本發(fā)明屬于化學(xué)合成技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種3,4,5-三氟-2'-硝基聯(lián)苯的制備方法。

背景技術(shù)：

3,4,5-三氟-2'-硝基聯(lián)苯是制備農(nóng)用殺菌劑氟唑菌酰胺(fluxapyroxad)的重要中間體，其分子式為：c12h6f3no2；cas號為：1056196-56-5；結(jié)構(gòu)式為：

目前，對于3,4,5-三氟-2'-硝基聯(lián)苯的制備方法有以下報(bào)道：cn104529786和wo2009156359分別公開了一種制備3,4,5-三氟-2'-硝基聯(lián)苯的方法：以3,4,5-三氟苯硼酸和鄰氯硝基苯為原料，在鈀催化劑的作用下進(jìn)行suzuki偶聯(lián)反應(yīng)合成3,4,5-三氟-2'-硝基聯(lián)苯，然而芳基硼酸通常需要由鹵代苯經(jīng)格氏試劑、硼酸酯和水解三步合成，合成路線復(fù)雜，成本高，格氏反應(yīng)對反應(yīng)條件要求比較苛刻，工業(yè)化難度較高，并且產(chǎn)生的三廢較多；而且硼酸酯又是一類較昂貴的化工原料，如果通過購買獲得三氟苯硼酸，也會大大增加工業(yè)化生產(chǎn)成本。

wo2010102980公開了一種利用非偶聯(lián)的方法制備3,4,5-三氟-2'-硝基聯(lián)苯的方法，該方法以3,4,5-三氟溴苯為原料，經(jīng)甲?；?、aldol縮合反應(yīng)、diels-alder反應(yīng)、氧化芳構(gòu)化等多步反應(yīng)制備目標(biāo)化合物，該方法步驟復(fù)雜，收率低，并且所用試劑正丁基鋰、硝基甲烷和1,3-丁二烯易燃易爆，危險(xiǎn)性高。

因此，為了實(shí)現(xiàn)3,4,5-三氟-2'-硝基聯(lián)苯的工業(yè)化安全生產(chǎn)，亟需開發(fā)一種新的制備方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種3,4,5-三氟-2'-硝基聯(lián)苯的制備方法，本發(fā)明方法合成路線短，原料廉價(jià)易得，適合于工業(yè)化生產(chǎn)。

為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一方面，本發(fā)明提供一種3,4,5-三氟-2'-硝基聯(lián)苯的制備方法，所述方法為利用式i所示鄰硝基苯甲酸鹽與式ii所示鹵代苯在催化劑存在下發(fā)生脫羧偶聯(lián)反應(yīng)得到所述3,4,5-三氟-2'-硝基聯(lián)苯，所述反應(yīng)的化學(xué)方程式如下：

其中x1為金屬陽離子，x2為cl、br或i中的任意一種。

在本發(fā)明中，x1為金屬陽離子，優(yōu)選為na⁺或k⁺，進(jìn)一步優(yōu)選為k⁺。x2為cl、br或i中的任意一種，優(yōu)選為br。

本發(fā)明以廉價(jià)易得的鄰硝基苯甲酸鹽和鹵代苯為原料，通過脫羧偶聯(lián)反應(yīng)制備得到目標(biāo)化合物3,4,5-三氟-2'-硝基聯(lián)苯，該方法具有步驟短、收率高、原料成本低、三廢少等優(yōu)點(diǎn)。

優(yōu)選地，式i所示鄰硝基苯甲酸鹽與式ii所示鹵代苯的摩爾比為(1-1.2)：1，例如1:1、1.02:1、1.05:1、1.1:1、1.15:1或1.2:1。

優(yōu)選地，所述催化劑的用量為式ii所示鹵代苯質(zhì)量的0.2％-1.5％，例如0.2％、0.3％、0.4％、0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％、1.0％、1.1％、1.2％、1.3％、1.4％或1.5％。

優(yōu)選地，所述催化劑為鈀類催化劑和銅類催化劑的組合。在本發(fā)明中需要同時(shí)使用鈀類催化劑和銅類催化劑才能起到所需的催化效果；若單獨(dú)使用鈀類 催化劑或銅類催化劑則不能實(shí)現(xiàn)所述的偶聯(lián)反應(yīng)。

優(yōu)選地，所述鈀類催化劑和銅類催化劑的質(zhì)量比為(0.019-2.5)：1，例如0.019:1、0.02:1、0.04:1、0.08:1、0.1:1、0.5:1、0.8:1、1:1、1.2:1、1.5:1、1.8:1、2:1、2.3:1或2.5:1。

優(yōu)選地，所述銅類催化劑為一價(jià)銅的無機(jī)鹽或氧化物，優(yōu)選氯化亞銅、溴化亞銅、碘化亞銅、氧化亞銅、醋酸亞銅或碳酸亞銅中的任意一種或至少兩種的組合，進(jìn)一步優(yōu)選為碘化亞銅。

