的氟代溴苯与R4MgCl在有机溶剂中发生格氏交换反应生成式III所示的格氏试剂；
式中R1、R2、R3如上所述，R4为C1-10烷基，优选为C1-5烷基，
2)所得的格氏试剂III与式IV所示的硼酸酯发生反应生成式V所示的氟代苯硼酸酯，
式中R1、R2、R3如上所述，R5为C1-10烷基，优选为C1-5烷基，
3)将所得的氟代苯硼酸酯V在酸性条件下水解得到式VI所示的氟代苯硼酸，
式中R1、R2、R3如上所述，和
4)氧化所得的氟代苯硼酸，得到产品氟代苯酚。
本发明的氟代苯酚的制备方法，原料成本低，反应条件温和，后处理简便，成本低，后处理简单，宜与实现工业化生产，且产品纯度高质量稳定。
具体实施方式
本发明中氟代苯酚是通过如下合成路线实现的：
R1、R2、R3＝F或H
R4、R5＝C1-10烷基，优选为C1-5烷基，
具体步骤为：
(1)氟代溴苯与R4MgCl在有机溶剂中发生格氏交换生成格氏试剂。
(2)格氏试剂与硼酸酯发生反应生成氟代苯硼酸酯。
(3)氟代苯硼酸酯在酸性条件下水解得到氟代苯硼酸。
(4)氟代苯硼酸经氧化后经后处理得到产品氟代苯酚。
本发明步骤(3)中所述的水解反应中酸是指HCl、H2SO4、H3PO3、乙酸、甲酸中的一种或几种的混合物的水溶液，其浓度为5％～100％，优选为20％～50％；氟代苯硼酸酯与酸的摩尔比为1:0.5～1:20，优选为1:1～1:5。格氏试剂为R4MgCl或者R4MgClLiCl，R4具体为Me、Et、Pr、Bu、i-Pr，优选为i-PrMgCl。
本发明步骤(1)格氏交换反应中的有机溶剂为为醚、芳烃、烷烃或它们的混合物。优选的有机溶剂为四氢呋喃、乙二醇二甲醚、乙醚、甲醚、甲苯、正己烷、环己烷、甲基环己烷、正庚烷或它们的混合物。更优选为THF。氟代溴苯与R4MgCl摩尔比为1:0.5～1:10，优选为1:1.0～1:1.5。反应温度为-50℃～50℃，优选为-20℃～10℃。
本发明步骤(2)中所述的B(OR5)3的R5具体为Me、Et、Pr、Bu、i-Pr，优选为B(OMe)3。氟代溴苯与B(OR5)3的摩尔比1:0.8～1:10，优选为1:1～1:1.5。反应温度为-50℃～50℃，优选为-20℃～10℃。
本发明步骤(3)中的酸为HCl、H2SO4、H3PO4、HCOOH、CH3COOH、CH3SO3H、氯磺酸中的一种或几种的混合物的水溶液，其浓度为5％～100％，优选30％的HCl，氟代溴苯与HCl的摩尔比为1:0.5～1:20，优选1:1.2～1:2，反应温度为-50℃～50℃，优选为-20℃～10℃。
本发明步骤(4)中氟代苯硼酸与氧化剂的摩尔比为1:0.5～1:20，优选为1:1.2～1:1.8，反应温度为10℃～50℃，优选为15℃～30℃。优选的氧化物为过氧化物，更优选为过氧化氢。
本发明所述的氟代苯酚的制备方法，以氟代溴苯溴苯为原料，与R4MgCl发生格氏交换生成氟代苯基氯化镁，再与B(OR5)3反应生成氟代苯硼酸酯，氟代苯硼酸酯在酸性条件下水解得到氟代苯硼酸。氟代苯硼酸经双氧水氧化后得到氟代苯酚粗品，经后处理得到产品氟代苯酚，其含量>99.9％。本发明用格氏交换反应制备氟代溴苯的格氏试剂，提高了转化率，降低了格氏试剂中的杂质含量，得到了高纯度的氟代溴苯的格氏试剂，从而大大地提高了最终产物的纯度和产率。
本发明的有益效果：本发明的氟代苯酚的制备方法，原料成本低，反应条件温和，后处理简便，成本低，后处理简单，宜与实现工业化生产，且产品纯度高质量稳定。
实施例
以下用典型反应来举例说明，在本领域内技术人员对发明所做的简单替换或改进均属于本发明所保护的技术之内。
