CN115677522A - 一种邻三氟甲基苯甲酰胺及其中间体的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种邻三氟甲基苯甲酰胺及其中间体的制备方法。本发明提供了一种邻三氟甲基苯腈的制备方法，其包括如下步骤：非质子极性溶剂中，将邻溴三氟甲苯和氰化亚铜进行如下所示的氰化取代反应，得到所述的邻三氟甲基苯腈。本发明以企业生产间三氟甲基苯胺时产生的副产物邻三氟甲基苯胺为原料，挖掘了副产物的潜在价值，对副产物进行了资源化利用，且三废较少，后处理简单，制备过程中产生的副产物溴化亚铜可回收利用。
Description
技术领域
本发明涉及一种邻三氟甲基苯甲酰胺及其中间体的制备方法。
背景技术
邻三氟甲基苯甲酰胺为白色固体，是重要的含氟精细化工中间体。邻三氟甲基苯甲酰胺合成方法国内外文献报道较少，目前合成该中间体的方法主要是以邻三氟甲基苯甲酸为原料，与氯化亚砜经酰化反应得到邻三氟甲基苯甲酰氯，再与氨进行酰胺化反应得到邻三氟甲基苯甲酰胺，该方法所用起始原料邻三氟甲基苯甲酸价格高，酰化反应和酰胺化反应三废产生多，不利于环保。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是现有的制备方法中原料价格高，酰化反应和酰胺化反应三废产生多，不利于环保，为此，本发明提供了一种邻三氟甲基苯甲酰胺及其中间体的制备方法。本方法以邻三氟甲基苯胺为原料，与氢溴酸、溴化亚铜进行桑德迈尔溴代反应生成邻溴三氟甲苯、再与氰化试剂进行氰化取代反应生成邻三氟甲基苯腈、最后与过氧化氢进行水解反应生成邻三氟甲基苯甲酰胺，纯度99.6％以上。本方法所用原料为生产间三氟甲基苯胺时产生的副产物，制备过程中产生的三废较少，且后处理简单，溴代反应的副产物溴化亚铜可回收利用，适用于工业化生产。
本发明通过以下技术方案解决上述的技术问题。
本发明提供了一种邻三氟甲基苯腈的制备方法，其包括如下步骤：非质子极性溶剂中，将邻溴三氟甲苯和氰化亚铜进行如下所示的氰化取代反应，得到所述的邻三氟甲基苯腈；
所述的氰化取代反应中，所述的非质子极性溶剂可为酰胺类溶剂和/或亚砜类溶剂；所述酰胺类溶剂优选N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺或N-甲基吡咯烷酮；所述亚砜类溶剂优选二甲亚砜；所述非质子极性溶剂可为二甲亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺或N-甲基吡咯烷酮，例如N,N-二甲基甲酰胺或二甲亚砜。
所述的氰化取代反应中，所述的反应的温度可为140℃～200℃，优选150℃～190℃。
所述的氰化取代反应中，所述的非质子极性溶剂与所述的邻溴三氟甲苯的体积比可为本领域此类反应常规的体积比，优选(1～3)：1，更优选(1～1.5):1，例如1.1:1或1.4:1。
所述的氰化取代反应中，所述的氰化亚铜与所述的邻溴三氟甲苯的摩尔比可为(1.0～1.1):1，优选(1.0～1.06):1，例如1.03或1.06。
所述的氰化取代反应中，所述的反应的温度可为回流温度。
所述的氰化取代反应，还可包括后处理，所述的后处理包括下述步骤：抽滤、蒸馏、精馏。
所述的邻三氟甲基苯腈的制备方法，还可进一步包括如下步骤：将邻三氟甲基苯胺的重氮盐溶液与溴化亚铜、氢溴酸进行如下所示的溴代反应，得到所述的邻溴三氟甲苯；
所述的溴代反应中，所述的邻三氟甲基苯胺的重氮盐溶液由邻三氟甲基苯胺、氢溴酸和亚硝酸钠混合得到。
所述的溴代反应中，所述的混合可进一步包括如下步骤：将亚硝酸钠滴加到混合溶液A中；所述的混合溶液A为邻三氟甲基苯胺与氢溴酸的混合溶液。
所述的溴代反应中，所述的滴加的温度可为-5℃～5℃，优选0℃。
所述的溴代反应中，所述的亚硝酸钠与邻三氟甲基苯胺的摩尔比可为(1.05～1.1):1，例如1.05:1或1.1:1。
