本文将介绍合成2-氯-4-氟苯腈的方法以及其在有机合成中的广泛应用。通过这项研究,我们希望能够为2-氯-4-氟苯腈在相关领域的应用提供深入的理解和启发。
简述:2-氯-4-氟苯腈,英文名为2-Chloro-4-fluorobenzonitrile,分子式为C7H3ClFN,CAS号为60702-69-4,外观与性状为淡黄色晶体,熔点64-66℃,可溶于甲醇,常用作医药、农药、液晶材料中间体。
合成:
1. 方法一:
以2-氯-4-硝基苯腈和氟化钾为原料,二烷基乙酰胺或者二烷基亚砜为溶剂,采用季磷盐为催化剂在一定温度下,反应生成为含2-氯-4-氟苯腈的反应混合物,将上述反应混合物采用饱和烷烃萃取方法,将萃取液再减压精馏,得到所需产品2-氯-4-氟苯腈,该方法工艺路线简单,原料价廉易得,原料没有剧毒且稳定性强,对环境没有污染,产品2-氯-4-氟苯腈的纯度大于99%,收率在80%以上,反应选择性高,达90%以上。具体步骤如下:
(1)以2-氯-4-硝基苯腈和氟化钾为原料,在强极性溶剂存在下,采用季磷盐为催化剂在温度为100~150℃的条件下,反应生成为含2-氯-4-氟苯腈的反应混合物;其中2-氯-4-硝基苯腈与氟化钾的摩尔比为10∶1~1∶1,溶剂用量为2-氯-4-硝基苯腈和氟化钾总重量的0.5~2倍,催化剂用量为2-氯-4-硝基苯腈和氟化钾总重量的0.1~5%;
(2)将上述反应得到的2-氯-4-氟苯腈反应混合物采用饱和烷烃萃取,将萃取液在温度为100~120℃、真空为10~100Pa条件下进行减压精馏,得到所需产品2-氯-4-氟苯腈。
2. 方法二:
2-氯-4-氨基苯腈经重氮化反应生成2-氯-4-氟苯腈,重氮化反应的原料包括2-氯-4-氨基苯腈、盐酸、亚硝酸钠与四氟硼酸钠。2-氯-4-氨基苯腈、盐酸、亚硝酸钠与四氟硼酸钠的摩尔比为1:1.0~5.0:0.5~5.0:0.5~5.0。
应用:合成2-氯-4-氟苯甲酸
合成步骤如下:(1)2-氯-4-氟苯腈在酸性条件下水解生成2-氯-4-氟苯甲酸,或在碱性条件下水解生成2-氯-4-氟苯甲酸盐;(2)2-氯-4-氟苯甲酸盐经酸化得到2-氯-4-氟苯甲酸。
步骤(1)中2-氯-4-氟苯甲酸盐选自锂盐、钠盐、钾盐或铯盐,形成酸性条件所用的酸包括盐酸、硫酸、磷酸或醋酸。2-氯-4-氟苯腈与酸的摩尔比为1:0.5~20.0。形成碱性条件所用的碱包括氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂、碳酸钠、碳酸钾、碳酸锂或碳酸铯。2-氯-4-氟苯腈与碱的摩尔比为1:0.5~20.0;步骤(3)中酸化所用的酸包括盐酸、硫酸、磷酸或醋酸,酸化至反应液pH为1~3。
该合成2?氯?4?氟苯甲酸的方法避免了昂贵的贵金属催化剂和剧毒试剂的使用,所用试剂对环境友好,降低了成本,简化了工艺,收率较高,克服了现有技术的不足,适宜大规模工业化生产。
参考文献:
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