專(zhuān)利名稱(chēng)：由有機(jī)多氯化合物制備有機(jī)氟氯化合物的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于精細(xì)化工領(lǐng)域，具體涉及一種有機(jī)氟氯化合物的制備方法。
背景技術(shù)：
從20世紀(jì)30年代氟里昂?jiǎn)柺酪詠?lái)，有機(jī)氟氯化合物因其獨(dú)特的物理、 化學(xué)特性等而得到廣泛的應(yīng)用。特別是近幾年來(lái)，含氟的有機(jī)化合物在農(nóng)藥、 醫(yī)藥等領(lǐng)域的應(yīng)用方興未艾。 一種有機(jī)氟氯化物的制備方法是先通過(guò)氯化反 應(yīng)制備氯化物，再通過(guò)與氟化劑在一定的溫度下發(fā)生鹵素交換反應(yīng)合成目標(biāo) 物。傳統(tǒng)的方法制備氟氯化合物時(shí)選擇性不高，不能很好地控制氟化的深度， 得到的合成物為一氟氯化合物、二氟氯化合物或多氟氯化合物的混合物，由 于這些物質(zhì)性質(zhì)相似從而造成反應(yīng)收率低，雜質(zhì)多，分離困難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種高選擇性地制備有機(jī)氟氯化合物的方法。
本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下措施達(dá)到
一種由有機(jī)多氯化合物制備有機(jī)氟氯化合物的方法，將有機(jī)多氯化合物
與堿金屬氟化劑加入極性和非極性混合溶劑中，在100 20(TC下進(jìn)行取代反 應(yīng)，制備有機(jī)氟氯化合物。
有機(jī)多氯化合物為多氯雜環(huán)類(lèi)化合物、多氯芳烴類(lèi)化合物或多氯烷烴類(lèi) 化合物，優(yōu)選為多氯雜環(huán)類(lèi)化合物或多氯單環(huán)芳烴類(lèi)化合物。其中雜環(huán)類(lèi)化 合物是指含有O、 N、 S、 P等雜原子的具有取代基或不具有取代基的環(huán)狀化 合物，如呋喃、噻吩、吡咯、噻唑、咪唑、吡啶、噠嗪、嘧啶、吡嗪、喹啉、 異喹啉、吲哚、苯并呋喃、嘌呤等，優(yōu)選吡啶或嘧啶，其取代基可以為低級(jí) 垸基(Cl 4)、硝基、鹵素等。單環(huán)芳烴類(lèi)化合物是指具有取代基或不具有 取代基的苯，其中取代基可以為低級(jí)烷基(Cl 4)、硝基、鹵素等。綜合上 述所述，有機(jī)多氯化合物可以是多氯吡啶、多氯取代吡啶、多氯嘧啶、多氯 苯或多氯取代苯等。本發(fā)明中對(duì)多氯有機(jī)化合物中的除氯外的其他取代基并無(wú)具體要求，當(dāng)然這些取代基有可能會(huì)對(duì)多氯的取代順序有所影響。
本發(fā)明所指的有機(jī)多氯化合物， 一般指含二個(gè)及以上的氯取代基，如三
個(gè)氯取代基、四個(gè)氯取代基等。有機(jī)氟氯化合物為上述有機(jī)化合物中同時(shí)含
有氟取代基和氯取代基(氟取代基是通過(guò)氟取代氯而得)，根據(jù)反應(yīng)進(jìn)程，氟
取代基的數(shù)目可以為一個(gè)、兩個(gè)或兩個(gè)以上。
本法中的氟化劑采用堿金屬氟化劑，進(jìn)一步優(yōu)選選自氟化鉀、氟化鈉、
氟化銫或氟化鋰中的一種或幾種。堿金屬氟化劑的摩爾用量為有機(jī)多氯化合
物中需取代的氯原子摩爾量的1 1.5倍。
極性和非極性混合溶劑為相互不溶或微溶極性溶劑和非極性溶劑混合而
成。其中極性溶劑含氮化合物或含硫化合物，優(yōu)選為N， N-二甲基甲酰胺、 N， N-二甲基乙酰胺、二甲基亞砜、環(huán)丁砜或N-甲基吡咯垸酮，非極性溶劑 可以為Cl 10的飽和脂肪烴，優(yōu)選為正己垸、環(huán)己垸、辛烷。溶劑可根據(jù) 反應(yīng)溫度的高低選擇。極性溶劑的用量根據(jù)多氯化合物和氟化劑在其中的溶 解度而定，其用量一般為氟化劑質(zhì)量的2 6倍。非極性溶劑的用量根據(jù)氟氯 化合物在二種溶劑中的分配系數(shù)而定,一般用量為極性溶劑用量的3 10倍， 優(yōu)選為4 8倍。本法的核心是選擇二種極性完全相反且互不相溶或微溶的溶 劑，所選用的極性溶劑對(duì)氟化劑及有機(jī)多氯化合物有良好的溶解性，選用的 非極性溶劑對(duì)氟化劑不溶或微溶，對(duì)有機(jī)氟氯化合物有較好的溶解性。由于 反應(yīng)原料多氯化合物及氟化劑都溶解在極性溶劑中，氟化反應(yīng)在極性溶劑中 進(jìn)行，而生成的目標(biāo)物不斷地被萃取到非極性溶劑中，從而始終使目標(biāo)物在 極性溶劑中的濃度處于一個(gè)較低的水平而大大地降低了其進(jìn)一步反應(yīng)的可能 性，有效地避免了其進(jìn)一步反應(yīng)。