所述的溴代反应中，所述的亚硝酸钠可为亚硝酸钠的水溶液，其质量浓度可为20％～40％，例如30％。
所述的溴代反应中，所述的氢溴酸的质量浓度可为30％～50％，例如40％。
所述的溴代反应中，所述的氢溴酸与所述的邻三氟甲基苯胺的摩尔比可为(3.0～4.0):1，例如3.5:1或3.9:1。
所述的溴代反应中，所述的溴化亚铜与所述的邻三氟甲基苯胺的摩尔比可为(0.15～0.50):1，优选(0.2～0.4):1，例如0.2:1。
所述的溴代反应中，所述的溴化亚铜可为氰化取代反应中产生的副产物溴化亚铜。
所述的溴代反应中，所述的邻三氟甲基苯胺与所述氢溴酸的摩尔比可为(3～4):1，例如3.5:1。
所述的溴代反应中，所述的溴代反应的温度可为室温。
所述的溴代反应，还可包括后处理，所述的后处理包括下述步骤：分液、碱洗、水洗、蒸馏。
本发明提供了一种邻三氟甲基苯甲酰胺的制备方法，其包括如下步骤：
(1)将邻三氟甲基苯胺的重氮盐溶液
与溴化亚铜、氢溴酸进行如下所示的溴代反应，得到如下所示的邻溴三氟甲苯，
(2)有机溶剂中，将步骤(1)中所得的邻溴三氟甲苯和氰化亚铜进行如下所示的氰化取代反应，得到如下所示的邻三氟甲基苯腈，
(3)溶剂中，在碱存在下，将步骤(2)中所得的邻三氟甲基苯腈在过氧化氢存在下进行如下所示的水解反应，得到如下所示的邻三氟甲基苯甲酰胺；
所述的溴代反应的反应条件如前所述。
所述的氰化取代反应中，所述的有机溶剂为非质子极性溶剂。
所述氰化取代反应的其他反应条件如前所述。
所述的水解反应中，所述的反应的pH可为10～13。
所述的水解反应中，所述的过氧化氢的质量浓度可为30％～50％，例如30％或50％。
所述的水解反应中，所述的过氧化氢与所述的邻三氟甲基苯腈摩尔比可为(2～3):1，例如2.5:1。
所述的水解反应中，所述的碱可为本领域常规使用的碱，优选氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸锂、碳酸钠或碳酸钾，例如氢氧化钠。
所述的水解反应中，所述的过氧化氢的加入时间可为4h～8h，例如4h～5h。水解反应为两相反应，反应需要一定的传质时间。若过氧化氢水溶液加料过快，过氧化氢来不及和邻三氟甲基苯腈反应，会自身分解，造成原料浪费。
所述的水解反应中，所述的反应的温度可为30℃～90℃，例如30℃～50℃。
所述的水解反应中，所述的溶剂可为水。部分所述的溶剂可与所述的碱形成碱溶液使用。所述的碱溶液质量浓度优选为20％～40％，例如30％。
所述的水解反应，还可包括如下后处理步骤：过滤，干燥。
本发明中，“室温”指“20～40℃”。
在不违背本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。
本发明所用试剂和原料均市售可得。
本发明的积极进步效果在于：
(1)本发明提供了一种邻三氟甲基苯甲酰胺及其中间体的制备方法，本发明以企业生产间三氟甲基苯胺时产生的副产物邻三氟甲基苯胺为原料，挖掘了副产物的潜在价值，对副产物进行了资源化利用。
(2)本发明的方法三废较少，且后处理简单，制备过程中产生的副产物溴化亚铜可回收利用。
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件，或按照商品说明书选择。
实施例1
(1)桑德迈尔溴代反应
重氮盐溶液的制备：在室温和搅拌下向500mL氢溴酸(40％)中缓慢加入154g邻三氟甲基苯胺，加完后冷却至0℃。231g亚硝酸钠溶液(30％)在搅拌下缓慢滴加到反应体系中，1.5h滴完，并使反应温度不超过5℃。滴加完毕后继续搅拌20min，保温待用。
向1L四口瓶中加入27g溴化亚铜，40mL氢溴酸(40％)，室温下剧烈搅拌，将上述重氮盐溶液加到四口反应瓶中，反应有大量气体产生。重氮盐溶液加完后继续搅拌20min，分液，上层水相去回收氢溴酸，下层有机相碱洗至中性、再水洗、蒸馏后得邻溴三氟甲苯195g，含量99％，收率90％，1H NMR(CDCl3):δ＝7.11-7.18(m,2H),7.36(d,1H),7.48(d,1H)。
