專利名稱：氟取代的芳族化合物的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及氟取代的芳族化合物的制備方法，尤其涉及通過氟化相應(yīng)的羥基芳族化合物的堿金屬或堿土金屬鹽制備取代氟苯、氟取代的二苯酮和氟取代的二芳基砜的方法。
由于氟使氟取代的芳族化合物具有特殊的性質(zhì)，一些化合物在工業(yè)中是有用的。
例如，用取代氟苯可作為生理活性物質(zhì)或用于藥物和農(nóng)用化學(xué)品的功能物質(zhì)的原料或中間體，其還用于廣泛的領(lǐng)域，諸如冷凍劑、樹脂材料和潤滑劑。氟取代的二苯酮一般還用作包括聚醚醚酮在內(nèi)的聚醚聚酮的原料，其中聚醚醚酮是具有極好耐熱性、電絕緣性、滑動(dòng)性和耐化學(xué)品性的超級工程塑料。
氟取代的二苯酮還用于阻燃劑、止痛片、血小板凝集抑制劑、血栓形成抑制劑和其它功能化學(xué)品，或用作這些功能化學(xué)品的中間體，因而還用于藥物和農(nóng)用化學(xué)品領(lǐng)域。
另外，氟取代的二芳基砜常用作包括聚醚砜在內(nèi)的聚砜的原料，聚醚砜是有極好耐熱性、電絕緣性、滑動(dòng)性和耐化學(xué)品性的工程塑料，氟取代的二芳基砜還用作諸如有機(jī)EL材料的功能材料的原料，和諸如抗癌藥和免疫缺損抑制劑的藥物和農(nóng)用化學(xué)品的中間體，因而它是一種工業(yè)上需要的化合物。
依照慣例已經(jīng)調(diào)查研究了這些化合物的制備方法，下列方法是已知的。
取代氟苯的制備方法可主要分為兩類，即，使用已經(jīng)含有一個(gè)氟原子的氟苯進(jìn)行反應(yīng)制備所需化合物和用含有各種官能基團(tuán)的苯化合物進(jìn)行氟取代反應(yīng)制備所需化合物。
前一個(gè)方法常常使用昂貴的原料。相反，后一種方法可使用廉價(jià)的原料制備所需的取代氟苯，因此需要能夠?qū)崿F(xiàn)所需的取代反應(yīng)的氟化反應(yīng)技術(shù)。
已知下列方法用于制備氟取代的二苯酮。
EP 69598、EP178184、EP 147299和日本延遲公開專利昭61-221146已經(jīng)公開了使用氟苯和對氟苯甲酰氯的Fridel-Crafts反應(yīng)。
日本延遲公開專利昭58-126829已經(jīng)公開了從1，1-二(4-氟苯基)-2，2-二氯乙烯的制備方法，日本延遲公開專利昭57-154139已經(jīng)公開了從1，1-二(4-氟苯基)-2，2，2-三氯乙醇的制備方法，AU 533574和日本延遲公開專利昭57-169441已經(jīng)公開了從4，4’-二氯二苯酮的制備方法。
這些制備方法使用含有氟或其它鹵族原子的原料，因此在原料的制備步驟需要很多工作。
至于用氟取代芳環(huán)上的一個(gè)官能團(tuán)的方法，已知取代氨基的Balz-Schiemann反應(yīng)，還在日本延遲公開專利昭54-132558中，用于制備所需的氟取代的二苯酮。在該方法中，為了用氟取代氨基，使用了大過量的氟化氫。
另外，用氟苯和其它氟代芳族化合物作為原料制備氟取代的二芳基砜的常規(guī)已知方法是J.Am.Chem.Soc.，62，511(1940)、日本延遲公開專利昭58-206552和平1-250342所述的與氯磺酸或氟磺酸反應(yīng)的方法；EP 147298中所述的在三氟化硼和氟化氫存在下與濃硫酸反應(yīng)的方法；J.Am.Chem.Soc.，70，654(1948)和J.Japan Chem.Soc.，76，775-8(1955)所述的與芳基磺酰氯反應(yīng)的方法。
在J.Am.Chem.Soc.，70，1564(1948)和Acta，Chim.hug.，4，111(1954)中描述了采用氧化4，4’-二氟二苯硫醚和4，4’-二氟二苯亞砜的其它方法。這些方法使用了昂貴的氟代芳族化合物作為原料，因此在工業(yè)上是不利的。
另一方面，已經(jīng)用于氟化反應(yīng)的氟化劑包括氟氣、氟化氫、四氟化硫和二乙氨基三氟化硫。
但是，這些慣用的氟化劑由于毒性、腐蝕性和在反應(yīng)期間的爆炸危險(xiǎn)性而很難操作，因此需要特別的設(shè)備和技術(shù)。例如，用于將羥基直接轉(zhuǎn)化為氟基的反應(yīng)的典型氟化劑包括四氟化硫(SF4)和二乙基氨基三氟化硫(DAST)。
但是SF4有很高的毒性，操作上的困難導(dǎo)致了許多問題。
另外，DAST已知用作一種有用的氟化劑，如US 3976691中所述，其可在溫和的條件下有效氟化羥基、酮基、羧基和其它含氧基團(tuán)。但是DAST是用高危險(xiǎn)性的SF4和二甲氨基三甲基硅烷在-78℃—-60℃的低溫反應(yīng)制備的，因此需要特殊的反應(yīng)設(shè)備。
關(guān)于安全性，J.Fluorine Chem.，42，137(1989)已經(jīng)報(bào)道了DAST在制備和使用中的爆炸性。
如上所述，已經(jīng)將氟氣、氟化氫和四氟化硫氣體作為慣用的氟化劑用于制備氟化合物。
這些氟化劑因?yàn)槎拘?、腐蝕性和反應(yīng)期間的爆炸危險(xiǎn)性而導(dǎo)致的操作困難和對特殊設(shè)備和技術(shù)的要求已經(jīng)產(chǎn)生了問題。近年來，為了解決這些問題，已經(jīng)開發(fā)了多種氟化劑。
但是，從制備方法、反應(yīng)中的選擇性、產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)方面考慮，可用于工業(yè)的氟化劑的開發(fā)仍然不令人滿意。
因此，尚未發(fā)現(xiàn)一種使用氟化劑安全、穩(wěn)定并且經(jīng)濟(jì)地制備氟取代的二苯酮的方法。
在WO 8704148-8704150和日本延遲公開專利平2-273626中公開了另一種方法，在高于200℃的高溫，在質(zhì)子惰性極性溶劑中，在特殊的銨鹽或有機(jī)金屬配合物存在下，使二芳基砜與KF反應(yīng)，該二芳基砜具有除了氟以外的鹵素或硝基作為取代基。
但是，這些方法在反應(yīng)條件方面有困難，因此不宜用于工業(yè)。在J.FluorineChem.，70(2)，201(1995)中報(bào)道了一種方法，在相對溫和的條件下，在質(zhì)子惰性極性溶劑中，4，4’-二硝基二苯基砜與四甲基氟化銨反應(yīng)。但是，很難制備純凈的四甲基氟化銨，因此，這是一種昂貴的氟化劑。所以，該方法在工業(yè)上也是不利的。
在這些情況下，非常需要開發(fā)一種經(jīng)濟(jì)的和易于工業(yè)實(shí)施的方法制備氟取代的二芳基砜。
本發(fā)明的目的是提供一種經(jīng)濟(jì)的工業(yè)制備氟取代的芳族化合物的方法。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種方法，從羥基苯、羥基二苯酮、羥基二芳基砜和其它羥基芳族化合物有效地制備取代的氟苯、氟取代的二苯酮、氟取代的二芳基砜和其它有用的氟取代的芳族化合物。
作為為了達(dá)到這些目的廣泛研究的結(jié)果，本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，通過羥基芳族化合物的堿金屬或堿土金屬鹽與氟化劑反應(yīng)可提高反應(yīng)產(chǎn)率，使用該方法可經(jīng)濟(jì)地制備工業(yè)上有用的氟取代的芳族化合物，特別是取代氟苯、氟取代的二苯酮和氟取代的二芳基砜。因此，完成了本發(fā)明。
