CN107311869B - 3,4,5-三氟硝基苯的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了3,4,5‑三氟硝基苯的制备方法，涉及有机合成领域，具体包括以下步骤：在无水反应瓶中加DMSO、3,5‑二氯‑4‑氟硝基苯，开启搅拌，在减压下升温到70～90℃，搅拌，然后加KF、TBAF，减压脱水，蒸馏头没有水珠后，设定温度120℃、超声波功率：15‑30KHZ，进行反应，反应结束后，并且将超声波反应器探头插入反应体系，通过GC跟踪反应进程，反应结束后，降温到70～75℃，过滤，滤液精馏分离DMSO与产物。本发明提供的制备方法操作简单，反应快，能耗低，产物收率高。

Description

3,4,5-三氟硝基苯的制备方法
技术领域：
本发明涉及有机合成领域，具体的涉及3,4,5-三氟硝基苯的制备方法。
背景技术：
氟是最活泼的非金属元素。1886年法国学家Moissan使用电解法制氟首次获得成功。1930年美国化学家Midghey和他的助手制得新制冷剂二氟二氯甲烷、继后有“塑料王”之称的聚四氟乙烯的开发，以氟树脂、氟橡胶为主的有机氟材料突飞猛进地发展。由于有机氟化学的深入研究以及新的氟化方法的引入，发展了许多含氟精细 化学品，如药物、农药、燃料、涂料、试剂、润滑油、表面活性剂、憎水憎油剂、灭火剂和清洗剂等。
早在50年代，已将含氟甾体用作消炎剂，不但提高了生物活性，还使作用持久，这一成就引起了医学界的重视，以后一系列含氟的安定、抗癌、止痛、杀虫、抗菌、麻醉和利尿等药物的研究取得了较大的进展和成就。
3,4,5-三氟硝基苯是合成含氟药物的中间体，其在25℃的密度为 1.517g/mL，闪电167°F，室温下储藏，淡黄色透明液体，但是在研究其制备的过程中遇到了难题，在氟化反应中，是有机与无机的表面接触，加入PTC后，会有效的改善邻、对位的氟化问题，但是间位的氟化问题不能解决，从而使得 3,4,5-三氟硝基苯的收率较低，合成周期长。
发明内容：
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供3,4,5-三氟硝基苯的一种新的制备方法，其能耗低，反应周期短，产品收率高。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
3,4,5-三氟硝基苯的制备方法，包括以下步骤：
(1)在无水反应瓶中加入220-240g DMSO、120g 3,5-二氯-4-氟硝基苯，开启搅拌机，在减压升温至70-90℃，搅拌1-3h；
(2)搅拌结束后，往反应瓶中加入83g KF、10-13g TBAF，减压脱水1-4h；
(3)待蒸馏头没有水珠后，升温至120℃，超声波功率15-30KHZ下反应，通过GC跟踪反应进程，1-2.5小时后反应结束，然后冷却至70-75℃，趁热过滤，滤液精馏分离得到DMSO和3,4,5-三氟硝基苯。
优选地，3,4,5-三氟硝基苯的制备方法，包括以下步骤：
(1)在无水反应瓶中加入230-240g DMSO、120g 3,5-二氯-4-氟硝基苯，开启搅拌机，在减压升温至75-80℃，搅拌1-2h；
(2)搅拌结束后，往反应瓶中加入83g KF、10-13g TBAF，减压脱水2-4h；
(3)待蒸馏头没有水珠后，升温至120℃，超声波功率20KHZ下反应，通过GC跟踪反应进程，2-2.5小时后反应结束，然后冷却至70-75℃，趁热过滤，滤液精馏分离得到DMSO和3,4,5-三氟硝基苯。
优选地，3,4,5-三氟硝基苯的制备方法，包括以下步骤：
(1)在无水反应瓶中加入240g DMSO、120g 3,5-二氯-4-氟硝基苯，开启搅拌机，在减压升温至75-80℃，搅拌2h；
(2)搅拌结束后，往反应瓶中加入83g KF、10-13g TBAF，减压脱水2h；
(3)待蒸馏头没有水珠后，升温至120℃，超声波功率20KHZ下反应，通过GC跟踪反应进程，2小时后反应结束，然后冷却至70-75℃，趁热过滤，滤液精馏分离得到DMSO和3,4,5-三氟硝基苯。
优选地，所述TBAF的添加量为12g。
不同的定位基团需要的PTC不同，硝基的邻、对位一般的PTC即可满足氟化的条件如：TBAB，但是间位对PTC的要求很高，需要合适的PTC，根据反应的特性，对照多次反应的平行实验，TBAF对本反应的间位氟化有最好的促进作用。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
在氟化反应中，是有机物与无机物的表面接触，加入相转移催化剂(PTC) 后，会有效的改善邻、对位的氟化问题，但是间位的氟化问题不能解决，为此，本发明采用PTC与超声处理相结合，有效促进了间位的氟化，进而使得氟化的反应快速进行；
而且本发明选择TBAF作为相转移催化剂，并合理调节其用量，有效促进了间位氟化的进行，产品收率大大提高。
具体实施方式：
为了更好的理解本发明，下面通过实施例对本发明进一步说明，实施例只用于解释本发明，不会对本发明构成任何的限定。
实施例1
3,4,5-三氟硝基苯的制备方法，包括以下步骤：
(1)在无水反应瓶中加入220g DMSO、120g 3,5-二氯-4-氟硝基苯，开启搅拌机，在减压升温至70℃，搅拌3h；
(2)搅拌结束后，往反应瓶中加入83g KF、10g TBAF，减压脱水1-4h；
(3)待蒸馏头没有水珠后，升温至120℃，超声波功率15KHZ下反应，通过GC跟踪反应进程，2.5小时后反应结束，然后冷却至70-75℃，趁热过滤，滤液精馏分离得到DMSO和3,4,5-三氟硝基苯。
经检测，产品的收率为97.8％。
实施例2
3,4,5-三氟硝基苯的制备方法，包括以下步骤：
(1)在无水反应瓶中加入240g DMSO、120g 3,5-二氯-4-氟硝基苯，开启搅拌机，在减压升温至75-80℃，搅拌2h；
(2)搅拌结束后，往反应瓶中加入83g KF、12g TBAF，减压脱水2h；
(3)待蒸馏头没有水珠后，升温至120℃，超声波功率20KHZ下反应，通过GC跟踪反应进程，2小时后反应结束，然后冷却至70-75℃，趁热过滤，滤液精馏分离得到DMSO和3,4,5-三氟硝基苯。
经检测，产品的收率为98.9％
实施例3
3,4,5-三氟硝基苯的制备方法，包括以下步骤：
(1)在无水反应瓶中加入240g DMSO、120g 3,5-二氯-4-氟硝基苯，开启搅拌机，在减压升温至90℃，搅拌3h；
(2)搅拌结束后，往反应瓶中加入83g KF、13g TBAF，减压脱水4h；
(3)待蒸馏头没有水珠后，升温至120℃，超声波功率30KHZ下反应，通过GC跟踪反应进程，2小时后反应结束，然后冷却至70-75℃，趁热过滤，滤液精馏分离得到DMSO和3,4,5-三氟硝基苯。经检测，产品的收率为97.3％
实施例4
3,4,5-三氟硝基苯的制备方法，包括以下步骤：
(1)在无水反应瓶中加入240g DMSO、120g 3,5-二氯-4-氟硝基苯，开启搅拌机，在减压升温至80℃，搅拌2h；
(2)搅拌结束后，往反应瓶中加入83g KF、11g TBAF，减压脱水3h；
(3)待蒸馏头没有水珠后，升温至120℃，超声波功率25KHZ下反应，通过GC跟踪反应进程，2小时后反应结束，然后冷却至70-75℃，趁热过滤，滤液精馏分离得到DMSO和3,4,5-三氟硝基苯。经检测，产品的收率为98.2％
对比例1
3,4,5-三氟硝基苯的制备方法，包括以下步骤：
(1)在无水反应瓶中加入240g DMSO、120g 3,5-二氯-4-氟硝基苯，开启搅拌机，在减压升温至75-80℃，搅拌2h；
(2)搅拌结束后，往反应瓶中加入83g KF、12g TBAF，减压脱水2h；
(3)待蒸馏头没有水珠后，升温至120℃反应，通过GC跟踪反应进程，4 小时后反应结束，然后冷却至70-75℃，趁热过滤，滤液精馏分离得到DMSO和 3,4,5-三氟硝基苯。经检测，产品的收率为46.5％。
对比例2
3,4,5-三氟硝基苯的制备方法，包括以下步骤：
(1)在无水反应瓶中加入240g DMSO、120g 3,5-二氯-4-氟硝基苯，开启搅拌机，在减压升温至75-80℃，搅拌2h；
(2)搅拌结束后，往反应瓶中加入83g KF、12g TBAB，减压脱水2h；
(3)待蒸馏头没有水珠后，升温至120℃，超声波功率20KHZ下反应，通过GC跟踪反应进程，4小时后反应结束，然后冷却至70-75℃，趁热过滤，滤液精馏分离得到DMSO和3,4,5-三氟硝基苯。经检测，产品的收率为55.8％。

