CN102531854B - 一种4-溴-2,6-二氟-三氟甲氧基苯的合成方法 - Google Patents
一种4-溴-2,6-二氟-三氟甲氧基苯的合成方法 Download PDFInfo
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Abstract
一种4-溴-2,6-二氟-三氟甲氧基苯的合成方法，它以3,4,5-三氟溴苯(I)为原料，依次经过取代、脱烷基化、三氟甲基化反应制得4-溴-2,6-二氟-三氟甲氧基苯(Ⅳ)。本发明方法具有合成路线短，收率高，成本低，易实现工业化等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种中间体的合成方法，尤其涉及一种可作为液晶显示材料的中间体而有效使用的4-溴-2,6-二氟-三氟甲氧基苯的合成方法，属化学合成领域。
背景技术
4-溴-2,6-二氟-三氟甲氧基苯是一种用途日益广泛的合成液晶化合物的中间体。
德国专利DE4221152中公开了4-溴-2,6-二氟-三氟甲氧基苯的一条合成路线，如下式(B)所示：
该方法的特点是用硝酸、硫酸使2,6-二氟-三氟甲氧基苯在3-位上硝基化；然后在过渡金属催化剂和氢气存在下还原硝基成氨基；在溴素的作用下使4-位溴代；最后在亚硝酸叔丁酯存在下脱氨基得到4-溴-2,6-二氟-三氟甲氧基苯。该方法合成路线长，总收率低，成本高，不适合工业化生产。
中国专利CN101792377中公开了4-溴-2,6-二氟-三氟甲氧基苯的另一条合成路线，如下式(C)所示：
该方法的特点是以2,6-二氟苯酚为原料，与溴素反应得到4-溴-2,6-二氟苯酚；再与无水氟化氢、四氯化碳进行偶联反应得到4-溴-2,6-二氟-三氟甲氧基苯。该方法合成路线短，收率高，但起始原料2,6-二氟苯酚不易购买，一般需要自制，且价格昂贵使得生产成本较高，氟化氢剧毒且高腐蚀性，不易推广，因此不适合工业化生产。
鉴于上述缺陷和问题，迫切需要一种可以在工业上经济地实施、用于合成4-溴-2,6-二氟-三氟甲氧基苯的简化方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术之缺陷、提供一种4-溴-2,6-二氟-三氟甲氧基苯的合成方法，该方法起始原料为价格低廉的3,4,5-三氟溴苯，合成路线短，收率高，成本低，有利于实现规模化的大生产。
本发明所述技术问题是由以下技术方案实现的。
一种4-溴-2,6-二氟-三氟甲氧基苯的合成方法，其合成路线如下式(A)所示：
上述合成方法，所述化合物I与AOR以摩尔比为1：1~1.5进行取代反应得到化合物II，其中A为碱金属，如锂、钠、钾、铯；R为C1~C5的正构或带支链的烷基，优选甲基或乙基。
上述合成方法，所述化合物I与ROH以摩尔比为1：1~7、在碱存在的条件下进行取代反应得到化合物II，其中，碱的摩尔量为化合物I摩尔量的1~1.5倍，所述碱选自可溶性碱金属或碱土金属氢氧化物， R为C1~C5的正构或带支链的烷基，优选甲基或乙基。
上述合成方法，所述碱金属或碱土金属氢氧化物为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂、氢氧化铯、氢氧化钙、氢氧化钡或氢氧化锶。
上述合成方法，所述取代反应所使用的溶剂为醇类、醚类、烷烃类、芳香烃类或非质子极性溶剂，所述醇类、醚类、烷烃类、芳香烃类、非质子极性溶剂为甲醇、乙醇、石油醚、环己烷、甲苯、苯或二甲基甲酰胺。