在該制備方法中，本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一種式(5)表示的雙-二烷基氨基二氟代甲烷化合物
其中R2、R3、R4和R5是相同或不同的有1-6個(gè)碳原子的烷基或芳基，R2和R3或R4和R5可鍵合形成一個(gè)含有氮原子或含有一個(gè)氮原子和其它雜原子的環(huán)，R2和R4可鍵合形成一個(gè)含有氮原子或含有一個(gè)氮原子和其它雜原子的環(huán)，X1是氟原子，X2是氟原子或氯原子，X1和X2可以分別與一個(gè)碳原子形成一個(gè)共價(jià)鍵，或X1單獨(dú)形成一個(gè)共價(jià)鍵而X2可以一個(gè)離子對的形式存在；該化合物作為羥基芳族化合物的新氟化劑是極好的，從化合物的制備到在氟化反應(yīng)中的應(yīng)用均可高度安全地進(jìn)行，并且很容易，無需特殊的設(shè)備或技術(shù)，在氟化反應(yīng)結(jié)束后，該化合物可以四烷基脲的形式回收，四烷基脲作為原料再生為氟化劑并經(jīng)濟(jì)地重新使用。
即，本發(fā)明的內(nèi)容是1.一種制備方法，包括式(1)表示的化合物與有機(jī)氟化劑反應(yīng)，
其中M是堿金屬或堿土金屬原子，a和b是相同或不同的1-5的整數(shù)且a+b是6或小于6，X1是選自下列(a)、(b)和(c)組的單價(jià)基團(tuán)(a)選自鹵素原子、烷基、烷氧基、芳基、芳氧基、硝基、氰基、?；?、全鹵代的烷基、全鹵代的烷氧基、烷基磺酰基、芳基磺?；?、烷基亞砜、芳基亞砜、烷基硫醚和芳基硫醚基團(tuán)的單價(jià)基團(tuán)；(b)式(2)表示的基團(tuán)，
其中Y1是選自磺?；?、亞砜、硫醚、醚、羰基、1-3個(gè)碳原子的二價(jià)亞烷基、1-3個(gè)碳原子的全氟代亞烷基的二價(jià)基團(tuán)和直接鍵，X2是選自上述X1所示的單價(jià)基團(tuán)和羥基的堿金屬或堿土金屬鹽，c是1-5的整數(shù)；和(c)式(3)表示的基團(tuán)，R-Y1- (3)其中Y1與式(2)的相同，R是全鹵代的烷基；制備式(4)表示的氟取代的芳族化合物
其中a、b和X1與上述(1)相同。
2.根據(jù)上述1的制備方法，其中式(1)表示的化合物是式(1-1)表示的酚鹽
其中M是堿金屬或堿土金屬原子，c是1-5的整數(shù)、R1是鹵原子、烷基、烷氧基、芳基、芳氧基、硝基、氰基、?；⑷u代的烷基、全鹵代的烷氧基、烷基磺酰基、芳基磺?；?、烷基亞砜、芳基亞砜、烷基硫醚或芳基硫醚基團(tuán)。
3.根據(jù)上述1的制備方法，其中式(4)表示的氟取代的芳族化合物是式(4-1)表示的取代的氟苯
其中b是1-5的整數(shù)，R1是鹵原子、烷基、烷氧基、芳基、芳氧基、硝基、氰基、?；?、全鹵代的烷基、全鹵代的烷氧基、烷基磺酰基、芳基磺?；?、烷基亞砜、芳基亞砜、烷基硫醚或芳基硫醚基團(tuán)。
4.根據(jù)上述1的制備方法，其中式(1)表示的化合物是式(1-2)表示的羥基二苯酮的堿金屬或堿土金屬鹽
其中e和f是相同或不同的0-5的整數(shù)，但是當(dāng)e是0時(shí)，f是1或大于1，當(dāng)f是0時(shí)，e是1或大于1，M是堿金屬或堿土金屬原子。
5.根據(jù)上述1的制備方法，其中式(4)表示的氟取代的芳族化合物是式(4-2)表示的氟取代的二苯酮
其中g(shù)和h是0或1且不同時(shí)為0，e和f是0或1且不同時(shí)為1，當(dāng)g是0時(shí)，e是0或1，當(dāng)g是1時(shí)，e是0，當(dāng)h是0時(shí)，f是0或1，當(dāng)h是1時(shí)，f是0。
6.根據(jù)上述5的制備方法，其中式(1)表示的化合物是4，4’-二羥基二苯酮，式(4)表示的氟取代的芳族化合物是4，4’-二氟二苯酮。
7.根據(jù)上述5的制備方法，其中式(1)表示的化合物是4，4’-二羥基二苯酮，式(4)表示的氟取代的芳族化合物是4-羥基-4’-氟二苯酮。
8.根據(jù)上述1的制備方法，其中式(1)表示的化合物是式(1-3)表示的二羥基二芳基砜的堿金屬或堿土金屬鹽
其中e、f和M與式(1-2)相同。
9.根據(jù)上述1的制備方法，其中式(4)表示的氟取代的芳族化合物是式(4-3)表示的氟取代的二芳基砜
其中g(shù)和h是0或1且不同時(shí)為0，e和f是0或1且不同時(shí)為1，當(dāng)g是0時(shí)，e是0或1，當(dāng)g是1時(shí)，e是0，當(dāng)h是0時(shí)，f是0或1，當(dāng)h是1時(shí)，f是0。
10.根據(jù)上述9的制備方法，其中式(1)表示的化合物是4，4’-二羥基二苯基砜，式(4)表示的氟取代的芳族化合物是4，4’-二氟二苯基砜。
11.根據(jù)上述9的制備方法，其中式(1)表示的化合物是4，4’-二羥基二苯基砜，式(4)表示的氟取代的芳族化合物是4-羥基-4’-氟二苯基砜。
12.根據(jù)上述1的制備方法，其中有機(jī)氟化劑是式(5)表示的化合物
其中R2、R3、R4和R5是相同或不同的有1-6個(gè)碳原子的烷基或芳基，R2和R3或R4和R5可鍵合形成一個(gè)含有氮原子或含有一個(gè)氮原子和其它雜原子的環(huán)，R2和R4可鍵合形成一個(gè)含有氮原子或含有一個(gè)氮原子和其它雜原子的環(huán)，X1是氟原子，X2是氟原子或氯原子，X1和X2可以分別與碳原子形成一個(gè)共價(jià)鍵，或X1單獨(dú)形成一個(gè)共價(jià)鍵而X2可以一個(gè)離子對的形式存在。
13.根據(jù)上述1的制備方法，其中有機(jī)氟化劑是式(5-1)表示的化合物
其中R2、R3、R4和R5定義如式(5)。
14.根據(jù)上述1-11的任一制備方法，其中有機(jī)氟化劑是式(5-2)表示的2，2’-二氟-1，3-二甲基咪唑啉。
本發(fā)明提供了一種安全、穩(wěn)定并且經(jīng)濟(jì)地使用氟化劑從羥基芳族化合物的堿金屬或堿土金屬鹽制備氟取代的芳族化合物的工業(yè)方法。
優(yōu)選通過使用雙-二烷基氨基-二氟甲烷化合物作為氟化劑可容易地經(jīng)濟(jì)地制備諸如取代的氟苯、氟取代的二苯酮和氟取代的二芳基砜的氟取代的芳族化合物而無需特殊的設(shè)備。
用于本發(fā)明的羥基芳族化合物的堿金屬或堿土金屬鹽是式(1)表示的羥基芳族化合物的堿金屬或堿土金屬鹽。
在式(1)中，M是堿金屬或堿土金屬原子，a和b是相同或不同的1-5的整數(shù)，a和b的總和是6或小于6。
X1是選自下列(a)、(b)和(c)的單價(jià)基團(tuán)(a)選自鹵素原子、烷基、烷氧基、芳基、芳氧基、硝基、氰基、?；?、全鹵代的烷基、全鹵代的烷氧基、烷基磺酰基、芳基磺?；?、烷基亞砜、芳基亞砜、烷基硫醚和芳基硫醚基團(tuán)的單價(jià)基團(tuán)；(b)式(2)表示的單價(jià)基團(tuán)，
其中Y1是選自磺酰基、亞砜、硫醚、醚、羰基、1-3個(gè)碳原子的二價(jià)亞烷基、1-3個(gè)碳原子的全氟代亞烷基的二價(jià)基團(tuán)和直接鍵，X2是選自上述X1所示的單價(jià)基團(tuán)和羥基的堿金屬或堿土金屬鹽，c是1-5的整數(shù)；和(c)式(3)表示的單價(jià)基團(tuán)，R-Y1-(3)其中Y1與式(2)的相同，R是全鹵代的烷基。
在上述(a)中，任何芳基磺?；?、芳基亞砜和芳基硫醚都沒有取代基。
式(1)中的M是堿金屬或堿土金屬原子，例如鈉、鉀、鋰和鈣原子，優(yōu)選鈉和鉀原子。
通過使用例如氫氧化鈉或氫氧化鉀從相應(yīng)的羥基化合物經(jīng)成鹽和脫水可容易地制備這些鹽。
