CN102010351A - 2-氟-4-腈基三氟甲苯的合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于医药中间体合成领域，具体涉及一种2-氟-4-腈基三氟甲苯的合成方法。首先惰性气体保护下，在每1000ml的溶剂一中，加入催化剂一0.01~0.02mol、氰化物0.9~0.95mol和2,4-二氯三氟甲苯0.9~1.1mol，搅拌下升温回流反应10~40h，合成2-氯-4-腈基三氟甲苯；然后在每2000ml的溶剂二中，加入催化剂二0.05~0.1mol、氟化物2.2~3.1mol和2-氯-4-腈基三氟甲苯1mol，搅拌下升温回流反应2~40h，合成最终产品2-氟-4-腈基三氟甲苯。本发明合成方法原料少、路线短、成本低、合成方法更简洁，易于工业化。
Description
技术领域
本发明属于医药中间体合成领域，具体涉及一种2-氟-4-腈基三氟甲苯的合成方法。
背景技术
2-氟-4-腈基三氟甲苯是非常重要的医药化工中间体，尤其是对腈基邻三氟甲苯类医药活性体的关键中间体(例如W02005/044784 A1)。
到目前为止，很少有文献公开报道2-氟-4-腈基三氟甲苯的制备方法。中国专利CN101337911A公开了一种3-氟-4-三氟甲基苯腈（即2-氟-4-腈基三氟甲苯）合成方法，但该方法原料多、路线长、成本高，不易在工业上推广应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种原料少、路线短、成本低的2-氟-4-腈基三氟甲苯的合成方法。
为实现上述目的，本发明采取了以下的技术方案：2-氟-4-腈基三氟甲苯的合成方法，其步骤如下：
第一步，合成2-氯-4-腈基三氟甲苯：
a、惰性气体保护下，在每1000ml的溶剂一中，加入催化剂一0.01~0.02mol、氰化物0.9~0.95mol和2,4-二氯三氟甲苯0.9~1.1mol，搅拌（常规）下升温回流反应10~40h，所述溶剂一为乙腈、二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、4-二甲氨基吡啶或四氢呋喃，所述催化剂一为三苯基磷二溴化镍、三苯基磷氯化钯或三苯基磷溴化钯，所述氰化物为氰化钠、氰化钾或氰化亚铜，该步反应式如下：
b、分离步骤a反应后的体系，所得有机相为2-氯-4-腈基三氟甲苯；
第二步，合成2-氟-4-腈基三氟甲苯：
c、在每2000ml的溶剂二中，加入催化剂二0.05~0.1mol、氟化物2.2~3.1mol和第一步合成的2-氯-4-腈基三氟甲苯1mol，搅拌（常规）下升温回流反应2~40h，所述溶剂二为乙腈、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基甲酰胺或N-甲基吡咯烷酮，所述催化剂二为四丁基溴化铵、四丁基氯化铵或十八冠六醚，所述氟化物为氟化钠、氟化钾或氟化铯，该步反应式如下：
d、分离步骤c反应后的体系，所得有机相即为2-氟-4-腈基三氟甲苯。
作为优选，步骤b具体为：将步骤a反应后的体系，反复抽滤-溶剂一洗涤-合并有机相-浓缩，将浓缩液减压精馏后获得2-氯-4-腈基三氟甲苯。
进一步，步骤b中，减压精馏的操作条件为：5毫米汞柱，收集120~122℃的馏分。
作为优选，步骤d具体为：将步骤c反应后的体系，抽滤、溶剂二洗涤、合并有机相、浓缩后，用二氯甲烷萃取，将萃取液减压精馏后即得2-氟-4-腈基三氟甲苯。
进一步，为提高萃取效率，抽滤、溶剂二洗涤、合并有机相、浓缩后，优选向浓缩液中加水和盐酸（水和盐酸的量按常规添加），然后再用二氯甲烷萃取。
更进一步，步骤d中，减压精馏的操作条件为：12毫米汞柱，收集100~102℃的馏分。
较好地，步骤a中，惰性气体优选为氮气。
本发明合成方法原料少、路线短、成本低、合成方法更简洁，易于工业化。
附图说明
图1：实施例1所得最终产品的核磁共振谱图。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明的技术方案做进一地详细介绍，但本发明的保护范围并不局限于此。
以下实施例中的各原料均为工业品。
实施例1
