CN114874080A - 一种4,4’-二氟二苯甲酮的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种4,4’‑二氟二苯甲酮的制备方法，包括，以4‑溴氟苯为起始原料，与镁粉反应制备4‑氟苯基溴化镁；将4‑氟苯基溴化镁与甲酸乙酯反应，制得4,4’‑二氟二苯甲醇，用双氧水溴化钠体系氧化4,4’‑二氟二苯甲醇，得到目标产物4,4’‑二氟二苯甲酮。本发明反应选择性高、所获产品4,4’‑二氟二苯甲酮纯度高、环境污染小、收率高、成本低的制备方法，工业生产前景广阔。
Description
技术领域
本发明属于化工合成领域，具体涉及到一种4,4’-二氟二苯甲酮的制备方法。
背景技术
4,4’-二氟二苯甲酮，英文名称4,4’-difluoro-benzophenon，简称DFBP，是一种非常重要的合成芳香族热塑性特种工程塑料(如聚醚酮、聚醚醚酮、聚醚醚酮酮、聚芳醚酮腈、聚芳醚酮、聚芳醚酮酚等)的重要原料，用于制造航空航天和汽车等重要部件。DFBP也是一种重要的医药原料，如可用于合成新型强效脑血管扩张药物氟苯桂嗪、抗二型糖尿病药物地格列汀，以及合成治疗老年神经性痴呆症药物都可喜等药物。
目前，随着聚醚醚酮树脂在汽车、电子、机械等领域的广泛应用，以及相关药物的市场需求逐年增加，DFBP具有极其广泛的应用市场。
近年来国内外对DFBP的合成技术进行了广泛的研究，发展出了DFBP众多的合成工艺。根据各种工艺的合成原理，大致可分为Friedel-Crafts反应法、氧化羰基化法、4,4’-二取代基二苯甲酮氟化法等方法。
通过研究现有的DFBP的合成方法，都存在一定的不足和缺陷。Friedel-Crafts反应法工艺需要用到大量的三氯化铝等催化剂，反应和后处理过程产生大量的HCl气体，对生产设备腐蚀严重，所用溶剂四氯化碳会对环境造成严重的污染，另外Friedel-Crafts反应法工艺不可避免的会有相当一部分副产物生成，提高了后续分离纯化的难度。4,4’-二取代基二苯甲酮氟化法一般需重氮化反应，亦会产生大量的有害气体污染环境，且重氮盐具有爆炸的危险。
针对现有技术存在的问题，避免有毒有害化学品对环境的污染，提高4,4’-二氟二苯甲酮生产工艺安全性，本发明提出一种4,4’-二氟二苯甲酮新的合成方法。
发明内容
本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
鉴于上述和/或现有技术中存在的问题，提出了本发明。
因此，本发明的目的是，克服现有技术中的不足，提供一种4,4’-二氟二苯甲酮的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：一种4,4’-二氟二苯甲酮的制备方法，包括，
以4-溴氟苯为起始原料，与镁粉反应制备4-氟苯基溴化镁；
将4-氟苯基溴化镁与甲酸乙酯反应，制得4,4’-二氟二苯甲醇，在双氧水溴化钠体系中氧化4,4’-二氟二苯甲醇，得到目标产物4,4’-二氟二苯甲酮。
作为本发明所述4,4’-二氟二苯甲酮的制备方法的一种优选方案，其中：所述4-氟苯基溴化镁，其制备方法包括，
将4-溴氟苯和镁粉在无水四氢呋喃中，碘引发反应，回流反应制备4-氟苯基溴化镁。
作为本发明所述4,4’-二氟二苯甲酮的制备方法的一种优选方案，其中：所述4-溴氟苯和镁粉摩尔比为1:0.9～1.1，反应温度50～70℃。
