CN109400500B - 一种3-氟-4-甲基苯腈的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种3‑氟‑4‑甲基苯腈的制备方法。所述方法包括步骤：(1)使结构如式B所示的化合物和结构如式C所示的化合物经缩合得到混合物D；和(2)将混合物D与氯盐和水混合，经脱羰反应得到结构如式A所示的3‑氟‑4‑甲基苯腈。

Description

一种3-氟-4-甲基苯腈的制备方法

技术领域

本发明涉及农药中间体的合成，具体地涉及一种含氟农药中间体3-氟-4- 甲基苯腈的制备方法。

背景技术

尽管新型农药不断涌现，例如生物农药日益收到重视，手性农药的应用也有利于普遍，然而在相当长的时期内，化学农药不会退出，尤其是含氟农药可谓方兴未艾。

含氟农药选择性好、活性高、用量少、毒性低，因此目前对此的研究非常活跃，新品种还在不断开发中。

例如有记载以邻甲基苯胺为原料成功合成了农药中间体3-氟-4-甲基苯腈，主要过程是将邻甲基苯胺与浓硫酸混合后滴加硝酸，保温反应后在其中加入亚硝酸钠水溶液得到重氮液；将该重氮液加入硼氟酸溶液中得到氟化物；再将该氟化物与水和盐酸混合反应得到还原物；在该还原物中加入CuCN-KCN和上述重氮液，得到氰化物。

然而该方法需要很多步，反应路线长，还要用到硝酸，硫酸，氟硼酸等，会产生大量的废水污染；其中涉及的重氮化合物也不稳定，易爆，需要特定的耐腐蚀的设备，增加成本。

因此，本领域迫切需要提供一种成本低，适合工业化生产的3-氟-4-甲基苯腈的合成路线。

发明内容

本发明旨在提供一种新的3-氟-4-甲基苯腈的制备方法。

本发明提供了一种结构如式A所示的3-氟-4-甲基苯腈的制备方法，所述方法包括步骤：

(1)使结构如式B所示的化合物和结构如式C所示的化合物经缩合得到混合物D；和

(2)将混合物D与氯盐和水混合，经脱羰反应得到结构如式A所示的3-氟-4- 甲基苯腈；

其中，X选自氟或溴；R选自甲基、乙基、异丙基或正丁基。

在另一优选例中，步骤(1)中所述缩合反应的溶剂选自N，N-二甲基甲酰胺、 N，N-二甲基乙酰胺、二甲亚砜、N-甲基吡咯烷酮、1,3-二甲基-2-咪唑啉酮、甲苯、或二甲苯。

在另一优选例中，步骤(1)中所述缩合反应在相转移催化剂存在下进行；所述相转移试剂选自四丁基溴化铵或三辛基甲基氯化铵。

在另一优选例中，步骤(1)中所述缩合反应温度为50-150℃。

在另一优选例中，步骤(2)所述脱羰反应的溶剂选自二甲基亚砜、N-甲基吡咯烷酮、1,3-二甲基-2-咪唑啉酮、或N，N-二甲基乙酰胺。

在另一优选例中，步骤(2)中所述氯盐选自氯化钠、氯化锂、或氯化镁。

在另一优选例中，步骤(2)中所述脱羰反应温度为120-180℃。

在另一优选例中，所述X为氟。

在另一优选例中，所述结构如式C所示的化合物为丙二酸二乙酯、丙二酸二甲酯。

据此，本发明提供了一种成本低，适合工业化生产的3-氟-4-甲基苯腈的合成路线。

具体实施方式

发明人经过广泛而深入的研究，发现以

为原料，经缩合和脱羰反应便能得到3-氟-4-甲基苯腈。在此基础上，完成了本发明。

本发明涉及的化合物或混合物如下表所示：

其中，X选自氟或溴；R选自甲基、乙基、异丙基或正丁基。

具体地，本发明提供的3-氟-4-甲基苯腈制备方法包括步骤：

第一步，将化合物B和化合物C，以及相转移催化剂在溶液中混合，进行缩合反应，得到混合物D；

第二步，将混合物D在溶剂中加入氯盐和水，经脱羰反应得到化合物A。

在上述第一步中，所述的相转移催化剂为四丁基溴化铵、三辛基甲基氯化铵等等见鎓盐类催化剂。

在上述第一步中，所述溶液的溶剂为N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、二甲亚砜、N-甲基吡咯烷酮、1,3-二甲基-2-咪唑啉酮、甲苯、二甲苯等；所述溶液的溶质为碳酸钾、碳酸铯、碳酸钠等。