相應(yīng)于式(1)表示的羥基芳族化合物的堿金屬或堿土金屬鹽的芳族化合物包括下列化合物(A)式(1)中X1是(a)組取代基2-甲基苯酚、3-甲基苯酚、4-甲基苯酚、2-乙基苯酚、3-乙基苯酚、4-乙基苯酚、2，3-二甲基苯酚、2，4-二甲基苯酚、2，5-二甲基苯酚、2，6-二甲基苯酚、3，4-二甲基苯酚、3，5-二甲基苯酚、2-甲氧基苯酚、3-甲氧基苯酚、4-甲氧基苯酚、2-乙氧基苯酚、3-乙氧基苯酚、4-乙氧基苯酚、2，3-二甲氧基苯酚、2，6-二甲氧基苯酚、3，4-二甲氧基苯酚、3，5-二甲氧基苯酚、2-羥基聯(lián)苯、3-羥基聯(lián)苯、4-羥基聯(lián)苯、2，6-二苯基苯酚、4-苯氧基苯酚、2-硝基苯酚、3-硝基苯酚、4-硝基苯酚、2，4-二硝基苯酚、2，5-二硝基苯酚、2，4，6-三硝基苯酚、2-氰基苯酚、3-氰基苯酚、4-氰基苯酚、2-氯苯酚、3-氯苯酚、4-氯苯酚、2，4-二氯苯酚、2，5-二氯苯酚、2，6-二氯苯酚、3，4-二氯苯酚、3，5-二氯苯酚、2，4，6-三氯苯酚、2，4，5-三氯苯酚、全氯苯酚、2-氟苯酚、3-氟苯酚、4-氟苯酚、2，4-二氟苯酚、2，5-二氟苯酚、2，6-二氟苯酚、3，4-二氟苯酚、3，5-二氟苯酚、2，4，6-三氟苯酚、2，4，5-三氟苯酚、全氟苯酚、2-溴苯酚、3-溴苯酚、4-溴苯酚、2，4-二溴苯酚、2，5-二溴苯酚、2，6-二溴苯酚、3，4-二溴苯酚、3，5-二溴苯酚、2，4，6-三溴苯酚、2，4，5-三溴苯酚、全溴苯酚、2-羥基苯甲醛、3-羥基苯甲醛、4-羥基苯甲醛、2-羥基苯乙酮、3-羥基苯乙酮、4-羥基苯乙酮、2-羥基二苯酮、3-羥基二苯酮、4-羥基二苯酮、2-三氟甲基苯酚、3-三氟甲基苯酚、4-三氟甲基苯酚、2-三氯甲基苯酚、3-三氯甲基苯酚、4-三氯甲基苯酚、2-三氟甲氧基苯酚、3-三氟甲氧基苯酚、4-三氟甲氧基苯酚、2-三氯甲氧基苯酚、3-三氯甲氧基苯酚、4-三氯甲氧基苯酚、2-羥基苯基甲基砜、3-羥基苯基甲基砜、4-羥基苯基甲基砜、2-羥基二苯基砜、4-羥基二苯基砜、4-羥基苯基甲基亞砜、4-羥基二苯基亞砜、4-羥基苯基甲基硫醚、4-羥基二苯基硫醚；(B)式(1)中的X1是(b)組取代基2，2’-二羥基二苯基砜、2，3’-二羥基二苯基砜、2，4’-二羥基二苯基砜、3，3’-二羥基二苯基砜、3，4’-二羥基二苯基砜、4，4’-二羥基二苯基砜、4-甲基-4’-羥基二苯基砜、4-甲氧基-4’-羥基二苯基砜、4-苯基-4’-羥基二苯基砜、4-硝基-4’-羥基二苯基砜、4-氰基-4’-羥基二苯基砜、4-氯-4’-羥基二苯基砜、4-溴-4’-羥基二苯基砜、4-乙?；?4’-羥基二苯基砜、4-苯甲?；?4’-羥基二苯基砜、4-三氟甲基-4’-羥基二苯基砜、4-三氯甲基-4’-羥基二苯基砜、4-三氟甲氧基-4’-羥基二苯基砜、4-三氯甲氧基-4’-羥基二苯基砜、4-甲磺?；?4’-羥基二苯基砜、4-苯磺?；?4’-羥基二苯基砜、2，2’-二羥基二苯基亞砜、2，3’-二羥基二苯基亞砜、2，4’-二羥基二苯基亞砜、3，3’-二羥基二苯基亞砜、3，4’-二羥基二苯基亞砜、4，4’-二羥基二苯基亞砜、4-甲基-4’-羥基二苯基亞砜、4-甲氧基-4’-羥基二苯基亞砜、4-苯基-4’-羥基二苯基亞砜、4-硝基-4’-羥基二苯基亞砜、4-氰基-4’-羥基二苯基亞砜、4-氯-4’-羥基二苯基亞砜、4-溴-4’-羥基二苯基亞砜、4-乙酰基-4’-羥基二苯基亞砜、4-苯甲?；?4’-羥基二苯基亞砜、4-三氟甲基-4’-羥基二苯基亞砜、4-三氯甲基-4’-羥基二苯基亞砜、4-三氟甲氧基-4’-羥基二苯基亞砜、4-三氯甲氧基-4’-羥基二苯基亞砜、2，2’-二羥基二苯基硫醚、2，3’-二羥基二苯基硫醚、2，4’-二羥基二苯基硫醚、3，3’-二羥基二苯基硫醚、3，4’-二羥基二苯基硫醚、4，4’-二羥基二苯基硫醚、4-甲基-4’-羥基二苯基硫醚、4-甲氧基-4’-羥基二苯基硫醚、4-苯基-4’-羥基二苯基硫醚、4-硝基-4’-羥基二苯基硫醚、4-氰基-4’-羥基二苯基硫醚、4-氯-4’-羥基二苯基硫醚、4-溴-4’-羥基二苯基硫醚、4-乙?；?4’-羥基二苯基硫醚、4-苯甲?；?4’-羥基二苯基硫醚、4-三氟甲基-4’-羥基二苯基硫醚、4-三氯甲基-4’-羥基二苯基硫醚、4-三氟甲氧基-4’-羥基二苯基硫醚、4-三氯甲氧基-4’-羥基二苯基硫醚、2，2’-二羥基二苯基醚、2，3’-二羥基二苯基醚、2，4’-二羥基二苯基醚、3，3’-二羥基二苯基醚、3，4’-二羥基二苯基醚、4，4’-二羥基二苯基醚、4-甲基-4’-羥基二苯基醚、4-甲氧基-4’-羥基二苯基醚、4-苯基-4’-羥基二苯基醚、4-硝基-4’-羥基二苯基醚、4-氰基-4’-羥基二苯基醚、4-氯-4’-羥基二苯基醚、4-溴-4’-羥基二苯基醚、4-乙?；?4’-羥基二苯基醚、4-苯甲?；?4’-羥基二苯基醚、4-三氟甲基-4’-羥基二苯基醚、4-三氯甲基-4’-羥基二苯基醚、4-三氟甲氧基-4’-羥基二苯基醚、4-三氯甲氧基-4’-羥基二苯基醚、4-甲磺?；?4’-羥基二苯基醚、4-苯磺?；?4’-羥基二苯基醚、2，2’-二羥基二苯酮、2，3’-二羥基二苯酮、2，4’-二羥基二苯酮、3，3’-二羥基二苯酮、3，4’-二羥基二苯酮、4，4’-二羥基二苯酮、4-甲基-4’-羥基二苯酮、4-甲氧基-4’-羥基二苯酮、4-苯基-4’-羥基二苯酮、4-硝基-4’-羥基二苯酮、4-氰基-4’-羥基二苯酮、4-氯-4’-羥基二苯酮、4-溴-4’-羥基二苯酮、4-乙?；?4’-羥基二苯酮、4-苯甲酰基-4’-羥基二苯酮、4-三氟甲基-4’-羥基二苯酮、4-三氯甲基-4’-羥基二苯酮、4-三氟甲氧基-4’-羥基二苯酮、4-三氯甲氧基-4’-羥基二苯酮、4-甲磺?；?4’-羥基二苯酮、4-苯磺酰基-4’-羥基二苯酮、2，2’-二羥基二苯基甲烷、2，3’-二羥基二苯基甲烷、2，4’-二羥基二苯基甲烷、3，3’-二羥基二苯基甲烷、3，4’-二羥基二苯基甲烷、4，4’-二羥基二苯基甲烷、4-甲基-4’-羥基二苯基甲烷、4-甲氧基-4’-羥基二苯基甲烷、4-苯基-4’-羥基二苯基甲烷、4-硝基-4’-羥基二苯基甲烷、4-氰基-4’-羥基二苯基甲烷、4-氯-4’-羥基二苯基甲烷、4-溴-4’-羥基二苯基甲烷、4-乙?；?4’-羥基二苯基甲烷、4-苯甲?；?4’-羥基二苯基甲烷、4-三氟甲基-4’-羥基二苯基甲烷、4-三氯甲基-4’-羥基二苯基甲烷、4-三氟甲氧基-4’-羥基二苯基甲烷、4-三氯甲氧基-4’-羥基二苯基甲烷、4-甲磺?；?4’-羥基二苯基甲烷、4-苯磺酰基-4’-羥基二苯基甲烷、2，2-雙(2-羥基苯基)丙烷、2-(2-羥基苯基)-2-(3-羥基苯基)丙烷、2-(2-羥基苯基)-2-(4-羥基苯基)丙烷、2，2-二(3-羥基苯基)丙烷、2-(3-羥基苯基)-2-(4-羥基苯基)丙烷、2，2-二(4-羥基苯基)丙烷、2-(4-甲基苯基)-2-(4-羥基苯基)丙烷、2-(4-甲氧基苯基)-2-(4-羥基苯基)丙烷、2-(4-苯基苯基)-2-(4-羥基苯基)丙烷、2-(4-硝基苯基)-2-(4-羥基苯基)丙烷、2-(4-氰基苯基)-2-(4-羥基苯基)丙烷、2-(4-氯苯基)-2-(4-羥基苯基)丙烷、2-(4-乙?；交?-2-(4-羥基苯基)丙烷、2-(4-苯甲?；交?