CN105418391A - 一种对三氟甲基苯甲醛的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了对三氟甲基苯甲醛的制备方法，是以对氯三氟甲苯、硝基甲烷、三乙胺为起始原料，在无溶剂或有溶剂条件下经取代反应制得中间体1-硝基甲基-4-三氟甲基苯，然后在臭氧的作用下经氧化反应制得目标产物对三氟甲基苯甲醛。所得对三氟甲基苯甲醛的质量百分含量为98.1％～99.5％(液相色谱，外标法)，总收率90.3％～96.5％(以对氯三氟甲苯计)。反应式为：

Description

一种对三氟甲基苯甲醛的制备方法
技术领域
本发明涉及一种对三氟甲基苯甲醛的制备方法。
背景技术
对三氟甲基苯甲醛是一种重要的农药、医药中间体和有机合成试剂，在许多领域有着广泛的应用。其分子结构式：
目前有报道的制备方法主要有：①以对三氟甲基苯甲酰氯、对三氟甲基苯甲腈为原料与氢气还原得到对三氟甲基苯甲醛。②以对三氟甲基苯胺经制用备成重氮盐后再与甲醛肟反应得到对三氟甲基苯甲醛。③以对氯三氟甲苯与磺酰基试剂反应后再重排得到对三氟甲基苯甲醛。
专利US5124487、US4500721和有机氟工业,2011(4):48-49报道了以对三氟甲基苯甲腈为原料，在镍/铝合金催化剂作用下，在一种水合酸中进行催化加氢还原反应得到对三氟甲基苯甲醛，得到的对三氟甲基苯甲醛收率87.9％，步骤简单，反应条件温和，但是该反应的原料难得，催化剂昂贵、后处理麻烦，且氢气具有一定的危险性。
专利US4111998报道了在含甲苯溶剂的铂金催化剂和二甲基甲酰胺体系中，通入氢气后，加入对三氟甲基苯甲酰氯后再用盐酸酸化得到对三氟甲基苯甲醛，步骤简单，反应条件温和，但是该反应的原料难得，催化剂昂贵、DMF溶剂后处理麻烦，且氢气具有一定的危险性。
陈剑君等(农药,2006(45):104-105)报道了一种使用对三氟甲基苯胺为起始原料，总收率为35.9％，该方法步骤简便，无需用较贵的催化剂剂，反应条件温和，操作方便，但是原材料价格高，重氮化反应含盐废水量多且处理难度大，反应收率低。
JOSEPHA.MESCHINO等(J.Org.Chem.,Vol.36,No.23,1971)报道了一种使用对氯三氟甲苯为起始原料与甲磺酰基试剂反应后再酸性条件下重排得到对三氟甲基苯甲醛，该方法步骤简便，原料对氯三氟甲苯价格便宜，操作方便，但是反应中产品容易焦化、副产品多。
综上所述可知，由于以上合成路线存在着原料成本高、对环境不友好或反应条件苛刻等因素，发明一种新路线合成对三氟甲基苯甲醛很有必要。
发明内容
本发明提供的对三氟甲基苯甲醛的制备方法，是以对氯三氟甲苯、硝基甲烷、三乙胺为起始原料，在无溶剂或有溶剂条件下经取代反应制得中间体1-硝基甲基-4-三氟甲基苯，然后在臭氧的作用下经氧化反应制得目标产物对三氟甲基苯甲醛。所得对三氟甲基苯甲醛的质量百分含量为98.1％～99.5％(液相色谱，外标法)，总收率90.3％～96.5％(以对氯三氟甲苯计)。
反应式为：
本发明具体操作步骤如下：
①取代反应制备中间体1-硝基甲基-4-三氟甲基苯：
以对氯三氟甲苯、硝基甲烷、三乙胺为起始原料，在无溶剂条件下进行取代反应，反应温度-5℃，反应时间1.5～5.5h，得到1-硝基甲基-4-三氟甲基苯。
或者以对氯三氟甲苯和硝基甲烷、三乙胺为起始原料，在溶剂条件下进行取代反应，取代反应温度0℃，反应时间1.5～5.5h。所述溶剂为甲苯，溶剂质量用量为对氯三氟甲苯质量的4～8倍。
反应结束后反应液经萃取、过滤、蒸馏后处理得到1-硝基甲基-4-三氟甲基苯。
所述对氯三氟甲苯︰:三乙胺︰硝基甲烷的投料摩尔比＝1︰1～2︰1～6。
②氧化反应制备目标产物对三氟甲基苯甲醛：
将步骤①制得的中间体1-硝基甲基-4-三氟甲基苯在臭氧的作用下进行氧化反应，氧化反应温度40℃，反应时间2.5～8.5h。所述臭氧︰1-硝基甲基-4-三氟甲基苯的投料摩尔比＝2︰1。反应结束后，反应液经萃取、水洗、干燥、精馏后处理得到目标产物对三氟甲基苯甲醛。
本发明对合成原料、工艺路线进行了改进和创新，不再使用金属催化剂，原料便宜、易得，工艺流程和操作简单，后处理容易，经取代和臭氧氧化两个常规反应步骤便可制得高品质对三氟甲基苯甲醛产品，反应收率和产品质量均高，总收率大于90％，质量百分含量大于98％。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步说明。
实施例1～6为中间体1-硝基甲基-4-三氟甲基苯的制备实施例；实施例7～8为目标产物对三氟甲基苯甲醛的制备实施例。
实施例1中间体1-硝基甲基-4-三氟甲基苯的制备
将18.0g(0.1mol)对氯三氟甲苯和20.2g(0.2mol)三乙胺投入250ml四口烧瓶中搅拌混合，降温至-5℃，滴入30.5g(0.5mol)硝基甲烷，滴毕保温反应3h。反应结束后加入10％盐酸溶液109.5g(0.3mol)，用100mL甲苯萃取分层，过滤，蒸馏得20.7g1-硝基甲基-4-三氟甲基苯，含量96.9％(液相色谱，外标法)。
实施例2中间体1-硝基甲基-4-三氟甲基苯的制备
将18.0g(0.1mol)对氯三氟甲苯和15.2g(0.15mol)三乙胺投入250ml四口烧瓶中搅拌混合，降温至-5℃，滴入12.2g(0.2mol)硝基甲烷，滴毕保温反应2h。反应结束后加入10％盐酸溶液109.5g(0.3mol)，用100mL甲苯萃取分层，过滤，蒸馏得20.6g1-硝基甲基-4-三氟甲基苯，含量95.5％(液相色谱，外标法)。
实施例3中间体1-硝基甲基-4-三氟甲基苯的制备
将18.0g(0.1mol)对氯三氟甲苯和10.1g(0.1mol)三乙胺投入250ml四口烧瓶中搅拌混合，降温至-5℃，滴入12.2g(0.2mol)硝基甲烷，滴毕保温反应2h。反应结束后加入10％盐酸溶液109.5g(0.3mol)，用100mL甲苯萃取分层，过滤，蒸馏得20.6g1-硝基甲基-4-三氟甲基苯，含量95.4％(液相色谱，外标法)。
实施例4中间体1-硝基甲基-4-三氟甲基苯的制备
将100g甲苯溶剂、18.0g(0.1mol)对氯三氟甲苯和15.2g(0.15mol)三乙胺投入250ml四口烧瓶中搅拌混合，降温至0℃，滴入18.3g(0.3mol)硝基甲烷，滴毕保温反应3h。反应结束后加入10％盐酸溶液109.5g(0.3mol)，分层，过滤，蒸馏得20.7g1-硝基甲基-4-三氟甲基苯，含量97.5％(液相色谱，外标法)。
实施例5中间体1-硝基甲基-4-三氟甲基苯的制备
将100g甲苯溶剂、18.0g(0.1mol)对氯三氟甲苯和15.2g(0.15mol)三乙胺投入250ml四口烧瓶中搅拌混合，降温至0℃，滴入12.2g(0.2mol)硝基甲烷，滴毕保温反应2h。反应结束后加入10％盐酸溶液109.5g(0.3mol)，分层，过滤，蒸馏得20.6g1-硝基甲基-4-三氟甲基苯，含量96.3％(液相色谱，外标法)。
实施例6中间体1-硝基甲基-4-三氟甲基苯的制备
将1000g甲苯溶剂、180.5g(1mol)对氯三氟甲苯和101.2g(1mol)三乙胺投入2500ml四口烧瓶中搅拌混合，降温至0℃，滴入73.2g(1.2mol)硝基甲烷，滴毕保温反应2h。反应结束后加入10％盐酸溶液1095g(3mol)，分层，过滤，蒸馏得205.1g1-硝基甲基-4-三氟甲基苯，含量96.1％(液相色谱，外标法)。
实施例7目标产物对三氟甲基苯甲醛的制备
取21.8g(0.1mol)中间体1-硝基甲基-4-三氟甲基苯和60mL甲醇投入250ml四口烧瓶中搅拌混合，6h内匀速通入9.6g(0.2mol)臭氧，温度不超过40℃。反应完毕用100mL乙酸乙酯萃取反应液，水洗萃取液，无水硫酸钠干燥。有机相脱溶后采用不锈钢高效填料塔真空精馏得目标产物17.6g无色油状液体对三氟甲基苯甲醛，含量99.5％(液相色谱，外标法)，总收率96.5％(以对氯三氟甲苯计)。
实施例8目标产物对三氟甲基苯甲醛的制备
取21.8g(0.1mol)中间体1-硝基甲基-4-三氟甲基苯和60mL甲醇投入250ml四口烧瓶中搅拌混合，3h内匀速通入9.6g(0.2mol)臭氧，温度不超过40℃。反应完毕用100mL乙酸乙酯萃取反应液，水洗萃取液，无水硫酸钠干燥。有机相脱溶后采用不锈钢高效填料塔真空精馏得目标产物16.7g无色油状液体对三氟甲基苯甲醛，含量98.1％(液相色谱，外标法)，总收率90.3％(以对氯三氟甲苯计)。