上述合成方法，所述化合物II在脱烷基试剂存在下发生脱烷基化反应，得到化合物III，其中脱烷基试剂摩尔量为化合物II的0.5~10倍，所述脱烷基试剂选自浓氢溴酸、浓氢碘酸、三氟乙酸、三氟甲磺酸、甲基磺酸、吡啶盐酸盐、三氯化铝、三溴化铝、三氯化硼、三溴化硼、氯化锂、碘化锂或乙硫醇钠等。
上述合成方法，所述化合物III在碱以及三氟甲基化试剂存在下发生三氟甲基化反应，得到化合物Ⅳ，其中所述碱可选用碱金属的碳酸盐、可溶性的氢氧化物以及碱金属或碱土金属的烷氧基碱；其中所述三氟甲基化试剂用量为化合物III的摩尔量的1~5倍，所述三氟甲基化试剂选自三氟溴甲烷、三氟碘甲烷或三氟甲醇磺酸酯，优选为三氟溴甲烷。
本发明所述4-溴-2,6-二氟-三氟甲氧基苯的合成方法，以价格低廉的化合物I（3,4,5-三氟溴苯）为起始原料，采用烷基醇碱金属盐或氢氧化物与烷基醇进行取代，再使用脱烷基试剂、三氟甲基化试剂依次进行脱烷基化、三氟甲基化反应得到化合物Ⅳ，即4-溴-2,6-二氟-三氟甲氧基苯，仅需要三步反应，与采用硝酸、硫酸使2,6-二氟-三氟甲氧基苯硝基化，过渡金属和氢气存在下还原硝基成氨基，溴取代4-位，脱氨基得4-溴-2,6-二氟-三氟甲氧基苯相比，路线大为缩短，而且避免了硝酸、硫酸等酸的使用，减少了有机溶剂的使用种类，减轻了环保压力，并且本发明每步收率高达近90%，而德国专利DE4221152总收率31%，显然本发明技术方案显著提高了收率。中国专利CN101792377虽然合成路线短，收率高，但起始原料2,6-二氟苯酚不易购买，一般需要自制，且价格昂贵使得生产成本比本发明高，所用氟化氢剧毒且高腐蚀性，不易推广。因此本发明合成方法具有过程简化、合理、路线短、收率高、成本低、有利于工业化生产等优点。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步详细说明。
一、化合物II 4-溴-2,6-二氟苯甲醚的合成
实施例1
在250 ml三口瓶中，加入0.2mol(42.2g)3,4,5-三氟溴苯，搅拌，室温下开始滴加57.9g 28%甲醇钠（0.3mol）甲醇溶液，滴毕，升温至回流，反应6h。反应终了，滤去固体，滤液旋转蒸发除去溶剂，残留物加50ml水、80ml 1,2-二氯乙烷，分液，有机相水洗至中性，加4.0g无水硫酸镁干燥，抽滤，滤液旋转蒸发除去溶剂，残留物进行减压精馏，收集92~93℃/15mmHg的馏份41.6g，收率93.3%。
实施例2
在250 ml三口瓶中，加入0.2mol(42.2g) 3,4,5-三氟溴苯，1.25mol(40.0g)无水甲醇，搅拌，室温下开始平均分三批共加入0.3mol(12.5g)96%氢氧化钠，加毕，升温至回流，反应7h。反应终了，过滤，滤液旋转蒸发除去溶剂，残留物加50ml水、80ml 1,2-二氯乙烷分液，有机相水洗至中性，加4.0g无水硫酸镁干燥，抽滤，滤液旋转蒸发除去溶剂，残留物进行减压精馏，收集92~94℃/15mmHg的馏份42.4g，收率95.1%。
二、化合物II 4-溴-2,6-二氟苯乙醚的合成
实施例1
在250 ml三口瓶中，加入0.28mol(19.1g)乙醇钠，80ml甲苯，搅拌，室温下开始滴加0.2mol(42.2g) 3,4,5-三氟溴苯，滴毕，80℃反应5h。反应终了，加80ml水，分液，有机相水洗至中性，加4.0g无水硫酸镁干燥，抽滤，滤液旋转蒸发除去溶剂，残留物进行减压精馏，收集97~99℃/14mmHg的馏份43.4g，收率91.6%。