2-氟-4-腈基三氟甲苯的合成方法，步骤如下：
第一步，合成2-氯-4-腈基三氟甲苯：
a、氮气保护下，架2L瓶，室温下加入1000ml乙腈，再加入三苯基磷二溴化镍0.01mol、氰化钠0.9mol和2,4-二氯三氟甲苯1mol，搅拌（常规）30min，使之充分混匀，然后升温至回流(80℃)，反应15h，体系逐渐澄清然后又浑浊；
b、将步骤a反应后的体系降温到室温抽滤，得滤液1（有机相），滤饼用200ml乙腈洗一次，得滤液2（有机相），然后合并滤液1和2，开始减压浓缩回收溶剂到体系剩余200ml时，再次抽虑，得滤液3（有机相），然后用200ml乙腈洗滤饼一次，得滤液4（有机相），合并滤液3和4，常压浓缩到100℃时加精馏柱，5毫米汞柱下减压精馏，收集120-122℃的馏分160g为2-氯-4-腈基三氟甲苯（无色液体，有异构体2-腈基-4-氯三氟甲苯含量<0.2%），收率77%，含量98%（取反应体系，用乙酸乙酯提取，GC检测，检测条件：FID检测器，岛津GC17A 高效气相分析仪, 色谱柱HP-5，载气：氮气，柱温240℃，气化室温度280℃，80℃保留2分钟，每分钟10℃，程序升温到240℃）；
第二步，合成2-氟-4-腈基三氟甲苯：
c、架5L瓶，室温下加入2000ml的N,N-二甲基甲酰胺，再加入四丁基溴化铵0.06mol、氟化钾3.1mol和第一步合成的2-氯-4-腈基三氟甲苯1mol，搅拌（常规）30min，使之充分混匀，然后升温至回流(150℃)，反应24h，体系呈棕色混浊；
d、将步骤c反应后的体系降温到室温抽滤，得滤液5（有机相），滤饼用N,N-二甲基甲酰胺200ml洗一次，得滤液6（有机相），合并滤液5和6，减压浓缩回收溶剂到体系剩余500ml时，将体系加入1000ml水中，搅拌（常规）下加入100ml的36%（质量）盐酸，然后用二氯甲烷萃取3次每次200ml，合并萃取液（有机相），12毫米汞柱下减压精馏收集100-102℃的馏分120克为产品，收率62%，纯度99%（取反应体系，用乙酸乙酯提取，GC检测，检测条件：FID检测器，岛津GC17A 高效气相分析仪，色谱柱HP-5，载气：氮气，柱温240℃，气化室温度280℃，80℃保留2分钟，每分钟10℃，程序升温到240℃），其NMR谱图（CDCL3，400MHz）见图1。
实施例2
2-氟-4-腈基三氟甲苯的合成方法，步骤如下：
第一步，合成2-氯-4-腈基三氟甲苯：
a、氮气保护下，架2L瓶，室温下加入1000ml二甲基甲酰胺（DMF），再加入三苯基磷氯化钯0.012mol、氰化钾0.92mol和2,4-二氯三氟甲苯1.05mol，搅拌（常规）30min，使之充分混匀，然后升温至回流(120℃)，反应13h，体系逐渐澄清然后又浑浊；
b、将步骤a反应后的体系降温到室温抽滤，得滤液1（有机相），滤饼用200ml二甲基甲酰胺洗一次，得滤液2（有机相），然后合并滤液1和2，开始减压浓缩回收溶剂到体系剩余200ml时，再次抽虑，得滤液3（有机相），然后用200ml二甲基甲酰胺洗滤饼一次，得滤液4（有机相），合并滤液3和4，常压浓缩到100℃时加精馏柱，5毫米汞柱下减压精馏，收集120-122℃的馏分153g为2-氯-4-腈基三氟甲苯（无色液体，有异构体2-腈基-4-氯三氟甲苯含量<0.2%），收率70%，含量98%（GC检测同实施例1）；
第二步，合成2-氟-4-腈基三氟甲苯：
c、架5L瓶，室温下加入2000ml的二甲基甲酰胺，再加入四丁基氯化铵0.05mol、氟化钠2.2mol和第一步合成的2-氯-4-腈基三氟甲苯1mol，搅拌（常规）30min，使之充分混匀，然后升温至回流(150℃)，反应30h，体系呈棕色混浊；
d、将步骤c反应后的体系降温到室温抽滤，得滤液5（有机相），滤饼用二甲基甲酰胺200ml洗一次，得滤液6（有机相），合并滤液5和6，减压浓缩回收溶剂到体系剩余500ml时，将体系加入1000ml水中，搅拌（常规）下加入100ml的36%（质量）盐酸，然后用二氯甲烷萃取3次每次200ml，合并萃取液（有机相），12毫米汞柱下减压精馏收集100-102℃的馏分97克为产品，收率50%，纯度99%（GC检测同实施例1），其NMR图谱同实施例1。
实施例3
