一种由2,3,4,5-四氟苯甲酸制备1,2,3,4-四氟苯的方法

摘要

本发明公开了在含氨高温液态水介质中、在210～260℃反应温度下，2,3,4,5-四氟苯甲酸经脱羧反应制备1,2,3,4-四氟苯的方法。此方法脱羧反应速率高、脱羧反应时间短、收率高、绿色环保。

说明书

技术领域

本发明属于精细化工领域，涉及一种制备1,2,3,4-四氟苯的方法。

背景技术

1,2,3,4-四氟苯(1,2,3,4-Tetrafluorobenzene，CAS编号：551-62-2)，分子式：C₆H₂F₄， 结构式如下，无色透明液体，沸点95℃，闪点20℃，相对密度1.4g/cm³(25℃)，可用于合 成新一代喹诺酮类抗生素及某些农药的重要中间体。

1,2,3,4-四氟苯的制备方法主要有以下三种：

(1)以2,3,4-三氟苯胺为原料，与亚硝酸发生重氮化反应，产物再与氟硼酸反应生成 固态氟硼酸重氮盐，氟硼酸重氮盐经热分解的Schiemann反应得到1,2,3,4-四氟苯；

(2)以邻苯二甲酸酐为起始原料，先经过氯化反应得到四氯邻苯二甲酸酐，然后与苯胺 反应生成亚胺化合物，再与氟化钾发生置换氟代反应取代苯环上的氯得到四氟邻苯二甲酰亚 胺，四氟邻苯二甲酰亚胺经过水解、两步脱羧反应得到1,2,3,4-四氟苯；

(3)以邻苯二甲酸为原料，先经过氯化反应得到四氯邻苯二甲酸，然后与二氯亚砜反应 生成四氯邻苯二甲酰氯、然后与氟化钾反应生成四氟邻苯二甲酰氟、再用KHCO₃水解成四氟邻 苯二甲酸、最后经过两步脱羧反应得到目标产物1,2,3,4-四氟苯。

上述1,2,3,4-四氟苯制备方法中需要经过脱羧反应步骤，现有技术公开中均需使用高沸 点有机胺如三正丁基胺作为反应介质，存在毒性大、环境污染等问题。故需要对脱羧反应开 发一种安全、绿色无毒的方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种绿色环保由四氟邻苯二甲酸脱羧制备2,3,4,5-四氟苯甲酸和 1,2,3,4-四氟苯的方法。

为达到发明目的本发明采用的技术方案是：

一种由2,3,4,5-四氟苯甲酸制备1,2,3,4-四氟苯的方法，在含氨高温液态水介质中、在 210～260℃反应温度下，2,3,4,5-四氟苯甲酸经脱羧反应制备1,2,3,4-四氟苯。反应方程式 如下：

作为优选的方式，上述含氨高温液态水介质中，氨水溶液的氨浓度优选为0.5～10g/L， 并进一步优选为1～5g/L。

作为优选的方式，上述反应温度优选为220～250℃℃，并进一步优选为230～240℃。

作为优选的方式，上述氨水溶液与2,3,4,5-四氟苯甲酸质量比优选为2:1～8:1，并进一 步优选为4:1～6:1。

本发明提供的由2,3,4,5-四氟苯甲酸制备1,2,3,4-四氟苯的方法，可以按照以下步骤制 备：

(1)在高压反应釜中加入氨浓度为0.5～10g/L的氨水溶液和2,3,4,5-四氟苯甲酸， 并开始搅拌，所述氨水溶液与2,3,4,5-四氟苯甲酸质量比为2:1～8:1；

(2)加热升温至210～260℃，2,3,4,5-四氟苯甲酸开始脱羧反应，反应维持0.5～5h；

(3)反应结束后，静置分层得到有机相，所述有机相经精馏后得到1,2,3,4-四氟苯。

作为优选的方式，上述步骤(3)中，精馏温度为90～100℃，精馏压力常压即可。

相比现有技术，本发明以含氨高温液态水作为脱羧反应的反应介质，提高了高温液态水 的碱性，从而促进了四氟苯甲酸的电离，进而提高了脱羧反应速率、缩短了脱羧反应时间， 并最终减少了苯环上氟原子被取代的副反应的发生；本发明同时利用高温液态水具有能同时 溶解有机物与无机物的特性，降低了反应危险性，且产物四氟苯不溶于水，反应完成后，产 物分离过程简单，氨可以通过简单降温、降压回收利用，实现了生产过程的绿色化。