作为本发明所述4,4’-二氟二苯甲酮的制备方法的一种优选方案，其中：所述4-溴氟苯和镁粉摩尔比优选1:1，反应温度为优选66～70℃。
作为本发明所述4,4’-二氟二苯甲酮的制备方法的一种优选方案，其中：所述将4-氟苯基溴化镁与甲酸乙酯反应得4,4’-二氟二苯甲醇，其中，反应过程为将甲酸乙酯滴加到4-氟苯基溴化镁的四氢呋喃溶液中，4-氟苯基溴化镁和甲酸乙酯摩尔比为2:1；反应温度为-100～0℃。
作为本发明所述4,4’-二氟二苯甲酮的制备方法的一种优选方案，其中：所述将4-氟苯基溴化镁与甲酸乙酯反应得4,4’-二氟二苯甲醇，其中4-氟苯基溴化镁和甲酸乙酯摩尔比为2:1，反应温度优选为-10～0℃。
作为本发明所述4,4’-二氟二苯甲酮的制备方法的一种优选方案，其中：所述将4-氟苯基溴化镁与甲酸乙酯反应，还包括，
反应结束后，升温至20～25℃，慢慢向反应液中加入饱和氯化铵水溶液200mL淬灭反应，加完搅拌10分钟后静置分层，分取上层有机相，水相用二氯甲烷100mL×2提取；
合并有机相，加入无水硫酸钠干燥，过滤掉干燥剂，所得有机相减压浓缩脱溶，残留物中加入正己烷，搅拌2小时后过滤，烘干后得白色固体，即得4,4’-二氟二苯甲醇。
作为本发明所述4,4’-二氟二苯甲酮的制备方法的一种优选方案，其中：所述在双氧水溴化钠体系中氧化4,4’-二氟二苯甲醇，包括，
反应瓶中加入4,4’-二氟二苯甲醇和乙酸，搅拌，再加入溴化钠水溶液、30％双氧水，升温至60℃搅拌反应1小时，再加入30％双氧水，控温60℃搅拌反应1小时；
通过GC检测反应液中产物4,4’-二氟二苯甲酮峰面积不再增加，反应结束，降温至25℃以下，向反应液中加入饱和碳酸钠水溶液调节pH至7，再加入保险粉处理至用淀粉碘化钾试纸不变蓝，二氯甲烷提取，浓缩，用乙醇重结晶精制，即得4,4’-二氟二苯甲酮。
作为本发明所述4,4’-二氟二苯甲酮的制备方法的一种优选方案，其中：所述4,4’-二氟二苯甲酮收率90％达以上，纯度99.9％达以上。
本发明有益效果：
本发明针对4,4’-二氟二苯甲酮制备方法存在的原料不易获得、污染环境、腐蚀设备严重、危险性高、收率偏低以及4,4’-二氟二苯甲酮纯度不高等缺陷，提出了一种工艺简单易行，反应选择性高、所获产品4,4’-二氟二苯甲酮纯度高、环境污染小、收率高、成本低的制备方法，工业生产前景广阔。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
图1为本发明实施例5中制得的4,4’-二氟二苯甲酮核磁氢谱图；
图2为本发明实施例5中制得的4,4’-二氟二苯甲酮核磁碳谱图；
图3为本发明实施例5中制得的4,4’-二氟二苯甲酮液相谱图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书实施例对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
本发明4,4’-二氟二苯甲酮的制备方法，其反应式为：
实施例1
(1)4-氟苯基溴化镁(四氢呋喃溶液)的制备
于1L反应瓶中，氮气保护，加入镁粉14.6g(0.6mol，1.0eq)，碘粒1粒，加热至碘挥发充满反应瓶，开始滴加少许混合液(4-溴氟苯105g(0.6mol，1.0eq)+无水四氢呋喃80mL)引发反应，再控温50℃继续滴加剩余混合液，滴完，控温50℃反应4小时(镁粉完全溶解)；