实施例2
在250 ml三口瓶中，加入0.2mol (42.2g) 3,4,5-三氟溴苯，1.09mol(50.0g)无水乙醇，搅拌，室温下开始平均分三批共加入0.25mol(10.4g)96%氢氧化钠，加毕，升温至回流，反应5.5h。反应终了，过滤，滤液旋转蒸发除去溶剂，残留物加50ml水、100ml 1,2-二氯乙烷分液，有机相水洗至中性，加7.0g无水硫酸镁干燥，抽滤，滤液旋转蒸发除去溶剂，残留物进行减压精馏，收集95~97℃/12mmHg的馏份43.7g，收率92.2%。
三、化合物III 4-溴-2,6-二氟苯酚的合成
实施例1
在500 ml三口瓶中，加入0.5mol(111.5g)4-溴-2,6-二氟苯甲醚，150ml 无水甲苯，冰盐浴降温至5℃以下，加入0.525mol(70.0g)无水三氯化铝，加毕，升温至回流，反应7h。反应终了，将反应液倒入冰水混合物中，搅拌，分液，有机相加入20%氢氧化钠水溶液150g，搅拌，分液，水相加入200ml石油醚后，用30%盐酸调pH=3，分液，有机相加12.0g无水硫酸镁干燥，抽滤，滤液旋转蒸发除去溶剂，残留物减压精馏，收集75~78℃/10mmHg的馏份89.9g，收率86.0%，气相监测，纯度99.21%。
实施例2
在250 ml三口瓶中，加入0.2mol (44.6g) 4-溴-2,6-二氟苯甲醚，0.3mol (28.8g) 甲基磺酸，室温下搅拌反应20 h。反应终了，将反应液倒入冰水混合物中，100ml甲苯萃取，分液，有机相再水洗至中性，加4.0g无水硫酸镁干燥，抽滤，滤液旋转蒸发除去溶剂，残留物减压精馏，收集73~75℃/9mmHg的馏份37.4g，收率89.5%，气相监测，纯度99.32%。
实施例3
在250 ml三口瓶中，加入0.1mol (23.7g)4-溴-2,6-二氟苯乙醚，21.9g DMF，搅拌，加入0.15mol(6.4g)氯化锂，加毕，升温至回流，反应5h。反应终了，将反应液倒入冰水混合物中，50ml甲苯萃取，分液，有机相再水洗至中性，加2.0g无水硫酸镁干燥，抽滤，滤液旋转蒸发除去溶剂，残留物减压精馏，收集71~74℃/8mmHg的馏份18.3g，收率87.6%，气相监测，纯度99.05%。
实施例4
在500 ml三口瓶中，加入0.5mol(118.5g)4-溴-2,6-二氟苯乙醚，150ml冰醋酸，搅拌，加入50ml质量分数 48%的氢溴酸，加毕，升温至回流，反应9h。反应终了，将反应液倒入冰水混合物中，250ml甲苯萃取，分液，有机相再水洗至中性，加12.0g无水硫酸镁干燥，抽滤，滤液旋转蒸发除去溶剂，残留物减压精馏，收集77~79℃/11mmHg的馏份92.1g，收率88.1%，气相监测，纯度99.28%。
四、化合物Ⅳ 4-溴-2,6-二氟-三氟甲氧基苯的合成
实施例1
向500 ml高压釜中加入0.2mol(41.8g)4-溴-2,6-二氟苯酚，350ml DMF，0.25mol (81.5g)碳酸铯，封盖，降温至0℃，搅拌下往溶液中通入44.7g三氟溴甲烷，之后升温至50℃反应8h。反应终了，将反应液倒入冰水混合物中，150ml甲苯萃取，分液，有机相再水洗至中性，加8.0g无水硫酸镁干燥，抽滤，滤液旋转蒸发除去溶剂，残留物减压精馏，收集89~90℃/51mmHg的馏份51.6g，收率93.1%，气相监测，纯度99.92%。
实施例2