-2-(4-羥基苯基)丙烷、2-(4-三氟甲基苯基)-2-(4-羥基苯基)丙烷、2-(4-三氯甲基苯基)-2-(4-羥基苯基)丙烷、2-(4-三氟甲氧基苯基)-2-(4-羥基苯基)丙烷、2-(4-三氯甲氧基苯基)-2-(4-羥基苯基)丙烷、2-(4-三甲基磺酰基苯基)-2-(4-羥基苯基)丙烷、2-(4-苯磺酰基苯基)-2-(4-羥基苯基)丙烷、2-(4-三氟甲基苯基)-2-(4-羥基苯基)丙烷、2，2-雙(2-羥基苯基)-1，1，1，3，3，3-六氟丙烷、2-(2-羥基苯基)-2-(3-羥基苯基)-1，1，1，3，3，3-六氟丙烷、2-(2-羥基苯基)-2-(4-羥基苯基)-1，1，1，3，3，3-六氟丙烷、2，2-二(3-羥基苯基)-1，1，1，3，3，3-六氟丙烷、2-(3-羥基苯基)-2-(4-羥基苯基)-1，1，1，3，3，3-六氟丙烷、2，2-二(4-羥基苯基)-1，1，1，3，3，3-六氟丙烷、2-(4-甲基苯基)-2-(4-羥基苯基)-1，1，1，3，3，3-六氟丙烷、2-(4-甲氧基苯基)-2-(4-羥基苯基)-1，1，1，3，3，3-六氟丙烷、2-(4-苯基苯基)-2-(4-羥基苯基)-1，1，1，3，3，3-六氟丙烷、2-(4-硝基苯基)-2-(4-羥基苯基)-1，1，1，3，3，3-六氟丙烷、2-(4-氰基苯基)-2-(4-羥基苯基)-1，1，1，3，3，3-六氟丙烷、2-(4-氯苯基)-2-(4-羥基苯基)-1，1，1，3，3，3-六氟丙烷、2-(4-乙?；交?-2-(4-羥基苯基)-1，1，1，3，3，3-六氟丙烷、2-(4-苯甲?；交?-2-(4-羥基苯基)-1，1，1，3，3，3-六氟丙烷、2-(4-三氟甲基苯基)-2-(4-羥基苯基)-1，1，1，3，3，3-六氟丙烷、2-(4-三氯甲基苯基)-2-(4-羥基苯基)-1，1，1，3，3，3-六氟丙烷、2-(4-三氟甲氧基苯基)-2-(4-羥基苯基)-1，1，1，3，3，3-六氟丙烷、2-(4-三氯甲氧基苯基)-2-(4-羥基苯基)-1，1，1，3，3，3-六氟丙烷、2-(4-甲磺?；交?-2-(4-羥基苯基)-1，1，1，3，3，3-六氟丙烷、2-(4-苯磺?；交?-2-(4-羥基苯基)-1，1，1，3，3，3-六氟丙烷、2，2’-二羥基聯(lián)苯、2，3’-二羥基聯(lián)苯、2，4’-二羥基聯(lián)苯、3，3’-二羥基聯(lián)苯、3，4’-二羥基聯(lián)苯、4，4’-二羥基聯(lián)苯、4-甲基-4’-羥基聯(lián)苯、4-甲氧基-4’-羥基聯(lián)苯、4-苯基-4’-羥基聯(lián)苯、4-硝基-4’-羥基聯(lián)苯、4-氰基-4’-羥基聯(lián)苯、4-氯-4’-羥基聯(lián)苯、4-溴-4’-羥基聯(lián)苯、4-乙?；?4’-羥基聯(lián)苯、4-苯甲?；?4’-羥基聯(lián)苯、4-三氟甲基-4’-羥基聯(lián)苯、4-三氯甲基-4’-羥基聯(lián)苯、4-三氟甲氧基-4’-羥基聯(lián)苯、4-三氯甲氧基-4’-羥基聯(lián)苯、4-甲磺?；?4’-羥基聯(lián)苯、4-苯磺?；?4’-羥基聯(lián)苯，(C)在式(1)中的X1是(c)組取代基2-羥基苯基三氟甲基砜、3-羥基苯基三氟甲基砜、4-羥基苯基三氟甲基砜、2-羥基苯基三氯甲基砜、3-羥基苯基三氯甲基砜、4-羥基苯基三氯甲基砜、4-羥基苯基三氟甲基亞砜、4-羥基苯基三氯甲基亞砜、4-羥基苯基三氟甲基硫醚、4-羥基苯基三氯甲基硫醚、2-羥基苯基三氟甲基酮、3-羥基苯基三氟甲基酮、4-羥基苯基三氟甲基酮、2-羥基苯基三氯甲基酮、3-羥基苯基三氯甲基酮、4-羥基苯基三氯甲基酮。
包括各種羥基化合物的堿金屬或堿土金屬鹽。但是，本發(fā)明并不局限于這些例舉的化合物。
優(yōu)選的化合物是式(1-1)表示的取代的羥基苯的堿金屬或堿土金屬鹽
其中M、R1和c定義如上；式(1-2)表示的羥基二苯酮的堿金屬或堿土金屬鹽
其中e和f是相同或不同的0-5的整數(shù)，但是當(dāng)e是0時(shí)，f是1或大于1，當(dāng)f是0時(shí)，e是1或大于1，M是堿金屬或堿土金屬原子；式(1-3)表示的羥基二芳基砜的堿金屬或堿土金屬鹽
其中e、f和M與式(1-2)相同。
式(1)表示的可用于本發(fā)明的羥基化合物的堿金屬或堿土金屬鹽可通過相應(yīng)的羥基化合物與堿金屬或堿土金屬堿(下文簡稱為堿)反應(yīng)制備。
反應(yīng)可在水溶液中進(jìn)行，連續(xù)加入苯、甲苯、二甲苯或其它惰性溶劑，共沸蒸餾出水，分離生成的鹽。
可用于本發(fā)明的典型的有機(jī)氟化劑包括例如N，N-二乙基(1，1，2-三氟-2-氯乙基)胺、N，N-二乙基(1，1，2，3，3，3-六氟乙基)胺和其它氟烷基胺試劑；1-二甲基氨基-1-氟-2-甲基丙烷、1-二乙基氨基-1-氟-2-甲基丙烷和其它氟胺型氟化劑；三苯基膦二氟化物、苯基膦四氟化物和其它氟苯基膦類化合物；以及二乙氨基三的氟化硫式(5)表示的化合物
其中R2、R3、R4和R5是相同或不同的有1-6個(gè)碳原子的烷基或芳基，R2和R3或R4和R5可鍵合形成含有一個(gè)或多個(gè)氮原子或含有一個(gè)或多個(gè)氮原子和其它雜原子的環(huán)，R2和R4可鍵合形成含有一個(gè)或多個(gè)氮原子或含有一個(gè)或多個(gè)氮原子和其它雜原子的環(huán)，X1是氟原子，X2是氟原子或氯原子，X1和X2可以分別與碳原子形成一個(gè)共價(jià)鍵，或X1單獨(dú)形成一個(gè)共價(jià)鍵而X2可以一個(gè)離子對的形式存在；優(yōu)選式(5-1)表示的雙-二烷基胺二氟甲烷
其中R2、R3、R4和R5與式(5)相同；更優(yōu)選式(5-2)表示的2，2-二氟-1，3-二甲基咪唑啉。
在式(5)中，R2、R3、R4和R5表示的取代基是有1-6個(gè)碳原子的烷基或芳基，包括例如甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、正戊基、正己基和苯基。
式中的R2和R4可鍵合形成一個(gè)5員或6員環(huán)。或者，R2和R3或R4和R5可分別地彼此鍵合形成一個(gè)含有氮原子和3-5個(gè)碳原子的雜環(huán)。
式(5)表示的典型化合物包括例如雙-二甲基氨基-二氟甲烷、雙-二乙基氨基-二氟甲烷、雙-二丙基氨基-二氟甲烷、雙-二異丙基氨基-二氟甲烷、雙-二正丁基氨基-二氟甲烷、雙-二異丁基氨基-二氟甲烷、雙-二叔丁基氨基-二氟甲烷、雙-二正戊基氨基-二氟甲烷、雙-二正己基氨基-二氟甲烷、2，2-二氟-1，3-二甲基咪唑啉、2，2-二氟-1-乙基-3-甲基咪唑啉、2，2-二氟-1，3-二乙基咪唑啉、2，2-二氟-1，3-二正丙基咪唑啉、2，2-二氟-1，3-二異丙基咪唑啉、2，2-二氟-1，3-二正丁基咪唑啉、N，N-二甲基-N’-甲基-N’-苯基-二氨基二氟甲烷和雙哌啶基二氟甲烷。但是，本發(fā)明不局限于這些例子。
R2和R3或R4和R5可分別鍵合形成的含有氮原子、優(yōu)選含有3-5個(gè)碳原子的雜環(huán)的例子包括吡咯烷環(huán)和哌啶環(huán)。
R2和R4鍵合形成的有2個(gè)氮原子的5員或6員環(huán)雜環(huán)的例子包括咪唑啉環(huán)、嘧啶環(huán)和嘧啶酮環(huán)。
這些化合物可通過氟堿金屬鹽與式(6)表示的四烷基氯甲脒鎓氯化物反應(yīng)制備
其中R2、R3、R4和R5是相同或不同的有1-6個(gè)碳原子的烷基或芳基，R2和R3或R4和R5可鍵合形成一個(gè)含有一個(gè)或多個(gè)氮原子或含有一個(gè)或多個(gè)氮原子和其它雜原子的環(huán)，R2和R3可鍵合形成含有一個(gè)或多個(gè)氮原子或含有一個(gè)或多個(gè)氮原子和其它雜原子的環(huán)。
可使用的氟堿金屬鹽的例子包括例如氟化銫、氟化銣、氟化鉀和氟化鈉。從經(jīng)濟(jì)和反應(yīng)效果的角度而言，優(yōu)選將噴霧干燥的氟化鉀用于氟化反應(yīng)。通過在溶劑中進(jìn)行鹵交換反應(yīng)可安全容易地得到式(6)化合物。