Claims (2)

1.一种对三氟甲基苯甲醛的制备方法，其特征在于是以对氯三氟甲苯、硝基甲烷、三乙胺为起始原料，在无溶剂或有溶剂条件下经取代反应制得中间体1-硝基甲基-4-三氟甲基苯，然后在臭氧的作用下经氧化反应制得目标产物对三氟甲基苯甲醛，
反应式为：
2.根据权利要求1所述一种对三氟甲基苯甲醛的制备方法，其特征在于取代反应制备中间体1-硝基甲基-4-三氟甲基苯时，对氯三氟甲苯︰三乙胺︰硝基甲烷的投料摩尔比＝1︰1～2︰1～6，在无溶剂条件下取代反应温度为-5℃，取代反应时间1.5～5.5h，在溶剂条件下取代反应温度为0℃，取代反应时间1.5～5.5h，所述溶剂为甲苯，溶剂质量用量为对氯三氟甲苯质量的4～8倍，取代反应结束后进行萃取、过滤、蒸馏后处理；在臭氧氧化反应制备目标产物对三氟甲基苯甲醛时，臭氧︰1-硝基甲基-4-三氟甲基苯的投料摩尔比＝2︰1，氧化反应温度为40℃，氧化反应时间2.5～8.5h，氧化反应结束后进行萃取、水洗、干燥、精馏后处理。
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