向反应液中补加无水四氢呋喃至总体积600mL，搅拌均匀，冷却至室温备用。
(2)4,4’-二氟二苯甲醇的制备
于1L反应瓶中，氮气保护，将(1)所得4-氟苯基溴化镁四氢呋喃溶液降温至-100℃，开始滴加甲酸乙酯22.2g(0.3mol，0.5eq)，滴完继续控温-100℃搅拌反应3小时；
GC检测反应液中产物4,4’-二氟二苯甲醇峰面积不再增加，停止反应；
升温至20～25℃，慢慢向反应液中加入饱和氯化铵水溶液200mL淬灭反应。加完搅拌10分钟后静置分层，分取上层有机相，水相用二氯甲烷100mL×2提取；
合并有机相，加入无水硫酸钠干燥；
过滤掉干燥剂，所得有机相减压浓缩脱溶，残留物中加入正己烷250mL，搅拌2小时后过滤，烘干后得白色固体，4,4’-二氟二苯甲醇59.5g，收率90.0％。
实施例2(回流反应温度增加，导致收率增加)
(1)4-氟苯基溴化镁(四氢呋喃溶液)的制备
于1L反应瓶中，氮气保护，加入镁粉14.6g(0.6mol，1.0eq)，碘粒1粒，加热至碘挥发充满反应瓶，开始滴加少许混合液(4-溴氟苯105g(0.6mol，1.0eq)+无水四氢呋喃80mL)引发反应，再控温66～70℃(回流)继续滴加剩余混合液，滴完，控温控温66～70℃(回流)反应4小时(镁粉完全溶解)；
向反应液中补加无水四氢呋喃至总体积600mL，搅拌均匀，冷却至室温备用。
(2)4,4’-二氟二苯甲醇的制备
于1L反应瓶中，氮气保护，将(1)所得4-氟苯基溴化镁四氢呋喃溶液降温至-100℃，开始滴加甲酸乙酯22.2g(0.3mol，0.5eq)，滴完继续控温-100℃搅拌反应3小时；
GC检测反应液中产物4,4’-二氟二苯甲醇峰面积不再增加，停止反应；
升温至20～25℃，慢慢向反应液中加入饱和氯化铵水溶液200mL淬灭反应；
加完搅拌10分钟后静置分层，分取上层有机相，水相用二氯甲烷100mL×2提取；
合并有机相，加入无水硫酸钠干燥；过滤掉干燥剂，所得有机相减压浓缩脱溶，残留物中加入正己烷250mL，搅拌2小时后过滤，烘干后得白色固体，4,4’-二氟二苯甲醇60.8g，收率92.0％。
实施例3
(1)4-氟苯基溴化镁(四氢呋喃溶液)的制备
于1L反应瓶中，氮气保护，加入镁粉13.1g(0.54mol，0.9eq)，碘粒1粒，加热至碘挥发充满反应瓶，开始滴加少许混合液(4-溴氟苯105g(0.6mol，1.0eq)+无水四氢呋喃80mL)引发反应，再控温66～70℃(回流)继续滴加剩余混合液，滴完，控温控温66～70℃(回流)搅拌反应4小时(镁粉完全溶解)；向反应液中补加无水四氢呋喃至总体积600mL，搅拌均匀，冷却至室温备用。
(2)4,4’-二氟二苯甲醇的制备
于1L反应瓶中，氮气保护，将步骤一所得4-氟苯基溴化镁四氢呋喃溶液降温至-100℃，开始滴加甲酸乙酯20.0g(0.27mol，0.5eq)，滴完继续控温-100℃搅拌反应3小时；
GC检测反应液中产物4,4’-二氟二苯甲醇峰面积不再增加，停止反应；
升温至20～25℃，慢慢向反应液中加入饱和氯化铵水溶液200mL淬灭反应；加完搅拌10分钟后静置分层，分取上层有机相，水相用二氯甲烷100mL×2提取；