向500 ml高压釜中加入0.2mol (41.8g) 4-溴-2,6-二氟苯酚，350ml DMF，0.25mol (34.6g)碳酸钾，封盖，降温至0℃，搅拌下往溶液中通入41.7g三氟溴甲烷，之后升温至50℃反应10h。反应终了，将反应液倒入冰水混合物中，150ml甲苯萃取，分液，有机相再水洗至中性，加8.0g无水硫酸镁干燥，抽滤，滤液旋转蒸发除去溶剂，残留物减压精馏，收集88~89℃/50mmHg的馏份51.0g，收率92.1%，气相监测，纯度99.90%。
实施例3
向500 ml高压釜中加入0.2mol (41.8g) 4-溴-2,6-二氟苯酚，350ml DMF，0.25mol (18.5g)碳酸锂，封盖，降温至0℃，搅拌下往溶液中通入38.7g三氟溴甲烷，之后升温至50℃反应10h。反应终了，将反应液倒入冰水混合物中，150ml甲苯萃取，分液，有机相再水洗至中性，加8.0g无水硫酸镁干燥，抽滤，滤液旋转蒸发除去溶剂，残留物减压精馏，收集87~88℃/48mmHg的馏份50.6g，收率91.3%，气相监测，纯度99.89%。
实施例4
向500ml四口瓶(密封搅拌，一口加温度计，一口加气球，另一口通三氟溴甲烷)中加入0.2mol(41.8g) 4-溴-2,6-二氟苯酚，250ml DMF，0.25mol(34.6g)碳酸钾，搅拌下往溶液中通入44.7g三氟溴甲烷，控制通入速度至微小气泡均匀放出，30℃反应14h。反应终了，将反应液倒入冰水混合物中，150ml甲苯萃取，分液，有机相再水洗至中性，加8.0g无水硫酸镁干燥，抽滤，滤液旋转蒸发除去溶剂，残留物减压精馏，收集85~86℃/45mmHg的馏份50.1g，收率90.4%，气相监测，纯度99.87%。
Claims (3)
1.一种4-溴-2,6-二氟-三氟甲氧基苯的合成方法，其特征在于，所述合成路线如下式(A)所示：
所述化合物I与AOR以摩尔比为1：1.5进行取代反应得到化合物II，其中A选自锂、钠、钾、铯；或者：
所述化合物I与ROH以摩尔比为1：1~7、在碱存在的条件下进行取代反应得到化合物II，其中碱的摩尔量为化合物I摩尔量的1~1.5倍；
所述碱为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂、氢氧化铯、氢氧化钙、氢氧化钡或氢氧化锶；
所述AOR与ROH中的R为甲基或乙基；
所述取代反应所使用的溶剂为甲醇、乙醇、石油醚、环己烷、甲苯、苯或二甲基甲酰胺；
所述化合物II在脱烷基试剂存在下发生脱烷基化反应，得到化合物III，其中，脱烷基试剂摩尔量为化合物II的0.5~10倍；
所述化合物III在碱以及三氟甲基化试剂存在下发生三氟甲基化反应，得到化合物Ⅳ，所述碱选用碱金属的碳酸盐、可溶性的氢氧化物以及碱金属或碱土金属的烷氧基碱；所述三氟甲基化试剂用量为化合物III的摩尔量的1~5倍，所述三氟甲基化试剂选自三氟溴甲烷、三氟碘甲烷或三氟甲醇磺酸酯。
2.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述脱烷基试剂选自浓氢溴酸、浓氢碘酸、三氟乙酸、三氟甲磺酸、甲基磺酸、吡啶盐酸盐、三氯化铝、三溴化铝、三氯化硼、三溴化硼、氯化锂、碘化锂或乙硫醇钠。
3.根据权利要求2所述的合成方法，其特征在于，所述三氟甲基化试剂为三氟溴甲烷。
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