取代反應(yīng)根據(jù)多氯化合物的氟化難易程度，反應(yīng)溫度控制在100 20(TC,具體反應(yīng)時(shí)間可根據(jù)常規(guī)的反應(yīng)監(jiān)控方法來(lái)確定，一般為2 10小時(shí)。 反應(yīng)過(guò)程中還可以進(jìn)行適當(dāng)?shù)財(cái)嚢琛?br> 反應(yīng)的后處理反應(yīng)結(jié)束后80 98%的氟氯化合物在非極性溶劑中，可 通過(guò)精餾的方式得到高純度的目標(biāo)物，2 20%的氟氯化合物及付產(chǎn)的無(wú)機(jī)鹽 留在極性溶劑中，可通過(guò)蒸餾的方式將極性溶劑及氟氯化合物蒸出，用作下 一批套用。一般的制備氟氯化合物的方法，較難控制氟化的深度，得到的產(chǎn)品為一氟氯化合物、二氟氯化合物或多氟氯化合物的混合物。本方法采用邊反應(yīng)邊萃取的形式在反應(yīng)過(guò)程中將生成的目標(biāo)物有效地保護(hù)起來(lái)，避免其進(jìn)一步深度氟化，通過(guò)控制反應(yīng)物比例以及按照多氯化合物的氟化順序，有目的地使反應(yīng)停留在一氟氯化合物或二氟氯化合物或多氟氯化合物階段，從而高選擇性地得到一氟氯化合物、二氟氯化合物或多氟氯化合物，大大地提高了反應(yīng)的選擇性、收率及產(chǎn)品的純度。本發(fā)明方法可高選擇性地控制氟化深度，從而有目的地控制有機(jī)多氯化合物中被氟取代的氯原子的數(shù)量，而不會(huì)使全部的氯原子被取代。本發(fā)明方法制備過(guò)程簡(jiǎn)單，選擇性高，收率高，適用于大規(guī)模商品化生產(chǎn)。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1、 2， 3-二氟-5-氯吡啶的合成
稱(chēng)取36.5克(0.2mol)2，3，5-三氯吡啶，84克二甲基亞砜，27.84克(0.48mo1)無(wú)水氟化鉀，0.7克三乙基芐基氯化胺，420克正己烷,投入到干燥的1000ml壓力釜中，升溫至15(TC反應(yīng)6小時(shí)，降至常溫后取出反應(yīng)液移至分液漏斗中分層，上層液經(jīng)脫溶后得目標(biāo)產(chǎn)物24.6克,通過(guò)氣相色譜測(cè)得純度96.1%,下層液經(jīng)蒸餾得到89克回收液，通過(guò)氣相色譜測(cè)得目標(biāo)物含量為5.3%，原料1.2%。反應(yīng)收率95%。實(shí)施例2、 3-氯-4-氟硝基苯的合成
稱(chēng)取38.4克(0.2mol)3，4-二氯硝基苯，70克二甲基亞砜，13.9克(0.24mo1)無(wú)水氟化鉀，0.7克三乙基芐基氯化胺，490克正己烷，投入到干燥的1000ml壓力釜中，升溫至130。C反應(yīng)5小時(shí)，降至常溫后取出反應(yīng)液移至分液漏斗中分層，上層液經(jīng)脫溶后得目標(biāo)產(chǎn)物29.8克，通過(guò)氣相色譜測(cè)得純度95.3%，下層液經(jīng)蒸餾得到72克回收液，通過(guò)氣相色譜測(cè)得目標(biāo)物含量為6.4%，原料1.9%。反應(yīng)收率94%。實(shí)施例3、 2-氟-3， 6-二氯吡啶的合成
稱(chēng)取36.5克(0.2mol)2,3,6-三氯吡啶，51.2克二甲基亞砜，12.8克(0.22mo1)無(wú)水氟化鉀，0.7克三乙基芐基氯化胺，307.2克正己垸，投入到干燥的1000ml壓力釜中，升溫至16(TC反應(yīng)15小時(shí)，降至常溫后取出反應(yīng)液移至分液漏斗中分層，上層液經(jīng)脫溶后得目標(biāo)產(chǎn)物30.5克，通過(guò)氣相色譜測(cè)得純度91.5%，下層液經(jīng)蒸餾得到49.6克回收液，通過(guò)氣相色譜測(cè)得目標(biāo)物含量為3.3%，原料2.8%。反應(yīng)收率89%。實(shí)施例4、 2-氟-3, 6-二氯吡啶的合成
稱(chēng)取36.5克(0.2mol)2,3，6-三氯吡啶，51.2克環(huán)丁砜，12.8克(0.22mol)無(wú)水氟化鉀，0.7克三乙基芐基氯化胺，307.2克正辛垸，投入到干燥的1000ml壓力釜中，升溫至160'C反應(yīng)16小時(shí)，降至常溫后取出反應(yīng)液移至分液漏斗中分層，上層液經(jīng)脫溶后得目標(biāo)產(chǎn)物31.5克，通過(guò)氣相色譜測(cè)得純度95.5%，下層液經(jīng)蒸餾得到48.6克回收液，通過(guò)氣相色譜測(cè)得&標(biāo)物含量為2.7%，原料0.1%。反應(yīng)收率94.6%。實(shí)施例5、 2， 6-二氟-3-氯吡啶的合成
