在有机合成领域中,寻找高效的合成路径对于获得3,4,5,6-四氟邻苯二腈至关重要,本文将综述相关合成方法。
简述:3,4,5,6-四氟邻苯二甲腈,英文名称:3,4,5,6-tetrafluorobenzene-1,2-dicarbonitrile,CAS:1835-65-0,分子式:C8F4N2。3,4,5,6-四氟邻苯二甲腈是合成全氟金属酞菁及亚酞菁的重要中间体,同时也是合成肿瘤标记药物、药物及树脂的中间体,因此,开发工艺简单的合成3,4,5,6-四氟邻苯二甲腈的路线具有重要的意义。
合成:
1. 方法一
以四氟邻苯二甲酸酐为起始原料,经亚胺化、氨化及脱水3步反应,合成了四氟邻苯二甲腈,总收率41.67%,具体步骤如下:
(1)四氟邻苯二甲酰亚胺(2)的合成
在100 mL干燥三口烧瓶中依次加入1 6.60 g、尿素2.88 g及75 mL冰乙酸,搅拌下加热至回流,反应4 h。冷却至室温,再将反应液置于冰水混合物中析出絮状固体,静置分层后抽滤,滤饼干燥后得白色固体2 5.50 g,收率为83.71%,m.p. 219~221℃。
(2)四氟邻苯二甲酰胺(3)的合成
将2 4.38 g置于100 mL圆底烧瓶中,加入 25%氨水30 mL,于室温反应7 h。抽滤,滤饼用5%稀氨水洗涤3次,干燥得白色粉末状固体3 3.81 g,产率80.72%,m.p.198~200℃。
(3)4的合成
在三口瓶中依次加入3 7.08 g和DMF 40 mL,冰水浴冷却,搅拌下缓慢滴加POCl35.00 mL,滴毕(约1 h),反应7 h。将反应液倒入冰水混合物中析出固体,抽滤,滤饼用去离子水洗涤3 次,真空干燥得白色固体4 3.70 g,产率61.67%,m.p.89~91℃。
2. 方法二
以四氯邻苯二甲腈为原料,经不同条件的氟化来合成。
(1)最初报道四氯邻苯二甲腈与无水氟化钾在压力釜中200℃下无溶剂搅拌反应21 h,真空升华得65%收率的四氟邻苯二甲腈。
(2)Nalewajek等报道四氯邻苯二甲腈与无水氟化钾在N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中130℃反应可制得收率为85%、含量98.5%以上的四氟邻苯二甲腈。1次结晶即可使含量达99.5%以上。N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)或N-甲基吡咯烷酮(NMP)在相近条件下得到相近的结果。
(3)Kaieda等报道了在体系自身压力下使用苯腈作为溶剂进行反应的方法。在另一项专利中,Kaieda等人提出在反应结束后通过粗蒸汽将固体分离,然后对液体馏份进行再次分馏,以获得主要为苯腈的馏份和主要为产品的馏份。他们将苯腈馏份与含有未完全氟化中间体的馏份进行回收套用,以提高产率。由于苯腈即使在较高温度下也具有良好的稳定性,因此可以缩短反应时间。
(4)Konishi等也研究了以酰胺类如DMF、DMAc和NMP等为溶剂的氟化法。
参考文献:
[1]宋盛容,马锋,李祥高. 四氟邻苯二甲腈的合成及其晶体结构 [J]. 合成化学, 2017, 25 (07): 617-619. DOI:10.15952/j.cnki.cjsc.1005-1511.2017.07.16306.
[2]郑土才,吾国强. 四氟(邻、间、对)苯二甲腈的合成与应用 [J]. 精细化工中间体, 2010, 40 (02): 7-12+15. DOI:10.19342/j.cnki.issn.1009-9212.2010.02.002.