2-氟-4-腈基三氟甲苯的合成方法，步骤如下：
第一步，合成2-氯-4-腈基三氟甲苯：
a、氮气保护下，架2L瓶，室温下加入1000ml 4-二甲氨基吡啶（DMAP），再加入三苯基磷溴化钯0.015mol、氰化钠0.95mol和2,4-二氯三氟甲苯1.1mol，搅拌（常规）30min，使之充分混匀，然后升温至回流(120℃)，反应10h，体系逐渐澄清然后又浑浊；
b、将步骤a反应后的体系降温到室温抽滤，得滤液1（有机相），滤饼用200ml 4-二甲氨基吡啶洗一次，得滤液2（有机相），然后合并滤液1和2，开始减压浓缩回收溶剂到体系剩余200ml时，再次抽虑，得滤液3（有机相），然后用200ml 4-二甲氨基吡啶洗滤饼一次，得滤液4（有机相），合并滤液3和4，常压浓缩到100℃时加精馏柱，5毫米汞柱下减压精馏，收集120-122℃的馏分137g为2-氯-4-腈基三氟甲苯（无色液体，有异构体2-腈基-4-氯三氟甲苯含量<0.2%），收率60%，含量98%（GC检测同实施例1）；
第二步，合成2-氟-4-腈基三氟甲苯：
c、架5L瓶，室温下加入2000ml的N-甲基吡咯烷酮，再加入十八冠六醚0.08mol、氟化钾2.5mol和第一步合成的2-氯-4-腈基三氟甲苯1mol，搅拌（常规）30min，使之充分混匀，然后升温至回流(200℃)，反应2h，体系呈棕色混浊；
d、将步骤c反应后的体系降温到室温抽滤，得滤液5（有机相），滤饼用N-甲基吡咯烷酮200ml洗一次，得滤液6（有机相），合并滤液5和6，减压浓缩回收溶剂到体系剩余500ml时，将体系加入1000ml水中，搅拌（常规）下加入100ml的36%（质量）盐酸，然后用二氯甲烷萃取3次每次200ml，合并萃取液（有机相），12毫米汞柱下减压精馏收集100-102℃的馏分126克为产品，收率65%，纯度99%（GC检测同实施例1），其NMR图谱同实施例1。
实施例4
2-氟-4-腈基三氟甲苯的合成方法，步骤如下：
第一步，合成2-氯-4-腈基三氟甲苯：
a、氮气保护下，架2L瓶，室温下加入1000ml N-甲基吡咯烷酮（NMP），再加入三苯基磷二溴化镍0.02mol、氰化钾0.94mol和2,4-二氯三氟甲苯1.1mol，搅拌（常规）30min，使之充分混匀，然后升温至回流(100℃)，反应14h，体系逐渐澄清然后又浑浊；
b、将步骤a反应后的体系降温到室温抽滤，得滤液1（有机相），滤饼用200ml N-甲基吡咯烷酮洗一次，得滤液2（有机相），然后合并滤液1和2，开始减压浓缩回收溶剂到体系剩余200ml时，再次抽虑，得滤液3（有机相），然后用200ml N-甲基吡咯烷酮洗滤饼一次，得滤液4（有机相），合并滤液3和4，常压浓缩到100℃时加精馏柱，5毫米汞柱下减压精馏，收集120-122℃的馏分149g为2-氯-4-腈基三氟甲苯（无色液体，有异构体2-腈基-4-氯三氟甲苯含量<0.2%），收率65%，含量98%（GC检测同实施例1）；
第二步，合成2-氟-4-腈基三氟甲苯：
c、架5L瓶，室温下加入2000ml的乙腈，再加入四丁基溴化铵0.09mol、氟化钠3.0mol和第一步合成的2-氯-4-腈基三氟甲苯1mol，搅拌（常规）30min，使之充分混匀，然后升温至回流(80℃)，反应40h，体系呈棕色混浊；
d、将步骤c反应后的体系降温到室温抽滤，得滤液5（有机相），滤饼用乙腈200ml洗一次，得滤液6（有机相），合并滤液5和6，减压浓缩回收溶剂到体系剩余500ml时，将体系加入1000ml水中，搅拌（常规）下加入100ml的36%（质量）盐酸，然后用二氯甲烷萃取3次每次200ml，合并萃取液（有机相），12毫米汞柱下减压精馏收集100-102℃的馏分106克为产品，收率55%，纯度99%（GC检测同实施例1），其NMR图谱同实施例1。
实施例5
2-氟-4-腈基三氟甲苯的合成方法，步骤如下：
第一步，合成2-氯-4-腈基三氟甲苯：
a、氮气保护下，架2L瓶，室温下加入1000ml四氢呋喃（THF），再加入三苯基磷二溴化镍 0.01mol、氰化亚铜0.9mol和2,4-二氯三氟甲苯0.9mol，搅拌（常规）30min，使之充分混匀，然后升温至回流(70℃)，反应40h，体系逐渐澄清然后又浑浊；