在式(5)中具有氯離子對的化合物的制備中，在鹵交換反應(yīng)中，1摩爾式(6)表示的化合物使用的氟的堿金屬鹽的量通常為1摩爾或大于1摩爾，優(yōu)選1-1.5摩爾。當(dāng)用量小于1摩爾時(shí)，反應(yīng)后殘留有未反應(yīng)的氯化物。當(dāng)用量超過1.5摩爾時(shí)，二氟化合物的生成趨于增加。
但是，對于取代氟苯的制備，二氟化合物的污染根本不會(huì)導(dǎo)致問題。
對于反應(yīng)溶劑沒有特別嚴(yán)格的規(guī)定，只要溶劑不與式(5)和(6)表示的化合物反應(yīng)即可。
優(yōu)選的溶劑是乙腈、二甲基甲酰胺、1，3-二甲基-2-咪唑啉酮、二氯甲烷和1，2-二氯乙烷。對于溶劑的量沒有特別的限定。從反應(yīng)效率和操作能力角度而言，優(yōu)選的用量通常為反應(yīng)物質(zhì)重量的1-10倍。
對于反應(yīng)溫度沒有特別的限定。從反應(yīng)速度和生產(chǎn)安全的角度而言，反應(yīng)溫度通常在-20-150℃范圍內(nèi)，優(yōu)選0-100℃。
制備式(5)表示的化合物的鹵交換反應(yīng)還可在相轉(zhuǎn)移催化劑存在下進(jìn)行，諸如四烷基銨鹽和四烷基鏻鹽。
生成的式(5)表示的化合物可以以鹵交換反應(yīng)混合物的形式原樣使用，用于下一步氟取代的芳族化合物的合成。式(5)化合物還可在從反應(yīng)混合物濾除無機(jī)鹽后使用，或還可在濾除無機(jī)鹽并通過蒸餾或結(jié)晶分離后使用。
可用于制備式(5)表示的化合物的式(6)所示的化合物可通過用光氣、硫酰氯和其它氯化劑氯化四烷基脲、四烷基硫脲、1，3-二烷基咪唑啉酮和1，3-二烷基咪唑啉-2硫酮制備。
例如可容易地通過日本專利昭59-25375所述的方法制備2-氯-1，3-二甲基咪唑啉鎓氯化物。
在本發(fā)明中用于鹵交換反應(yīng)的氟的堿金屬鹽的量對于四烷基氯甲脒氯化鹽為2當(dāng)量或更多，優(yōu)選2-5當(dāng)量。當(dāng)用量小于2當(dāng)量時(shí)，反應(yīng)后殘留未反應(yīng)的氯化物。用量大于5當(dāng)量對于反應(yīng)沒有明顯改進(jìn)。
下文將詳細(xì)描述使用上述氟化劑對式(1)所示羥基化合物的堿金屬或堿土金屬鹽的氟化反應(yīng)。
可使用的氟化劑是上述氟化劑，優(yōu)選式(5)表示的雙-二烷基氨基二氟甲烷，更優(yōu)選式(5-1)表示的雙-二烷基氨基二氟甲烷，最優(yōu)選式(5-1)所示的2，2-二氟-1，3-二甲基咪唑啉。
對于式(1)所示羥基化合物中的官能團(tuán)(式(1)中的-OM)，氟化劑的用量優(yōu)選1當(dāng)量或更多，更優(yōu)選1-10當(dāng)量。當(dāng)用量小于1當(dāng)量時(shí)，殘留有未反應(yīng)的羥基。因此，當(dāng)需要含有羥基和氟基的化合物時(shí)，適宜將用量調(diào)整到小于1當(dāng)量的范圍內(nèi)。
對于反應(yīng)溶劑沒有特別的限定，只要溶劑對于氟化劑、羥基化合物的堿金屬或堿土金屬鹽和反應(yīng)生成的氟取代的芳族化合物呈惰性即可。
優(yōu)選的溶劑是乙腈、二氯甲烷、氯仿、1，2-二氯乙烷、N-甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺和1，3-二甲基-2-咪唑啉酮。
反應(yīng)溫度優(yōu)選在0-200℃范圍內(nèi)，更優(yōu)選40-150℃。當(dāng)溫度低于0℃時(shí)，反應(yīng)速度變得緩慢，操作變得復(fù)雜。超過200℃的溫度降低了氟化劑的穩(wěn)定性。
反應(yīng)形成的氟取代的芳族化合物可通過濃縮或萃取從反應(yīng)混合物中容易的分離。當(dāng)用雙-二烷基氨基二氟甲烷作為氟化劑時(shí)，其在反應(yīng)完成后可以四烷基脲或1，3-二烷基咪唑啉酮的形式回收。
可用上述工藝經(jīng)氯化將回收的化合物轉(zhuǎn)化為式(6)表示的氯甲脒鎓氯化物。形成的式(6)表示的化合物可與氟的堿金屬鹽連續(xù)進(jìn)行鹵交換反應(yīng)。這樣，可再次得到式(5)表示的化合物。
在本發(fā)明的方法中，當(dāng)羥基芳族化合物是4，4’-二羥基二苯酮或4，4’-二羥基二苯基砜的二鈉鹽或二鉀鹽時(shí)，可得到相應(yīng)的4，4’-二氟二苯酮或4，4’-二氟二苯基砜產(chǎn)物。為了提高選擇性，優(yōu)選過量使用氟化劑，即，2-10當(dāng)量。另外，當(dāng)用雙-二烷基氨基二氟甲烷作為氟化劑時(shí)，優(yōu)選將4，4’-二羥基二苯酮或4，4’-二羥基二苯基砜的二鈉鹽或二鉀鹽滴加到雙-二烷基氨基二氟甲烷中。
通過本發(fā)明的方法，可得到分別與式(1)相應(yīng)的式(4)表示的氟取代的芳族化合物。(D)與式(1)中X1是(a)組取代基的羥基化合物相應(yīng)的式(4)表示的氟取代的芳族化合物2-甲基氟苯、3-甲基氟苯、4-甲基氟苯、2-乙基氟苯、3-乙基氟苯、4-乙基氟苯、2，3-二甲基氟苯、2，4-二甲基氟苯、2，5-二甲基氟苯、2，6-二甲基氟苯、3，4-二甲基氟苯、3，5-二甲基氟苯、2-甲氧基氟苯、3-甲氧基氟苯、4-甲氧基氟苯、2-乙氧基氟苯、3-乙氧基氟苯、4-乙氧基氟苯、2，3-二甲氧基氟苯、2，6-二甲氧基氟苯、3，4-二甲氧基氟苯、3，5-二甲氧基氟苯、2-氟聯(lián)苯、3-氟聯(lián)苯、4-氟聯(lián)苯、2，6-二苯基氟苯、4-苯氧基氟苯、2-硝基氟苯、3-硝基氟苯、4-硝基氟苯、2，4-二硝基氟苯、2，5-二硝基氟苯、2，4，6-三硝基氟苯、2-氰基氟苯、3-氰基氟苯、4-氰基氟苯、2-氯氟苯、3-氯氟苯、4-氯氟苯、2，4-二氯氟苯、2，5-二氯氟苯、2，6-二氯氟苯、3，4-二氯氟苯、3，5-二氯氟苯、2，4，6-三氯氟苯、2，4，5-三氯氟苯、五氯氟苯、1，2-二氟苯、1，3-二氟苯、1，4-二氟苯、1，2，4-三氟苯、1，2，5-三氟苯、1，2，6-三氟苯、1，3，4-三氟苯、1，3，5-三氟苯、1，2，4，6-四氟苯、1，2，4，5-四氟苯、六氟苯、2-溴氟苯、3-溴氟苯、4-溴氟苯、2，4-二溴氟苯、2，5-二溴氟苯、2，6-二溴氟苯、3，4-二溴氟苯、3，5-二溴氟苯、2，4，6-三溴氟苯、2，4，5-三溴氟苯、五溴氟苯、2-氟苯甲醛、3-氟苯甲醛、4-氟苯甲醛、2-氟苯乙酮、3-氟苯乙酮、4-氟苯乙酮、2-氟二苯酮、3-氟二苯酮、4-氟二苯酮、2-三氟甲基氟苯、3-三氟甲基氟苯、4-三氟甲基氟苯、2-三氯甲基氟苯、3-三氯甲基氟苯、4-三氯甲基氟苯、2-三氟甲氧基氟苯、3-三氟甲氧基氟苯、4-三氟甲氧基氟苯、2-三氯甲氧基氟苯、3-三氯甲氧基氟苯、4-三氯甲氧基氟苯、2-氟苯基甲基砜、3-氟苯基甲基砜、4-氟苯基甲基砜、2-羥基二苯基砜、4-羥基二苯基砜、4-氟苯基甲基亞砜、4-氟二苯基亞砜、4-氟苯基甲基硫醚、4-氟二苯基硫醚；(E)與式(1)中X1是(b)組取代基的羥基化合物相應(yīng)的式(4)表示的氟取代的芳族化合物2，2’-二氟二苯基砜、2，3’-二氟二苯基砜、2，4’-二氟二苯基砜、3，3’-二氟二苯基砜、3，4’-二氟二苯基砜、4，4’-二氟二苯基砜、4-甲基-4’-氟二苯基砜、4-甲氧基-4’-氟二苯基砜、4-苯基-4’-氟二苯基砜、4-硝基-4’-氟二苯基砜、4-氰基-4’-氟二苯基砜、4-氯-4’-氟二苯基砜、4-溴-4’-氟二苯基砜、4-乙?；?4’-氟二苯基砜、4-苯甲?；?4’-氟二苯基砜、4-三氟甲基-4’-氟二苯基砜、4-三氯甲基-4’-氟二苯基砜、4-三氟甲氧基-4’-氟二苯基砜、4-三氯甲氧基-4’-氟二苯基砜、4-甲磺?