合并有机相，加入无水硫酸钠干燥。过滤掉干燥剂，所得有机相减压浓缩脱溶，残留物中加入正己烷250mL，搅拌2小时后过滤，烘干后得白色固体，4,4’-二氟二苯甲醇50.6g，收率85.1％。
实施例4
(1)4-氟苯基溴化镁(四氢呋喃溶液)的制备
于1L反应瓶中，氮气保护，加入镁粉16.1g(0.66mol，1.1eq)，碘粒1粒，加热至碘挥发充满反应瓶，开始滴加少许混合液(4-溴氟苯105g(0.6mol，1.0eq)+无水四氢呋喃80mL)引发反应，再控温66～70℃(回流)继续滴加剩余混合液，滴完，控温控温66～70℃(回流)搅拌反应4小时(少量镁粉残留，未完全溶解)，至镁粉全部溶解。向反应液中补加无水四氢呋喃至总体积600mL，搅拌均匀，冷却至室温备用。
(2)4,4’-二氟二苯甲醇的制备
于1L反应瓶中，氮气保护，将步骤(1)所得4-氟苯基溴化镁四氢呋喃溶液降温至-100℃，开始滴加甲酸乙酯22.2g(0.3mol，0.5eq)，滴完继续控温-100℃搅拌反应3小时；
GC检测反应液中产物4,4’-二氟二苯甲醇峰面积不再增加，停止反应；
升温至20～25℃，慢慢向反应液中加入饱和氯化铵水溶液200mL淬灭反应。加完搅拌10分钟后静置分层，分取上层有机相，水相用二氯甲烷100mL×2提取。
合并有机相，加入无水硫酸钠干燥。过滤掉干燥剂，所得有机相减压浓缩脱溶，残留物中加入正己烷250mL，搅拌2小时后过滤，烘干后得白色固体，4,4’-二氟二苯甲醇60.9g，收率92.2％。
实施例5
(1)4-氟苯基溴化镁(四氢呋喃溶液)的制备
于1L反应瓶中，氮气保护，加入镁粉14.6g(0.6mol，1.0eq)，碘粒1粒，加热至碘挥发充满反应瓶，开始滴加少许混合液(4-溴氟苯105g(0.6mol，1.0eq)+无水四氢呋喃80mL)引发反应，再控温66～70℃(回流)继续滴加剩余混合液，滴完，控温控温66～70℃(回流)反应4小时(镁粉完全溶解)；
向反应液中补加无水四氢呋喃至总体积600mL，搅拌均匀，冷却至室温备用。
(2)4,4’-二氟二苯甲醇的制备
于1L反应瓶中，氮气保护，将步骤(1)所得4-氟苯基溴化镁四氢呋喃溶液降温至-10℃，开始滴加甲酸乙酯22.2g(0.3mol，0.5eq)，滴完继续控温-10～0℃搅拌反应3小时；
GC检测反应液中产物4,4’-二氟二苯甲醇峰面积不再增加，停止反应；
升温至20～25℃，慢慢向反应液中加入饱和氯化铵水溶液200mL淬灭反应。加完搅拌10分钟后静置分层，分取上层有机相，水相用二氯甲烷100mL×2提取；
合并有机相，加入无水硫酸钠干燥。过滤掉干燥剂，所得有机相减压浓缩脱溶，残留物中加入正己烷250mL，搅拌2小时后过滤，烘干后得白色固体，4,4’-二氟二苯甲醇63.4g，收率96.0％。
(3)4,4’-二氟二苯甲酮的制备
于1L反应瓶中加入4,4’-二氟二苯甲醇55.1g(0.25mol，1.0eq)，乙酸500mL，搅拌，再加入溴化钠水溶液12.5mL(2mol/L，0.25mol，1.0eq)，30％双氧水25.5mL(0.25mol，1.0eq)，升温至60℃搅拌反应1小时，再加入30％双氧水25.5mL(0.25mol，1.0eq)，控温60℃搅拌反应1小时；