b、将步骤a反应后的体系降温到室温抽滤，得滤液1（有机相），滤饼用200ml 四氢呋喃洗一次，得滤液2（有机相），然后合并滤液1和2，开始减压浓缩回收溶剂到体系剩余200ml时，再次抽虑，得滤液3（有机相），然后用200ml 四氢呋喃洗滤饼一次，得滤液4（有机相），合并滤液3和4，常压浓缩到100℃时加精馏柱，5毫米汞柱下减压精馏，收集120-122℃的馏分140g为2-氯-4-腈基三氟甲苯（无色液体，有异构体2-腈基-4-氯三氟甲苯含量<0.2%），收率75%，含量98%（GC检测同实施例1）；
第二步，合成2-氟-4-腈基三氟甲苯：
c、架5L瓶，室温下加入2000ml的N,N-二甲基甲酰胺，再加入四丁基溴化铵0.1mol、氟化铯2.2mol和第一步合成的2-氯-4-腈基三氟甲苯1mol，搅拌（常规）30min，使之充分混匀，然后升温至回流(150℃)，反应28h，体系呈棕色混浊；
d、将步骤c反应后的体系降温到室温抽滤，得滤液5（有机相），滤饼用N,N-二甲基甲酰胺200ml洗一次，得滤液6（有机相），合并滤液5和6，减压浓缩回收溶剂到体系剩余500ml时，将体系加入1000ml水中，搅拌（常规）下加入100ml的36%（质量）盐酸，然后用二氯甲烷萃取3次每次200ml，合并萃取液（有机相），12毫米汞柱下减压精馏收集100-102℃的馏分126克为产品，收率65%，纯度99%（GC检测同实施例1），其NMR图谱同实施例1。
在此需要说明的是：本发明实施例中，第一步反应的滤饼以及精馏残渣一定要用次氯酸氧化后再进行污水处理，以防止剧毒氰化物有残留。
Claims (7)
1.2-氟-4-腈基三氟甲苯的合成方法，其特征在于步骤如下：
第一步，合成2-氯-4-腈基三氟甲苯：
a、惰性气体保护下，在每1000ml的溶剂一中，加入催化剂一0.01~0.02mol、氰化物0.9~0.95mol和2,4-二氯三氟甲苯0.9~1.1mol，搅拌下升温回流反应10~40h，所述溶剂一为乙腈、二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、4-二甲氨基吡啶或四氢呋喃，所述催化剂一为三苯基磷二溴化镍、三苯基磷氯化钯或三苯基磷溴化钯，所述氰化物为氰化钠、氰化钾或氰化亚铜；
b、分离步骤a反应后的体系，所得有机相为2-氯-4-腈基三氟甲苯；
第二步，合成2-氟-4-腈基三氟甲苯：
c、在每2000ml的溶剂二中，加入催化剂二0.05~0.1mol、氟化物2.2~3.1mol和第一步合成的2-氯-4-腈基三氟甲苯1mol，搅拌下升温回流反应2~40h，所述溶剂二为乙腈、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基甲酰胺或N-甲基吡咯烷酮，所述催化剂二为四丁基溴化铵、四丁基氯化铵或十八冠六醚，所述氟化物为氟化钠、氟化钾或氟化铯；
d、分离步骤c反应后的体系，所得有机相即为2-氟-4-腈基三氟甲苯。
2.如权利要求1所述的2-氟-4-腈基三氟甲苯的合成方法，其特征在于步骤b具体为：将步骤a反应后的体系，反复抽滤-溶剂一洗涤-合并有机相-浓缩，将浓缩液减压精馏后获得2-氯-4-腈基三氟甲苯。
3.如权利要求2所述的2-氟-4-腈基三氟甲苯的合成方法，其特征在于：步骤b中，减压精馏的操作条件为：5毫米汞柱，收集120~122℃的馏分。
4.如权利要求1所述的2-氟-4-腈基三氟甲苯的合成方法，其特征在于步骤d具体为：将步骤c反应后的体系，抽滤、溶剂二洗涤、合并有机相、浓缩后，用二氯甲烷萃取，将萃取液减压精馏后即得2-氟-4-腈基三氟甲苯。
5.如权利要求4所述的2-氟-4-腈基三氟甲苯的合成方法，其特征在于：抽滤、溶剂二洗涤、合并有机相、浓缩后，向浓缩液中加水和盐酸，然后再用二氯甲烷萃取。
6.如权利要求4所述的2-氟-4-腈基三氟甲苯的合成方法，其特征在于：步骤d中，减压精馏的操作条件为：12毫米汞柱，收集100~102℃的馏分。
7.如权利要求1~6之任意一项所述的2-氟-4-腈基三氟甲苯的合成方法，其特征在于：步骤a中，惰性气体为氮气。
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