在上述第一步中，所述缩合反应的温度为50-150℃，优选为80-150℃，更优选为90-120℃。

在一种实施方式中，上述第一步中将化合物B、化合物C，碳酸钾、相转移催化剂和溶液中混合，进行缩合反应，得到混合物D。

在一种实施方式中，上述第一步在经缩合反应后，通过过滤、浓缩、水洗、浓缩等步骤得到混合物D。

在上述第二步中，所述溶剂为二甲基亚砜、N-甲基吡咯烷酮、1,3-二甲基 -2-咪唑啉酮、N，N-二甲基乙酰胺等。

在上述第二步中，所述氯盐为氯化钠、氯化锂、氯化镁等。

在上述第二步中，所述脱羰反应的温度为120-180℃，优选为140-180℃，更优选为150-170℃。

在一种实施方式中，上述第二步在脱羰反应后，直接加入一定质量的水经水蒸气蒸馏，得到化合物A的粗品，再经正庚烷结晶纯化得到高纯度的化合物 A。

在一种实施方式中，上述第二步在溶剂中加入混合物D和氯盐进行混合，在脱羰反应的温度下滴加水，并以滴加水的速度使温度控制在脱羰反应温度下并分出部分回流溶剂；完成反应中再滴加水进行水蒸气蒸馏，得到化合物A的粗品。

进一步地，将得到的化合物A粗品与正庚烷、正己烷、环己烷、甲基环己烷、石油醚、甲基叔丁基醚等溶剂混合，在0-3℃下结晶得到化合物A纯品。

本发明提到的上述特征，或实施例提到的特征可以任意组合。本案说明书所揭示的所有特征可与任何组合物形式并用，说明书中所揭示的各个特征，可以任何可提供相同、均等或相似目的的替代性特征取代。因此除有特别说明，所揭示的特征仅为均等或相似特征的一般性例子。

本发明的主要优点在于：

1、本发明提供的制备方法原料易得，操作简单，后处理方便且纯度高，综合收率具有一定的竞争力。

2、本发明提供的制备方法规避使用硫酸，硝酸，氟硼酸等腐蚀性物质，在设备要求与环保方面优越于现有技术很多。

3、本发明提供的制备方法在安全性方面更好。

4、本发明提供的制备方法步骤少，成本低；适合大规模生产。

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件或按照制造厂商所建议的条件。除非另外说明，否则所有的百分数、比率、比例、或份数按重量计。本发明中的重量体积百分比中的单位是本领域技术人员所熟知的，例如是指在100毫升的溶液中溶质的重量。除非另行定义，文中所使用的所有专业与科学用语与本领域熟练人员所熟悉的意义相同。此外，任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本发明方法中。文中所述的较佳实施方法与材料仅作示范之用。

实施例

向一20L反应釜中加入化合物B 3400g，化合物C 8190g，碳酸钾7051g，相转移催化剂(四丁基溴化铵)175g，N，N-二甲基甲酰胺11L，氮气保护，搅拌，升温至100℃，并控温在100±5℃之间反应，反应完毕，过滤，滤饼打浆，合并滤液浓缩，水洗，脱溶得到油状混合物D6420g，投入下一步反应。

将上一步骤所得的混合化合物D的粗产品200g加入到400mL二甲基亚砜中，加入氯化钠固体167.9g,氮气保护，搅拌，升温至160℃，开始滴加25.8g 的水，根据控温在160±5℃之间的指标来控制滴加水的速度以及分出部分回流的溶剂，反应完毕，滴加300mL的水进行水蒸气蒸馏，收集油状物层，加入 50mL的正庚烷，搅拌全溶，降温至0-3℃下结晶析出，过滤，干燥得纯品A 50g。第一步，第二步及纯化总收率48％左右,含量99.7％。

¹HNMR(400MHz,CDCl₃)δ7.53–7.48(m,2H),7.10(t,J＝8.8Hz,1H),2.32(d,J ＝2.0Hz,3H).

MS(EI)m/z:135(M+),115,108,81,57,50,31.

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用以限定本发明的实质技术内容范围，本发明的实质技术内容是广义地定义于申请的权利要求范围中，任何他人完成的技术实体或方法，若是与申请的权利要求范围所定义的完全相同，也或是一种等效的变更，均将被视为涵盖于该权利要求范围之中。

Claims (6)

1.一种结构如式A所示的3-氟-4-甲基苯腈的制备方法，其特征在于，所述方法包括步骤：

(1)使结构如式B所示的化合物和结构如式C所示的化合物以及四丁基溴化铵或三辛基甲基氯化铵在溶液中混合，经缩合反应得到混合物D；

(2)将混合物D与氯盐和水混合，经脱羰反应得到结构如式A所示的3-氟-4-甲基苯腈；

其中，X选自氟；R选自甲基、乙基、异丙基或正丁基；

步骤(1)中所述溶液的溶剂选自N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、二甲亚砜、N-甲基吡咯烷酮、1,3-二甲基-2-咪唑啉酮、甲苯、或二甲苯；所述溶液的溶质为碳酸钾、碳酸铯或碳酸钠。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述缩合反应温度为50-150℃。

3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述脱羰反应的溶剂选自二甲基亚砜、N-甲基吡咯烷酮、1,3-二甲基-2-咪唑啉酮、或N，N-二甲基乙酰胺。

4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述氯盐选自氯化钠、氯化锂、或氯化镁。

5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述脱羰反应温度为120-180℃。

6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述结构如式C所示的化合物为丙二酸二乙酯或 丙二酸二甲酯。