GC检测反应液中产物4,4’-二氟二苯甲酮峰面积不再增加，反应结束，降温至25℃以下，向反应液中加入饱和碳酸钠水溶液调节pH至7，再加入保险粉处理至用淀粉碘化钾试纸不变蓝，二氯甲烷提取，浓缩，用乙醇重结晶精制，得4,4’-二氟二苯甲酮49.7g。
测定：收率91.0％，纯度99.9％。
以4-溴氟苯计，3步反应4,4’-二氟二苯甲酮总收率为87.4％。
4,4’-二氟二苯甲酮核磁氢谱图见图1；4,4’-二氟二苯甲酮核磁碳谱图见图2；4,4’-二氟二苯甲酮液相谱图见图3。
实施例6
(1)4-氟苯基溴化镁(1mol/L四氢呋喃溶液)的制备
于10L反应瓶中，氮气保护，加入镁粉144g(6mol，1.0eq)，碘粒1g，加热至碘挥发充满反应瓶，开始滴加少许混合液(4-溴氟苯1.05Kg(6mol，1.0eq)+800mL无水四氢呋喃)引发反应，再控温66～70℃(回流)继续滴加剩余混合液，滴完，控温控温66～70℃(回流)反应4小时(镁粉完全溶解)；
向反应液中补加无水四氢呋喃至总体积6L，搅拌均匀，冷却至室温备用。
(2)4,4’-二氟二苯甲醇的制备
于10L反应瓶中，氮气保护，向步骤一所得4-氟苯基溴化镁四氢呋喃溶液降温至-10℃，开始滴加甲酸乙酯222g(3mol，0.5eq)，滴完继续控温-10～0℃搅拌反应3小时；
GC检测反应液中产物4,4’-二氟二苯甲醇峰面积不再增加，停止反应；
升温至20～25℃，慢慢向反应液中加入饱和氯化铵水溶液2L淬灭反应，加完搅拌10分钟后静置分层，分取上层有机相，水相用二氯甲烷1L×2提取；
合并有机相，加入无水硫酸钠干燥。过滤掉干燥剂，所得有机相减压浓缩脱溶，残留物中加入正己烷2.5L，搅拌2小时后过滤，烘干后得白色固体，4,4’-二氟二苯甲醇638.8g，收率96.7％。
(3)4,4’-二氟二苯甲酮的制备
于10L反应瓶中加入4,4’-二氟二苯甲醇550.6g(2.5mol，1.0eq)，乙酸5L，搅拌，再加入溴化钠水溶液1.25L(2mol/L，2.5mol，1.0eq)，30％双氧水255mL(2.5mol，1.0eq)，升温至60℃搅拌反应1小时，再加入30％双氧水255mL(2.5mol，1.0eq)，控温60℃搅拌反应1小时；
GC检测反应液中产物4,4’-二氟二苯甲酮峰面积不再增加，反应结束，降温至25℃以下，向反应液中加入饱和碳酸钠水溶液调节pH至7，再加入保险粉处理至用淀粉碘化钾试纸不变蓝，二氯甲烷提取，浓缩，用乙醇重结晶精制，得4,4’-二氟二苯甲酮500.2g；
测定：收率91.7％，纯度99.9％。
以4-溴氟苯计，3步反应4,4’-二氟二苯甲酮总收率为88.7％。
本发明原辅料更加清洁，避免使用现有已知技术中高污染、强腐蚀性等对环境污染大的原辅料；所获产品纯度高，经简单重结晶精制纯度即可达到99.9％以上。
本发明针对4,4’-二氟二苯甲酮制备方法存在的原料不易获得、污染环境、腐蚀设备严重、危险性高、收率偏低以及4,4’-二氟二苯甲酮纯度不高等缺陷，提出了一种工艺简单易行，反应选择性高、所获产品4,4’-二氟二苯甲酮纯度高、环境污染小、收率高、成本低的制备方法，工业生产前景广阔。
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (9)
1.一种4,4’-二氟二苯甲酮的制备方法，其特征在于：包括，
以4-溴氟苯为起始原料，与镁粉反应制备4-氟苯基溴化镁；