具体实施方式

下面结合具体实施例来对本发明进行进一步说明，但并不将本发明局限于这些具体实施 方式。本领域技术人员应该认识到，本发明涵盖了权利要求书范围内所可能包括的所有备选 方案、改进方案和等效方案。

本发明下述实施例中采用高效液相色谱仪(Agilent1100)进行分析，具体分析条件如 下：色谱柱为PhenomenexGeminiC18(250×4.6mm，5μm)，流动相为0.05mol/LNaH₂PO₄(H₃PO₄调pH3.5)：甲醇＝40：60，流速0.6mL/min，柱温35℃，紫外检测波长215nm。

实施例1

在500mL间歇式高压反应釜中加入300g去离子水和37.5g2，3，4，5-四氟苯甲酸，开 搅拌，升温至240℃脱羧反应4h；脱羧反应完成后，打开排气阀卸压，降温至室温，静置后 液-液分层得到有机相和水相，有机相经精馏后得到1，2，3，4-四氟苯14.5g，产品经HPLC 分析纯度为98.1％，收率为50.0％。

实施例2

在500mL间歇式高压反应釜中加入300g氨浓度为0.5g/L的氨水溶液和42.8g2，3，4， 5-四氟苯甲酸，开搅拌，升温至210℃脱羧反应5h；脱羧反应完成后，打开排气阀卸压，回 收釜内的氨气；降温至室温，静置后液-液分层得到有机相和水相，有机相经精馏后得到1， 2，3，4-四氟苯25.3g，产品经HPLC分析纯度为98.5％，收率为76.4％。

实施例3

在500mL间歇式高压反应釜中加入300g氨浓度为1g/L的氨水溶液和50.0g2，3，4， 5-四氟苯甲酸，开搅拌，升温至220℃脱羧反应4.5h；脱羧完成后，打开排气阀卸压，回收 釜内的氨气；降温至室温，静置后液-液分层得到有机相和水相，有机相经精馏后得到1，2， 3，4-四氟苯32.5g，产品经HPLC分析纯度为98.5％，收率为84.0％。

实施例4

在500mL间歇式高压反应釜中加入300g氨浓度为2g/L的氨水溶液和60.0g2，3，4， 5-四氟苯甲酸，开搅拌，升温至220℃脱羧反应3.5h；脱羧反应完成后，打开排气阀卸压， 回收釜内的氨气；降温至室温，静置后液-液分层得到有机相和水相，有机相经精馏后得到1， 2，3，4-四氟苯39.9g，产品经HPLC分析纯度为99.0％，收率为86.0％。

实施例5

在500mL间歇式高压反应釜中加入300g氨浓度为3g/L的氨水溶液和75.0g2，3，4， 5-四氟苯甲酸，开搅拌，升温至220℃脱羧反应3h；脱羧反应完成后，打开排气阀卸压，回 收釜内的氨气；降温至室温，静置后液-液分层得到有机相和水相，有机相经精馏后得到1， 2，3，4-四氟苯51.0g，产品经HPLC分析纯度为99.1％，收率为87.9％。

实施例6

在500mL间歇式高压反应釜中加入300g氨浓度为1g/L的氨水溶液和50.0g2，3，4， 5-四氟苯甲酸，开搅拌，升温至230℃脱羧反应2.5h；脱羧反应完成后，打开排气阀卸压， 回收釜内的氨气；降温至室温，静置后液-液分层得到有机相和水相，有机相经精馏后得到1， 2，3，4-四氟苯34.6g，产品经HPLC分析纯度为98.3％，收率为89.5％。

实施例7

在500mL间歇式高压反应釜中加入300g氨浓度为3g/L的氨水溶液和60.0g2，3，4， 5-四氟苯甲酸，开搅拌，升温至230℃脱羧反应2h；脱羧反应完成后，打开排气阀卸压，回 收釜内的氨气；降温至室温，静置后液-液分层得到有机相和水相，有机相经精馏后得到1， 2，3，4-四氟苯41.7g，产品经HPLC分析纯度为99.0％，收率为89.9％。