；?4’-氟二苯基砜、4-苯磺?；?4’-氟二苯基砜、2，2’-二氟二苯基亞砜、2，3’-二氟二苯基亞砜、2，4’-二氟二苯基亞砜、3，3’-二氟二苯基亞砜、3，4’-二氟二苯基亞砜、4，4’-二氟二苯基亞砜、4-甲基-4’-氟二苯基亞砜、4-甲氧基-4’-氟二苯基亞砜、4-苯基-4’-氟二苯基亞砜、4-硝基-4’-氟二苯基亞砜、4-氰基-4’-氟二苯基亞砜、4-氯-4’-氟二苯基亞砜、4-溴-4’-羥基二苯基亞砜、4-乙?；?4’-氟二苯基亞砜、4-苯甲?；?4’-氟二苯基亞砜、4-三氟甲基-4’-氟二苯基亞砜、4-三氯甲基-4’-氟二苯基亞砜、4-三氟甲氧基-4’-氟二苯基亞砜、4-三氯甲氧基-4’-氟二苯基亞砜、2，2’-二氟二苯基硫醚、2，3’-二氟二苯基硫醚、2，4’-二氟二苯基硫醚、3，3’-二氟二苯基硫醚、3，4’-二氟二苯基硫醚、4，4’-二氟二苯基硫醚、4-甲基-4’-氟二苯基硫醚、4-甲氧基-4’-氟二苯基硫醚、4-苯基-4’-氟二苯基硫醚、4-硝基-4’-氟二苯基硫醚、4-氰基-4’-氟二苯基硫醚、4-氯-4’-氟二苯基硫醚、4-溴-4’-氟二苯基硫醚、4-乙?；?4’-氟二苯基硫醚、4-苯甲酰基-4’-氟二苯基硫醚、4-三氟甲基-4’-氟二苯基硫醚、4-三氯甲基-4’-氟二苯基硫醚、4-三氟甲氧基-4’-氟二苯基硫醚、4-三氯甲氧基-4’-氟二苯基硫醚、2，2’-二氟二苯基醚、2，3’-二氟二苯基醚、2，4’-二氟二苯基醚、3，3’-二氟二苯基醚、3，4’-二氟二苯基醚、4，4’-二氟二苯基醚、4-甲基-4’-氟二苯基醚、4-甲氧基-4’-氟二苯基醚、4-苯基-4’-氟二苯基醚、4-硝基-4’-氟二苯基醚、4-氰基-4’-氟二苯基醚、4-氯-4’-氟二苯基醚、4-溴-4’-氟二苯基醚、4-乙?；?4’-氟二苯基醚、4-苯甲?；?4’-氟二苯基醚、4-三氟甲基-4’-氟二苯基醚、4-三氯甲基-4’-氟二苯基醚、4-三氟甲氧基-4’-氟二苯基醚、4-三氯甲氧基-4’-氟二苯基醚、4-甲磺?；?4’-氟二苯基醚、4-苯磺酰基-4’-氟二苯基醚、2，2’-二氟二苯酮、2，3’-二氟二苯酮、2，4’-二氟二苯酮、3，3’-二氟二苯酮、3，4’-二氟二苯酮、4，4’-二氟二苯酮、4-甲基-4’-氟二苯酮、4-甲氧基-4’-氟二苯酮、4-苯基-4’-氟二苯酮、4-硝基-4’-氟二苯酮、4-氰基-4’-氟二苯酮、4-氯-4’-氟二苯酮、4-溴-4’-氟二苯酮、4-乙?；?4’-氟二苯酮、4-苯甲?；?4’-氟二苯酮、4-三氟甲基-4’-氟二苯酮、4-三氯甲基-4’-氟二苯酮、4-三氟甲氧基-4’-氟二苯酮、4-三氯甲氧基-4’-氟二苯酮、4-甲磺?；?4’-氟二苯酮、4-苯磺?；?4’-氟二苯酮、2，2’-二氟二苯基甲烷、2，3’-二氟二苯基甲烷、2，4’-二氟二苯基甲烷、3，3’-二氟二苯基甲烷、3，4’-二氟二苯基甲烷、4，4’-二氟二苯基甲烷、4-甲基-4’-氟二苯基甲烷、4-甲氧基-4’-氟二苯基甲烷、4-苯基-4’-氟二苯基甲烷、4-硝基-4’-氟二苯基甲烷、4-氰基-4’-氟二苯基甲烷、4-氯-4’-氟二苯基甲烷、4-溴-4’-氟二苯基甲烷、4-乙酰基-4’-氟二苯基甲烷、4-苯甲?；?4’-氟二苯基甲烷、4-三氟甲基-4’-氟二苯基甲烷、4-三氯甲基-4’-氟二苯基甲烷、4-三氟甲氧基-4’-氟二苯基甲烷、4-三氯甲氧基-4’-氟二苯基甲烷、4-甲磺?；?4’-氟二苯基甲烷、4-苯磺酰基-4’-氟二苯基甲烷、2，2’-雙(2-氟苯基)丙烷、2-(2-氟苯基)-2-(3-氟苯基)丙烷、2-(2-氟苯基)-2-(4-氟苯基)丙烷、2，2-二(3-氟苯基)丙烷、2-(3-氟苯基)-2-(4-氟苯基)丙烷、2，2-二(4-氟苯基)丙烷、2-(4-甲基苯基)-2-(4-氟苯基)丙烷、2-(4-甲氧基苯基)-2-(4-氟苯基)丙烷、2-(4-苯基苯基)-2-(4-氟苯基)丙烷、2-(4-硝基苯基)-2-(4-氟苯基)丙烷、2-(4-氰基苯基)-2-(4-氟苯基)丙烷、2-(4-氯苯基)-2-(4-氟苯基)丙烷、2-(4-乙?；交?-2-(4-氟苯基)丙烷、2-(4-苯甲?；交?-2-(4-氟苯基)丙烷、2-(4-三氟甲基苯基)-2-(4-氟苯基)丙烷、2-(4-三氯甲基苯基)-2-(4-氟苯基)丙烷、2-(4-三氟甲氧基苯基)-2-(4-氟苯基)丙烷、2-(4-三氯甲氧基苯基)-2-(4-氟苯基)丙烷、2-(4-甲磺酰基苯基)-2-(4-氟苯基)丙烷、2-(4-苯磺酰基苯基)-2-(4-氟苯基)丙烷、2，2-雙(2-氟苯基)-1，1，1，3，3，3-六氟丙烷、2-(2-氟苯基)-2-(3-氟苯基)-1，1，1，3，3，3-六氟丙烷、2-(2-氟苯基)-2-(4-氟苯基)-1，1，1，3，3，3-六氟丙烷、2，2-二(3-氟苯基)-1，1，1，3，3，3-六氟丙烷、2-(3-氟苯基)-2-(4-氟苯基)-1，1，1，3，3，3-六氟丙烷、2，2-二(4-氟苯基)-1，1，1，3，3，3-六氟丙烷、2-(4-甲基苯基)-2-(4-氟苯基)-1，1，1，3，3，3-六氟丙烷、2-(4-甲氧基苯基)-2-(4-氟苯基)-1，1，1，3，3，3-六氟丙烷、2-(4-苯基苯基)-2-(4-氟苯基)-1，1，1，3，3，3-六氟丙烷、2-(4-硝基苯基)-2-(4-氟苯基)-1，1，1，3，3，3-六氟丙烷、2-(4-氰基苯基)-2-(4-氟苯基)-1，1，1，3，3，3-六氟丙烷、2-(4-氯苯基)-2-(4-氟苯基)-1，1，1，3，3，3-六氟丙烷、2-(4-乙酰基苯基)-2-氟苯基)-1，1，1，3，3，3-六氟丙烷、2-(4-苯甲?；交?-2-(4-氟苯基)-1，1，1，3，3，3-六氟丙烷、2-(4-三氟甲基苯基)-2-(4-氟苯基)-1，1，1，3，3，3-六氟丙烷、2-(4-三氯甲基苯基)-2-(4-氟苯基)-1，1，1，3，3，3-六氟丙烷、2-(4-三氟甲氧基苯基)-2-(4-氟苯基)-1，1，1，3，3，3-六氟丙烷、2-(4-三氯甲氧基苯基)-2-(4-氟苯基)-1，1，1，3，3，3-六氟丙烷、2-(4-甲磺?；交?-2-(4-氟苯基)-1，1，1，3，3，3-六氟丙烷、2-(4-磺?；酋；交?-2-(4-氟苯基)-1，1，1，3，3，3-六氟丙烷；(F)與式(1)中X1是(c)組取代基的羥基化合物相應(yīng)的式(4)表示的氟取代的芳族化合物2，2’-二氟聯(lián)苯、2，3’-二氟聯(lián)苯、2，4’-二氟聯(lián)苯、3，3’-二氟聯(lián)苯、3，4’-二氟聯(lián)苯、4，4’-二氟聯(lián)苯、4-甲基4’-氟聯(lián)苯、4-甲氧基4’-氟聯(lián)苯、4-苯基-4’-氟聯(lián)苯、4-硝基4’-氟聯(lián)苯、4-氰基-4’-氟聯(lián)苯、4-氯-4’-氟聯(lián)苯、4-溴-4’-氟聯(lián)苯、4-乙?；?4’-氟聯(lián)苯、4-苯甲?；?4’-氟聯(lián)苯、4-三氟甲基-4’-氟聯(lián)苯、4-三氯甲基-4’-氟聯(lián)苯、4-三氟甲氧基-4’-氟聯(lián)苯、4-三氯甲氧基-4’-氟聯(lián)苯、4-甲磺?；?4’-氟聯(lián)苯、4-苯磺?；?4 ’-氟聯(lián)苯，2-氟苯基三氟甲基砜、3-氟苯基三氟甲基砜、4-氟苯基三氟甲基砜、2-氟苯基三氯甲基砜、3-氟苯基三氯甲基砜、4-氟苯基三氯甲基砜、4-氟苯基三氟甲基亞砜、4-氟苯基三氯甲基亞砜、4-氟苯基三氟甲基硫醚、4-氟苯基三氯甲基硫醚、2-氟苯基三氟甲基酮、3-氟苯基三氟甲基酮、4-氟苯基三氟甲基酮、2-氟苯基三氯甲基酮、3-氟苯基三氯甲基酮、4-氟苯基三氯甲基酮。
下文將通過實(shí)施例的方式詳細(xì)描述本發(fā)明。