(2)氰化取代反应
将制备的邻溴三氟甲苯90g溶于80mL N,N-二甲基甲酰胺中，加入氰化亚铜37g，搅拌加热回流下反应8h，反应完毕后冷却至室温，抽滤，滤饼为副产物溴化亚铜，滤液经蒸馏、精馏脱溶后得无色液体邻三氟甲基苯腈65g，含量99.7％，收率95％，1H NMR(CDCl3):δ＝7.11-7.17(m,2H),7.36-7.49(m,2H)。
(3)水解反应
将制备的邻三氟甲基苯腈84g加入四口烧瓶内，搅拌下向烧瓶内缓慢滴加139g(30％)过氧化氢水溶液，反应中用(30％)氢氧化钠水溶液调节反应体系pH在10～13，反应放热，控制反应温度在30～50℃，约5h过氧化氢水溶液滴加完毕，反应有大量白色针状晶体生成。停止反应，过滤，滤饼烘干后得白色固体邻三氟甲基苯甲酰胺91g，含量99.6％，收率98％，1H NMR(CDCl3):δ＝5.86(b,2H),7.54-7.62(m,2H)，7.72(d,2H)。
实施例2
(1)桑德迈尔溴代反应
重氮盐溶液的制备：在室温和搅拌下向550mL氢溴酸(40％)中缓慢加入154g邻三氟甲基苯胺，加完后冷却至0℃。242g亚硝酸钠溶液(30％)在搅拌下缓慢滴加到反应体系中，2h滴完，并使反应温度不超过5℃。滴加完毕后继续搅拌30min，保温待用。
向1L四口瓶中加入28g实施例1中氰化取代反应的副产物溴化亚铜，40mL氢溴酸(40％)，室温下剧烈搅拌，将上述重氮盐溶液加到四口反应瓶中，反应有大量气体产生。重氮盐溶液加完后继续搅拌25min，分液，上层水相去回收氢溴酸，下层有机相碱洗至中性、再水洗、蒸馏后得邻溴三氟甲苯193g，含量99％，收率89％。
(2)氰化取代反应
将制备的邻溴三氟甲苯90g溶于60mL二甲亚砜中，加入氰化亚铜38g，搅拌加热回流下反应6h，反应完毕后冷却至室温，抽滤，滤饼为副产物溴化亚铜，滤液经蒸馏、精馏脱溶后得无色液体邻三氟甲基苯腈65.7g，含量99.8％，收率96％；
(3)水解反应
将制备的邻三氟甲基苯腈84g加入四口烧瓶内，搅拌下向烧瓶内缓慢滴加85g(50％)过氧化氢水溶液，反应中用(30％)氢氧化钠水溶液调节反应体系pH在10～13，反应放热，控制反应温度在30～50℃，约4h过氧化氢水溶液滴加完毕，反应有大量白色针状晶体生成。停止反应，过滤，滤饼烘干后得白色固体邻三氟甲基苯甲酰胺91g，含量99.6％，收率98％。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种邻三氟甲基苯腈的制备方法，其特征在于，其包括如下步骤：非质子极性溶剂中，将邻溴三氟甲苯和氰化亚铜进行如下所示的氰化取代反应，得到所述的邻三氟甲基苯腈；
2.如权利要求1所述的邻三氟甲基苯腈的制备方法，其特征在于，所述的氰化取代反应满足下述条件中的一个或多个：
(1)所述的非质子极性溶剂为酰胺类溶剂和/或亚砜类溶剂；所述酰胺类溶剂优选N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺或N-甲基吡咯烷酮；所述亚砜类溶剂优选二甲亚砜；
(2)所述的反应的温度为140℃～200℃；
(3)所述的非质子极性溶剂与所述的邻溴三氟甲苯的体积比为(1～3)：1；
(4)所述的氰化亚铜与所述的邻溴三氟甲苯的摩尔比为(1.0～1.1):1；
和(5)所述的氰化取代反应中，还包括后处理，所述的后处理包括下述步骤：抽滤、蒸馏、精馏。
3.如权利要求1所述的邻三氟甲基苯腈的制备方法，其特征在于，所述的氰化取代反应满足下述条件中的一个或多个：
(1)所述的非质子极性溶剂为二甲亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺或N-甲基吡咯烷酮；
(2)所述的反应的温度为150℃～190℃；
(3)所述的非质子极性溶剂与所述的邻溴三氟甲苯的体积比为(1～1.5)：1；