实施例1 i-PrMgCl的制备
在2000ml的四口瓶中加入Mg 69g(2.89mol)和200ml THF，搅拌下在30℃滴加216g i-PrCl(2.75mol)和770ml THF的混合溶液。滴加完毕后搅拌0.5～1h，保温待用。
实施例2 3，4，5-三氟苯硼酸的制备
在5000ml的四口瓶中加入527.5g3，4，5-三氟溴苯(2.5mol)和1100mlTHF，搅拌15min，降温到-20℃滴加i-PrMgCl，滴加完毕后保温搅拌2h，滴加286g硼酸三甲酯(2.75mol)，滴加完毕后保温2h，滴加365g30％的HCl，滴加完毕后保温2h，蒸除THF，加入600ml EtOAc和500ml水溶解分液，水相用200mlEtOAc提取合并有机相，蒸除EtOAc，350ml正己烷打浆得350g3，4，5-三氟苯硼酸，含量99.8％，收率79.5％。沸点为132℃/20mmHg。
实施例3 3，4，5-三氟苯酚的制备
在5000ml的四口瓶中加入3，4，5-三氟苯硼酸350g(1.99mol)和二氯甲烷2100ml，20℃搅拌30min，滴加27％的双氧水375g(2.98mol)，滴加完毕后保温搅拌4h，滴加35％的NaHSO3溶液380g，滴加完毕后保温1h。抽滤，滤饼用400ml*2二氯甲烷洗，取母液分液，100ml水洗有机相，蒸除二氯甲烷后得粗品295g，经短程蒸馏的产品288g，含量99.9％，收率97.8％。沸点为83℃/20mmHg。
Claims (10)
1、一种式I所示的氟代苯酚的制备方法，
式中R1、R2、R3＝F或H，
其特征在于，该方法包括如下步骤：
(1)式II所示的氟代溴苯与R4MgCl在有机溶剂中发生格氏交换反应生成式III所示的格氏试剂；
式中R1、R2、R3如上所述，R4为C1-10烷基，优选为C1-5烷基
(2)所得的格氏试剂III与式IV所示的硼酸酯发生反应生成式V所示的氟代苯硼酸酯，
式中R1、R2、R3如上所述，R5为C1-10烷基，优选为C1-5烷基，
(3)将所得的氟代苯硼酸酯V在酸性条件下水解得到式VI所示的氟代苯硼酸，
式中R1、R2、R3如上所述，和
(4)氧化所得的氟代苯硼酸，得到产品氟代苯酚。
2、如权利要求1所述的氟代苯酚的制备方法，其特征在于步骤(1)和(2)所用的有机溶剂为醚、芳烃、烷烃或它们的混合物。
3、如权利要求2所述的氟代苯酚的制备方法，其特征在于步骤(1)和(2)所用的有机溶剂为四氢呋喃、乙二醇二甲醚、甲苯、正己烷、环己烷、甲基双环己烷、正庚烷或它们的混合物。
4、如权利要求3所述的氟代苯酚的制备方法，其特征在于步骤(1)和(2)所用的有机溶剂为四氢呋喃。
5、如权利要求1所述的三氟苯硼酸的制备方法，其特征在于步骤(1)中格氏交换反应温度为-50℃～50℃。
6、如权利要求1所述的氟代苯硼酸的制备方法，其特征在于步骤(1)格式交换反应中氟代溴苯与R4MgCl摩尔比为1:0.5～1:10。
7、如权利要求1所述的氟代苯酚的制备方法，其特征在于步骤(4)所用的有机溶剂为卤代C1-4烷烃。
8、如权利要求7所述的氟代苯酚的制备方法，其特征在于步骤(4)所用的卤代C1-4烷烃为二氯甲烷、三氯甲烷、二氯乙烷、三氯乙烷或它们的混合物。
9、如权利要求1所述的氟代苯酚的制备方法，其特征在于步骤(4)中使用过氧化物作为氧化剂，优选为过氧化氢。
10、如权利要求1所述的氟代苯酚的制备方法，其特征在于所述的氟代苯酚为三氟苯酚，优选为3，4，5-三氟苯酚。
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