Claims (3)

1.3,4,5-三氟硝基苯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)在无水反应瓶中加入220-240g DMSO、120g 3,5-二氯-4-氟硝基苯，开启搅拌机，在减压升温至70-90℃，搅拌1-3h；
(2)搅拌结束后，往反应瓶中加入83g KF、12g TBAF，减压脱水1-4h；
(3)待蒸馏头没有水珠后，升温至120℃，超声波功率15-30KHZ下反应，通过GC跟踪反应进程，1-2.5小时后反应结束，然后冷却至70-75℃，趁热过滤，滤液精馏分离得到DMSO和3,4,5-三氟硝基苯。
2.如权利要求1所述的3,4,5-三氟硝基苯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)在无水反应瓶中加入230-240g DMSO、120g 3,5-二氯-4-氟硝基苯，开启搅拌机，在减压升温至75-80℃，搅拌1-2h；
(2)搅拌结束后，往反应瓶中加入83g KF、12g TBAF，减压脱水2-4h；
(3)待蒸馏头没有水珠后，升温至120℃，超声波功率20KHZ下反应，通过GC跟踪反应进程，2-2.5小时后反应结束，然后冷却至70-75℃，趁热过滤，滤液精馏分离得到DMSO和3,4,5-三氟硝基苯。
3.如权利要求1所述的3,4,5-三氟硝基苯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)在无水反应瓶中加入240g DMSO、120g 3,5-二氯-4-氟硝基苯，开启搅拌机，在减压升温至75-80℃，搅拌2h；
(2)搅拌结束后，往反应瓶中加入83g KF、12g TBAF，减压脱水2h；
(3)待蒸馏头没有水珠后，升温至120℃，超声波功率20KHZ下反应，通过GC跟踪反应进程，2小时后反应结束，然后冷却至70-75℃，趁热过滤，滤液精馏分离得到DMSO和3,4,5-三氟硝基苯。
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