但是，這些實(shí)施例不對本發(fā)明的范圍構(gòu)成限制。通過DFI與苯胺的反應(yīng)轉(zhuǎn)化成衍生物后，用高效色譜(下文簡稱HPLC)確定合成實(shí)施例1中在乙腈溶液中的2，2-二氟-1，3-二甲基咪唑啉(下文簡稱為DFI)的濃度。
氟離子的濃度(下文簡稱F-)使用鑭茜素氨羧絡(luò)合劑通過吸光分析確定。合成實(shí)施例1合成2，2-二氟-1，3-二甲基咪唑啉(DFI)向500ml四頸反應(yīng)燒瓶中裝入80.0g(0.452mol)的2-氯-1，3-二甲基咪唑啉鎓氯化物、105.1g(1.810mol)噴霧干燥的氟化鉀和320ml乙腈，在氮?dú)鈿夥障略?0℃反應(yīng)17小時(shí)。反應(yīng)物質(zhì)冷卻到25℃，從反應(yīng)物質(zhì)中分離出無機(jī)鹽。這樣得到的DFI(分子量136.14)的乙腈溶液為414.2g。乙腈中DFI的濃度為11.4％。在減壓下蒸餾溶液，得到32g純度97.8％的DFI。產(chǎn)率77％。
得到的DFI具有下述性質(zhì)。沸點(diǎn)47.0℃/37mmHg，F(xiàn)IMS136(M+)，117(M+-F)，IR(凈)cm-11486，1385，1295，1242，1085，966，F(xiàn)-分析計(jì)算值27.9％，實(shí)驗(yàn)值27.7％，1H-NMR(δ，ppm，CDCl3，TMS參考)2.52(s，6H，-CH3×2)，3.05(s，4H，-CH2-CH2-)，128.5(t，J＝230Hz，＝CF2)，13C-NMR(δ，ppm，CDCl3，-45℃，CDCl3參考)3.14(s，-CH3×2)，47.6(s，-CH2-CH2-)，128.5(t，J＝230Hz，＝CF2)，19F-NMR(δ，ppm，CDCl3，-45℃，CDCl3參考)-70.9(s，＝CF2)。合成實(shí)施例2合成對硝基苯酚的鉀鹽向裝備了Dien Stark阱的500ml四頸燒瓶中裝入27.8g(0.2mol)的對硝基苯酚和82.5g(0.2mol)13.6重量％的氫氧化鉀水溶液，在氮?dú)鈿夥障略?0℃反應(yīng)30分鐘。連續(xù)加入300g甲苯，在氮?dú)鈿夥障录訜?，同時(shí)在Dien Stark阱中分離蒸餾出的水-甲苯混合物，將甲苯單獨(dú)返回到反應(yīng)燒瓶中。達(dá)到110℃內(nèi)部溫度后，在相同溫度下繼續(xù)反應(yīng)2小時(shí)。過濾生成的對硝基苯酚鉀鹽的甲苯淤漿，在5.33kPa(40mmHg)、160℃干燥4小時(shí)，得到34.4g對硝基苯酚鉀鹽。產(chǎn)率97％。合成實(shí)施例3合成4，4’-二羥基二苯酮的二鉀鹽向裝備了Dien Stark阱的1000ml四頸燒瓶中裝入42.8g(0.2mol)的二羥基二苯酮和165g(0.4mol)13.6重量％的氫氧化鉀水溶液，在30℃反應(yīng)30分鐘。
連續(xù)加入500g甲苯，在氮?dú)鈿夥障录訜?，同時(shí)在Dien Stark阱中分離蒸餾出的水-甲苯混合物，將甲苯單獨(dú)返回到反應(yīng)燒瓶中。達(dá)到110℃內(nèi)部溫度后，在相同溫度下繼續(xù)反應(yīng)2小時(shí)。過濾生成的4，4’-二羥基二苯酮的二鉀鹽的甲苯淤漿，在5.33kPa(40mmHg)、160℃干燥4小時(shí)，得到56.9g 4，4’-二羥基二苯酮的二鉀鹽。產(chǎn)率98％。合成實(shí)施例4合成4，4’-二羥基二苯基砜的二鉀鹽向裝備了攪拌器、溫度計(jì)、有冷凝器的Dien Stark阱和100ml滴液漏斗的的500ml四頸燒瓶中裝入30.0g(0.12mol)的4，4’-二羥基二苯基砜、200.9g 1，3-二甲基2-咪唑啉酮和96.7g對二甲苯，在氮?dú)鈿夥障录訜岬?15℃。
從滴液漏斗在1.5小時(shí)期間向混合物滴加50.7g(0.24mol)26.1重量％的氫氧化鉀水溶液，同時(shí)在Dien Stark阱中分離蒸餾出的水-對二甲苯混合物，將對二甲苯單獨(dú)返回到反應(yīng)燒瓶中。達(dá)到160℃內(nèi)部溫度后，結(jié)束加熱，冷卻反應(yīng)物質(zhì)。過濾生成的4，4’-二羥基二苯基砜的二鉀鹽的淤漿，用甲苯洗滌，在5.33kPa(40mmHg)、120℃干燥8小時(shí)，并在5.33kPa(40mmHg)、160℃再干燥5小時(shí)，得到35.8g4，4’-二羥基二苯基砜的二鉀鹽。產(chǎn)率92％。實(shí)施例1在有攪拌器和冷凝器的50ml燒瓶中裝入1.10g(6.2m mol)的對硝基苯酚鉀鹽和40g乙腈，連續(xù)加入6.34g(46.6m mol)DFI，在氮?dú)鈿夥障略?4℃回流加熱8小時(shí)。反應(yīng)完成后，將反應(yīng)物質(zhì)進(jìn)行GC-MS分析，證實(shí)對硝基氟苯的形成。GC分析表明反應(yīng)產(chǎn)率為93.6％。實(shí)施例2在有攪拌器和冷凝器的50ml燒瓶中裝入1.10g(6.2m mol)的對硝基苯酚鉀鹽和40g乙腈，連續(xù)加入0.86g(6.3m mol)DFI，在氮?dú)鈿夥障略?4℃回流加熱5小時(shí)。反應(yīng)完成后，將反應(yīng)物質(zhì)進(jìn)行GC-MS分析，證實(shí)對硝基氟苯的形成。GC分析表明反應(yīng)產(chǎn)率為50.8％。實(shí)施例3在反應(yīng)容器中裝入1.54g(5.00m mol)的4，4’-二羥基二苯酮的二鉀鹽、4.08g(30.00m mol)DFI和40ml乙腈，在氮?dú)鈿夥障略?0℃反應(yīng)8小時(shí)。反應(yīng)完成后，將反應(yīng)物質(zhì)進(jìn)行GC-MS分析，通過母離子218和基峰123確定4，4’-二氟二苯酮的形成。GC分析表明反應(yīng)產(chǎn)率為50％。實(shí)施例4在反應(yīng)容器中裝入0.31g(1.07m mol)的4，4’-二羥基二苯酮的二鉀鹽、0.29g(2.14m mol)DFI和30ml硝基苯，在氮?dú)鈿夥障略?20℃反應(yīng)4小時(shí)。反應(yīng)完成后，將反應(yīng)物質(zhì)進(jìn)行GC-MS分析，通過母離子218和基峰123確定4，4’-二氟二苯酮的形成。GC分析表明反應(yīng)產(chǎn)率為45％。比較實(shí)施例1在反應(yīng)容器中裝入1.07g(5.00m mol)的4，4’-二羥基二苯酮、4.08g(30.00mmol)DFI和50ml乙腈，在氮?dú)鈿夥障略?4℃反應(yīng)4小時(shí)。反應(yīng)完成后，將反應(yīng)物質(zhì)進(jìn)行GC-MS分析，通過母離子218和基峰123確定4，4’-二氟二苯酮的形成。GC分析表明反應(yīng)產(chǎn)率為20％。實(shí)施例5在反應(yīng)容器中裝入1.18g(4.12m mol)的4，4’-二羥基二苯基砜一鉀鹽、2.33g(17.09m mol)DFI和10ml乙腈，在氮?dú)鈿夥障略?4℃反應(yīng)16小時(shí)。反應(yīng)完成后，用NaOH水溶液水解過量的DFI，通過加入鹽酸水溶液將生成的混合物酸化，用醚萃取。將醚溶液進(jìn)行薄層色譜，通過EI-MASS分子離子峰252證實(shí)4-氟-4’-羥基二苯基砜的形成。HPLC分析表明的反應(yīng)產(chǎn)率為64％。實(shí)施例6在反應(yīng)容器中裝入2.82g(8.64m mol)的4，4’-二羥基二苯基砜二鉀鹽、7.01g(51.49m mol)DFI和20ml乙腈，在氮?dú)鈿夥障略?4℃反應(yīng)10小時(shí)。