稱(chēng)取36.5克(0.2mol)2,3,6-三氯吡啶,121.8克環(huán)丁砜，24.4克(0.42mol)無(wú)水氟化鉀,0.7克三乙基芐基氯化胺,614.4克正辛烷，升溫至175X:反應(yīng)16小時(shí)取樣，采用氣譜面積歸一法分析2-氟-3， 6-二氯吡啶的含量為1.2%， 2， 6-二氟-3-氯吡啶的含量為93.5%， 2， 3， 6-三氟吡啶的含量為2.9%。，降至常溫后取出反應(yīng)液移至分液漏斗中分層，上層液經(jīng)脫溶后得目標(biāo)產(chǎn)物26.1克,通過(guò)氣相色譜測(cè)得純度91.6%,下層液經(jīng)蒸餾得到109.6克回收液，通過(guò)氣相色譜測(cè)得目標(biāo)物含量為2.4%，.反應(yīng)收率88.7%實(shí)施例6、 2， 4-二氯-5-氟嘧啶的合成
稱(chēng)取36.7克(0.2mol)2,4，5-三氯嘧啶，55.8克N-甲基吡咯烷酮，9.3克(0.22mol)無(wú)水氟化鈉，0.7克三乙基芐基氯化胺，335克正辛烷，升溫至135'C反應(yīng)8小時(shí),降至常溫后取出反應(yīng)液移至分液漏斗中分層,上層液經(jīng)脫溶后得目標(biāo)產(chǎn)物31.1克,通過(guò)氣相色譜測(cè)得純度91.0%,下層液經(jīng)蒸餾得到59.6克回收液，通過(guò)氣相色譜測(cè)得目標(biāo)物含量為4.7%，反應(yīng)收率93.1%。
權(quán)利要求
1、一種由有機(jī)多氯化合物制備有機(jī)氟氯化合物的方法，其特征在于將有機(jī)多氯化合物與堿金屬氟化劑加入極性和非極性混合溶劑中，在100～200℃下進(jìn)行取代反應(yīng)，制備有機(jī)氟氯化合物。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的有機(jī)多氯化合物為多 氯雜環(huán)類(lèi)化合物、多氯芳烴類(lèi)化合物或多氯烷烴類(lèi)化合物。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述的有機(jī)多氯化合物為多 氯雜環(huán)類(lèi)化合物或多氯單環(huán)芳烴類(lèi)化合物。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的堿金屬氟化劑選自氟 化鉀、氟化鈉、氟化銫或氟化鋰中的一種或幾種。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于堿金屬氟化劑的摩爾用 量為有機(jī)多氯化合物中需取代的氯原子摩爾量的1 1.5倍。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的極性和非極性混合溶 劑為相互不溶或微溶極性溶劑和非極性溶劑混合而成。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的方法，其特征在于所述的混合溶劑中的極 性溶劑為N， N-二甲基甲酰胺、N， N-二甲基乙酰胺、二甲基亞砜、環(huán)丁砜 或N-甲基吡咯垸酮，非極性溶劑為正己垸、環(huán)己烷或辛垸。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的方法，其特征在于混合溶劑中極性溶劑的 用量為氟化劑質(zhì)量的2 6倍，非極性溶劑的用量為極性溶劑質(zhì)量的3 10 倍。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于取代反應(yīng)的時(shí)間為2 10 小時(shí)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種由有機(jī)多氯化合物制備有機(jī)氟氯化合物的方法，將有機(jī)多氯化合物與堿金屬氟化劑加入極性和非極性混合溶劑中，在100～200℃下進(jìn)行取代反應(yīng)，制備有機(jī)氟氯化合物。本發(fā)明方法可高選擇性地控制氟化深度，從而有目的地控制有機(jī)多氯化合物中被氟取代的氯原子的數(shù)量，而不會(huì)使全部的氯原子被取代。本發(fā)明方法制備過(guò)程簡(jiǎn)單，選擇性高，收率高，適用于大規(guī)模商品化生產(chǎn)。
文檔編號(hào)C07C17/20GK101671217SQ20091003580
公開(kāi)日2010年3月17日 申請(qǐng)日期2009年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月28日
發(fā)明者強(qiáng) 徐, 濤 江, 王述剛, 蔣劍華, 誼 薛 申請(qǐng)人:南京第一農(nóng)藥集團(tuán)有限公司;紅太陽(yáng)集團(tuán)有限公司