和(4)所述的氰化亚铜与所述的邻溴三氟甲苯的摩尔比为(1.0～1.06):1。
4.如权利要求1所述的邻三氟甲基苯腈的制备方法，其特征在于，所述的氰化取代反应满足下述条件中的一个或多个：
(1)所述的非质子极性溶剂为N,N-二甲基甲酰胺或二甲亚砜；
(2)所述的非质子极性溶剂与所述的邻溴三氟甲苯的体积比为1.1:1或1.4:1；
和(3)所述的氰化亚铜与所述的邻溴三氟甲苯的摩尔比为1.03或1.06。
5.如权利要求1所述的邻三氟甲基苯腈的制备方法，其特征在于，还进一步包括如下步骤：将邻三氟甲基苯胺的重氮盐溶液与溴化亚铜、氢溴酸进行如下所示的溴代反应，得到所述的邻溴三氟甲苯；
6.如权利要求5所述的邻三氟甲基苯腈的制备方法，其特征在于，所述的邻三氟甲基苯胺的重氮盐溶液由邻三氟甲基苯胺、氢溴酸和亚硝酸钠混合得到。
7.如权利要求6所述的邻三氟甲基苯腈的制备方法，其特征在于，所述的溴代反应满足下述条件中的一个或多个：
(1)所述的混合进一步包括如下步骤：将亚硝酸钠滴加到混合溶液A中；所述的混合溶液A为邻三氟甲基苯胺与氢溴酸的混合溶液；所述的滴加的温度为-5℃～5℃；优选0℃；
(2)所述的亚硝酸钠与邻三氟甲基苯胺的摩尔比为(1.05～1.1):1，例如1.05:1或1.1:1；
(3)所述的亚硝酸钠为亚硝酸钠的水溶液，其质量浓度为20％～40％，例如30％；
(4)所述的氢溴酸的质量浓度为30％～50％；例如40％；
(5)所述的氢溴酸与所述的邻三氟甲基苯胺的摩尔比为(3.0～4.0):1，例如3.5:1或3.9:1；
(6)所述的溴化亚铜与所述的邻三氟甲基苯胺的摩尔比为(0.15～0.50):1，优选(0.2～0.4):1，例如0.2:1；
(7)所述的溴化亚铜为氰化取代反应中生成的溴化亚铜；
(8)所述的邻三氟甲基苯胺与所述氢溴酸的摩尔比为(3～4):1，例如3.5:1；
(9)所述的溴代反应的温度为室温；
和(10)所述的溴代反应中，还包括后处理，所述的后处理包括下述步骤：分液、碱洗、水洗、蒸馏。
8.一种邻三氟甲基苯甲酰胺的制备方法，其特征在于，其包括如下步骤：
(1)将邻三氟甲基苯胺的重氮盐溶液与溴化亚铜、氢溴酸进行如下所示的溴代反应，得到如下所示的邻溴三氟甲苯，
(2)有机溶剂中，将步骤(1)中所得的邻溴三氟甲苯和氰化亚铜进行如下所示的氰化取代反应，得到如下所示的邻三氟甲基苯腈，
(3)溶剂中，在碱存在下，将步骤(2)中所得的邻三氟甲基苯腈在过氧化氢存在下进行如下所示的水解反应，得到如下所示的邻三氟甲基苯甲酰胺；
9.如权利要求8所述的邻三氟甲基苯甲酰胺的制备方法，其特征在于，所述的制备方法满足下述条件中的一个或多个：
(1)所述的溴代反应的反应条件如权利要求6或7所述；
(2)所述的氰化取代反应中，所述的有机溶剂为非质子极性溶剂；
和(3)所述氰化取代反应的其他反应条件如权利要求2-4中任一项所述。
10.如权利要求8或9所述的邻三氟甲基苯甲酰胺的制备方法，其特征在于，所述的制备方法满足下述条件中的一个或多个：
(1)所述的水解反应中，所述的反应的pH为10～13；
(2)所述的水解反应中，所述的过氧化氢的质量浓度为30％～50％，例如30％或50％；
(3)所述的水解反应中，所述的过氧化氢与所述的邻三氟甲基苯腈的摩尔比为(2～3):1，例如2.5:1；
(4)所述的水解反应中，所述的碱为氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸锂、碳酸钠或碳酸钾，例如氢氧化钠；
(5)所述的水解反应中，所述的过氧化氢的加入时间为4h～8h，例如4h～5h；
(6)所述的水解反应中，所述的反应的温度为30℃～90℃，例如30℃～50℃；
(7)所述的水解反应中，所述的溶剂为水；
和(8)所述的水解反应，还包括如下后处理步骤：过滤，干燥。
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