反應(yīng)完成后，用NaOH水溶液水解過量的DFI，通過加入鹽酸水溶液將生成的混合物酸化，用醚萃取。將醚溶液進(jìn)行薄層色譜，通過EI-MASS分子離子峰254證實(shí)4，4’-二氟二苯基砜的形成。HPLC分析表明的反應(yīng)產(chǎn)率為44％。實(shí)施例7在反應(yīng)容器中裝入19.75g(145.07m mol)DFI和30ml乙腈，在氮?dú)鈿夥障略?4℃加熱。在9小時(shí)期間連續(xù)滴加由4.91g(15.04m mol)4，4’-二羥基二苯基砜二鉀鹽和60ml乙腈組成的淤漿溶液，在相同溫度再反應(yīng)5小時(shí)。HPLC分析表明4，4’-二氟二苯基砜的反應(yīng)產(chǎn)率為70％。比較實(shí)施例2在反應(yīng)容器中裝入1.08g(4.32m mol)4，4’-二羥基二苯基砜、1.28g(9.38mmol)DFI和10ml乙腈，在氮?dú)鈿夥障略?4℃反應(yīng)6小時(shí)。HPLC分析表明4，4’-二氟二苯基砜的反應(yīng)產(chǎn)率為7％。
權(quán)利要求
1.一種制備方法，包括式(1)表示的化合物與有機(jī)氟化劑反應(yīng)，
其中M是堿金屬或堿土金屬原子，a和b是相同或不同的1-5的整數(shù)且a+b是6或小于6，X1是選自下列(a)、(b)和(c)組的單價(jià)基團(tuán)(a)選自鹵素原子、烷基、烷氧基、芳基、芳氧基、硝基、氰基、酰基、全鹵代的烷基、全鹵代的烷氧基、烷基磺?；⒎蓟酋；⑼榛鶃嗧?、芳基亞砜、烷基硫醚和芳基硫醚基團(tuán)的單價(jià)基團(tuán)；(b)式(2)表示的基團(tuán)，
其中Y1是選自磺?；嗧?、硫醚、醚、羰基、1-3個(gè)碳原子的二價(jià)亞烷基、1-3個(gè)碳原子的全氟代亞烷基的二價(jià)基團(tuán)和直接鍵，X2是選自上述X1所示的單價(jià)基團(tuán)和羥基的堿金屬或堿土金屬鹽，c是1-5的整數(shù)；和(c)式(3)表示的基團(tuán)，R-Y1- (3)其中Y1與式(2)的相同，R是全鹵代的烷基；制備式(4)表示的氟取代的芳族化合物
其中a、b和X1與上述(1)相同。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的制備方法，其中式(1)表示的化合物是式(1-1)表示的酚鹽
其中M是堿金屬或堿土金屬原子，c是1-5的整數(shù)、R1是鹵原子、烷基、烷氧基、芳基、芳氧基、硝基、氰基、酰基、全鹵代的烷基、全鹵代的烷氧基、烷基磺酰基、芳基磺?；⑼榛鶃嗧?、芳基亞砜、烷基硫醚或芳基硫醚基團(tuán)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的制備方法，其中式(4)表示的氟取代的芳族化合物是式(4-1)表示的取代的氟苯
其中b是1-5的整數(shù)，R1是鹵原子、烷基、烷氧基、芳基、芳氧基、硝基、氰基、?；?、全鹵代的烷基、全鹵代的烷氧基、烷基磺酰基、芳基磺?；⑼榛鶃嗧?、芳基亞砜、烷基硫醚或芳基硫醚基團(tuán)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的制備方法，其中式(1)表示的化合物是式(1-2)表示的羥基二苯酮的堿金屬或堿土金屬鹽
其中e和f是相同或不同的0-5的整數(shù)，但是當(dāng)e是0時(shí)，f是1或大于1，當(dāng)f是0時(shí)，e是1或大于1，M是堿金屬或堿土金屬原子。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的制備方法，其中式(4)表示的氟取代的芳族化合物是式(4-2)表示的氟取代的二苯酮
其中g(shù)和h是0或1且不同時(shí)為0，e和f是0或1且不同時(shí)為，當(dāng)g是0時(shí)，e是0或1，當(dāng)g是1時(shí)，e是0，當(dāng)h是0時(shí)，f是0或1，當(dāng)h是1時(shí)，f是0。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的制備方法，其中式(1)表示的化合物是4，4’-二羥基二苯酮，式(4)表示的氟取代的芳族化合物是4，4’-二氟二苯酮。
7.根據(jù)權(quán)利要求5的制備方法，其中式(1)表示的化合物是4，4’-二羥基二苯酮，式(4)表示的氟取代的芳族化合物是4-羥基-4’-氟二苯酮。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的制備方法，其中式(1)表示的化合物是式(1-3)表示的羥基二芳基砜的堿金屬或堿土金屬鹽
其中e、f和M與式(1-2)相同。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的制備方法，其中式(4)表示的氟取代的芳族化合物是式(4-3)表示的氟取代的二芳基砜
其中g(shù)和h是0或1且不同時(shí)為0，e和f是0或1且不同時(shí)為1，當(dāng)g是0時(shí)，e是0或1，當(dāng)g是1時(shí)，e是0，當(dāng)h是0時(shí)，f是0或1，當(dāng)h是1時(shí)，f是0。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的制備方法，其中式(1)表示的化合物是4，4’-二羥基二苯基砜，式(4)表示的氟取代的芳族化合物是4，4’-二氟二苯基砜。
11.根據(jù)權(quán)利要求9的制備方法，其中式(1)表示的化合物是4，4’-二羥基二苯基砜，式(4)表示的氟取代的芳族化合物是4-羥基-4’-氟二苯基砜。
12.根據(jù)權(quán)利要求1的制備方法，其中有機(jī)氟化劑是式(5)表示的化合物
其中R2、R3、R4和R5是相同或不同的有1-6個(gè)碳原子的烷基或芳基，R2和R3或R4和R5可鍵合形成一個(gè)含有氮原子或含有一個(gè)氮原子和其它雜原子的環(huán)，R2和R4可鍵合形成一個(gè)含有氮原子或含有一個(gè)氮原子和其它雜原子的環(huán)，X1是氟原子，X2是氟原子或氯原子，X1和X2可以分別與碳原子形成一個(gè)共價(jià)鍵，或X1單獨(dú)形成一個(gè)共價(jià)鍵而X2可以一個(gè)離子對的形式存在。
13.根據(jù)權(quán)利要求1的制備方法，其中有機(jī)氟化劑是式(5-1)表示的化合物
其中R2、R3、R4和R5定義如式(5)。
14.根據(jù)權(quán)利要求1-11任一項(xiàng)的制備方法，其中有機(jī)氟化劑是式(5-2)表示的2，2’-二氟-1，3-二甲基咪唑啉。
全文摘要
公開了一種制備氟取代的芳族化合物的方法,包括將有一個(gè)羥基的芳族化合物的堿金屬或堿土金屬鹽與有機(jī)氟化劑反應(yīng)。作為典型的氟化劑,例舉了雙－二烷基氨基二氟甲烷化合物,例如2,2’－二氟－1,3－二甲基咪唑啉。根據(jù)該方法,無需特殊設(shè)備,可容易地經(jīng)濟(jì)地制備工業(yè)上有用的氟取代的芳族化合物,例如氟苯、氟取代的二苯酮、氟取代的二芳基砜。
文檔編號C07C205/12GK1263882SQ99120499
公開日2000年8月23日 申請日期1999年12月22日 優(yōu)先權(quán)日1998年12月22日
發(fā)明者后藤謙一, 福村考記, 園田寬, 成瀨純子, 林秀俊, 及川英明, 永田輝幸 申請人:三井化學(xué)株式會(huì)社