将4-氟苯基溴化镁与甲酸乙酯反应，制得4,4’-二氟二苯甲醇，在双氧水溴化钠体系中氧化4,4’-二氟二苯甲醇，得到目标产物4,4’-二氟二苯甲酮。
2.如权利要求1所述4,4’-二氟二苯甲酮的制备方法，其特征在于：所述4-氟苯基溴化镁，其制备方法包括，
将4-溴氟苯和镁粉在无水四氢呋喃中，碘引发反应，回流反应制备4-氟苯基溴化镁。
3.如权利要求2所述4,4’-二氟二苯甲酮的制备方法，其特征在于：所述4-溴氟苯和镁粉摩尔比为1:0.9～1.1，反应温度50～70℃。
4.如权利要求3所述4,4’-二氟二苯甲酮的制备方法，其特征在于：所述4-溴氟苯和镁粉摩尔比优选1:1，反应温度为优选66～70℃。
5.如权利要求1所述4,4’-二氟二苯甲酮的制备方法，其特征在于：所述将4-氟苯基溴化镁与甲酸乙酯反应得4,4’-二氟二苯甲醇，其中，反应过程为将甲酸乙酯滴加到4-氟苯基溴化镁的四氢呋喃溶液中，4-氟苯基溴化镁和甲酸乙酯摩尔比为2:1；反应温度为-100～0℃。
6.如权利要求5所述4,4’-二氟二苯甲酮的制备方法，其特征在于：所述将4-氟苯基溴化镁与甲酸乙酯反应得4,4’-二氟二苯甲醇，其中4-氟苯基溴化镁和甲酸乙酯摩尔比为2:1，反应温度优选为-10～0℃。
7.如权利要求5所述4,4’-二氟二苯甲酮的制备方法，其特征在于：所述将4-氟苯基溴化镁与甲酸乙酯反应，还包括，
反应结束后，升温至20～25℃，慢慢向反应液中加入饱和氯化铵水溶液200mL淬灭反应，加完搅拌10分钟后静置分层，分取上层有机相，水相用二氯甲烷100mL×2提取；
合并有机相，加入无水硫酸钠干燥，过滤掉干燥剂，所得有机相减压浓缩脱溶，残留物中加入正己烷，搅拌2小时后过滤，烘干后得白色固体，即得4,4’-二氟二苯甲醇。
8.如权利要求1所述4,4’-二氟二苯甲酮的制备方法，其特征在于：所述在双氧水溴化钠体系中氧化4,4’-二氟二苯甲醇，包括，
反应瓶中加入4,4’-二氟二苯甲醇和乙酸，搅拌，再加入溴化钠水溶液、30％双氧水，升温至60℃搅拌反应1小时，再加入30％双氧水，控温60℃搅拌反应1小时；
通过GC检测反应液中产物4,4’-二氟二苯甲酮峰面积不再增加，反应结束，降温至25℃以下，向反应液中加入饱和碳酸钠水溶液调节pH至7，再加入保险粉处理至用淀粉碘化钾试纸不变蓝，二氯甲烷提取，浓缩，用乙醇重结晶精制，即得4,4’-二氟二苯甲酮。
9.如权利要求1所述4,4’-二氟二苯甲酮的制备方法，其特征在于：所述4,4’-二氟二苯甲酮收率90％达以上，纯度99.9％达以上。
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| CN108069831A (zh) * | 2018-01-25 | 2018-05-25 | 上海恩氟佳科技有限公司 | 一种合成2,3-二甲基-4-氟苯酚的方法 |
| US20220024850A1 (en) * | 2019-11-01 | 2022-01-27 | Accela Chembio Co., Ltd. | Method for preparing 2-ethyl-4-fluoro-1-nitrobenzene |
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