实施例8

在500mL间歇式高压反应釜中加入300g氨浓度为4g/L的氨水溶液和75.0g2，3，4， 5-四氟苯甲酸，开搅拌，升温至230℃脱羧反应2.5h；脱羧反应完成后，打开排气阀卸压， 回收釜内的氨气；降温至室温，静置后液-液分层得到有机相和水相，有机相经精馏后得到1， 2，3，4-四氟苯52.9g，产品经HPLC分析纯度为98.4％，收率为91.2％。

实施例9

在500mL间歇式高压反应釜中加入300g氨浓度为6g/L的氨水溶液和100.0g2，3，4， 5-四氟苯甲酸，开搅拌，升温至230℃脱羧反应2h；脱羧反应完成后，打开排气阀卸压，回 收釜内的氨气；降温至室温，静置后液-液分层得到有机相和水相，有机相经精馏后得到1， 2，3，4-四氟苯71.1g，产品经HPLC分析纯度为98.7％，收率为91.9％。

实施例10

在500mL间歇式高压反应釜中加入300g氨浓度为4g/L的氨水溶液和75.0g2，3，4， 5-四氟苯甲酸，开搅拌，升温至240℃脱羧反应2h；脱羧反应完成后，打开排气阀卸压，回 收釜内的氨气；降温至室温，静置后液-液分层得到有机相和水相，有机相经精馏后得到1， 2，3，4-四氟苯53.9g，产品经HPLC分析纯度为98.9％，收率为92.9％。

实施例11

在500mL间歇式高压反应釜中加入300g氨浓度为3g/L的氨水溶液和60.0g2，3，4， 5-四氟苯甲酸，开搅拌，升温至240℃脱羧反应1.5h；脱羧反应完成后，打开排气阀卸压， 回收釜内的氨气；降温至室温，静置后液-液分层得到有机相和水相，有机相经精馏后得到1， 2，3，4-四氟苯42.4g，产品经HPLC分析纯度为99.2％，收率为91.4％。

实施例12

在500mL间歇式高压反应釜中加入300g氨浓度为2g/L的氨水溶液和60.0g2，3，4， 5-四氟苯甲酸，开搅拌，升温至250℃脱羧反应1h；脱羧反应完成后，打开排气阀卸压，回 收釜内的氨气；降温至室温，静置后液-液分层得到有机相和水相，有机相经精馏后得到1， 2，3，4-四氟苯41.2g，产品经HPLC分析纯度为98.9％，收率为88.8％。

实施例13

在500mL间歇式高压反应釜中加入300g氨浓度为2g/L的氨水溶液和75.0g2，3，4， 5-四氟苯甲酸，开搅拌，升温至250℃脱羧反应1.2h；脱羧反应完成后，打开排气阀卸压， 回收釜内的氨气；降温至室温，静置后液-液分层得到有机相和水相，有机相经精馏后得到在 1，2，3，4-四氟苯52.1g，产品经HPLC分析纯度为99.2％，收率为89.8％。

实施例14

在500mL间歇式高压反应釜中加入300g氨浓度为5g/L的氨水溶液和100.0g2，3，4， 5-四氟苯甲酸，开搅拌，升温至240℃脱羧反应2h；脱羧反应完成后，打开排气阀卸压，回 收釜内的氨气；降温至室温，静置后液-液分层得到有机相和水相，有机相经精馏后得到1， 2，3，4-四氟苯72.1g，产品经HPLC分析纯度为98.7％，收率为93.2％。

实施例15

在500mL间歇式高压反应釜中加入300g氨浓度为10g/L的氨水溶液和150.0g2，3，4， 5-四氟苯甲酸，开搅拌，升温至260℃脱羧反应0.5h；脱羧反应完成后，打开排气阀卸压， 回收釜内的氨气；降温至室温，静置后液-液分层得到有机相和水相，有机相经精馏后得到1， 2，3，4-四氟苯102.0g，产品经HPLC分析纯度为98.1％，收率为87.9％。

实施例16

在500mL间歇式高压反应釜中加入300g氨浓度为8g/L的氨水溶液和100.0g2，3，4， 5-四氟苯甲酸，开搅拌，升温至250℃脱羧0.8h；脱羧反应完成后，打开排气阀卸压，回收 釜内的氨气；降温至室温，静置后液-液分层得到有机相和水相，有机相经精馏后得到1，2， 3，4-四氟苯71.8g，产品经HPLC分析纯度为98.2％，收率为92.6％。