優(yōu)選地，所述鈀類催化劑為二價(jià)鈀化合物、零價(jià)鈀化合物或負(fù)載型鈀中的任意一種或至少兩種的組合。

優(yōu)選地，所述二價(jià)鈀化合物為乙酰丙酮鈀、醋酸鈀、氯化鈀、溴化鈀或碘化鈀中的任意一種或至少兩種的組合。

優(yōu)選地，所述零價(jià)鈀化合物為四(三苯基膦)鈀和/或雙(二亞芐基丙酮)鈀。

優(yōu)選地，所述負(fù)載型鈀為活性炭負(fù)載鈀(pd/c)、分子篩負(fù)載鈀(ms-pd)以及納米材料負(fù)載鈀中的任意一種或至少兩種的組合。

優(yōu)選地，所述鈀類催化劑為氯化鈀。

優(yōu)選地，所述脫羧偶聯(lián)反應(yīng)在配體存在下進(jìn)行，所述配體為菲咯啉類配體和有機(jī)膦類配體的組合。在本發(fā)明中需要同時(shí)使用菲咯啉類配體和有機(jī)膦類配體，而不能單獨(dú)使用菲咯啉類配體或有機(jī)膦類配體。

優(yōu)選地，所述配體的用量為式ii所示鹵代苯質(zhì)量的1.5％-7.5％，例如1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％、5％、5.3％、5.5％、6％、6.5％、7％或7.5％。

在本發(fā)明中，對于所述菲咯啉類配體和有機(jī)膦類配體的質(zhì)量比無限定，只要滿足配體的用量之和為式ii所示鹵代苯質(zhì)量的1.5％-7.5％即可。

優(yōu)選地，所述菲咯啉類配體為1,10-菲咯啉、4,7-二羥基-1,10-菲咯啉、4,7- 二苯基-1,10-菲咯啉、2,9-二甲基-1,10-菲咯啉或3,4,7,8-四甲基-1,10-菲咯啉中的任意一種或至少兩種的組合，優(yōu)選1,10-菲咯啉。

優(yōu)選地，所述有機(jī)膦類配體為三異丙基膦、三丁基膦、三環(huán)戊基膦、三環(huán)己基膦、三苯基膦、異丙基二苯基膦、2-(二叔丁基膦)聯(lián)苯、(±)-2,2'-雙-(二苯膦基)-1,1'-聯(lián)萘(binap)或2,2-聯(lián)吡啶中的任意一種或至少兩種的組合，優(yōu)選三苯基膦。

優(yōu)選地，所述脫羧偶聯(lián)反應(yīng)所使用的溶劑為非質(zhì)子性有機(jī)溶劑。

優(yōu)選地，所述非質(zhì)子性有機(jī)溶劑為喹啉、二甲苯、三甲苯、四甲苯、硝基苯、n,n-二甲基甲酰胺、n-甲基吡咯烷酮或二甲基亞砜中的任意一種或至少兩種的組合，優(yōu)選三甲苯。

優(yōu)選地，所述脫羧偶聯(lián)反應(yīng)的溫度為130-200℃，例如130℃、135℃、140℃、145℃、150℃、155℃、160℃、165℃、170℃、175℃、180℃、185℃、190℃、195℃或200℃。

優(yōu)選地，所述脫羧偶聯(lián)反應(yīng)的時(shí)間為10-30小時(shí)，例如10小時(shí)、12小時(shí)、15小時(shí)、18小時(shí)、20小時(shí)、22小時(shí)、24小時(shí)、26小時(shí)、28小時(shí)或30小時(shí)。

作為優(yōu)選技術(shù)方案，本發(fā)明所述3,4,5-三氟-2'-硝基聯(lián)苯的制備方法為：

利用摩爾比為(1-1.2)：1的式i所示鄰硝基苯甲酸鹽與式ii所示鹵代苯在催化劑和配體存在下，在非質(zhì)子性有機(jī)溶劑中于130-200℃進(jìn)行脫羧偶聯(lián)反應(yīng)10-30小時(shí)，得到所述3,4,5-三氟-2'-硝基聯(lián)苯，所述反應(yīng)的化學(xué)方程式如下：

其中x1為金屬陽離子，x2為cl、br或i中的任意一種。

在本發(fā)明中，反應(yīng)原料可以購買獲得或者也可以自行制備，例如鄰硝基苯甲酸鹽的自制方法為：將鄰硝基苯甲酸與氫氧化鈉或氫氧化鉀加入到有機(jī)溶劑中，攪拌至完全反應(yīng)，過濾并烘干，得到粉末狀固體即為鄰硝基苯甲酸鹽。式ii所示鹵代苯可以購買獲得，原料廉價(jià)易得。

相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明所使用的原料廉價(jià)易得，避免了制備芳基硼酸化合物，合成步驟短，收率較高，其收率高達(dá)75-91％，純度高達(dá)96％以上，生產(chǎn)成本低，無需苛刻的反應(yīng)條件，并且對設(shè)備要求低，三廢排放少，僅為二氧化碳和無機(jī)鹽，安全環(huán)保，適合于工業(yè)化生產(chǎn)。

具體實(shí)施方式

下面通過具體實(shí)施方式來進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明了，所述實(shí)施例僅僅是幫助理解本發(fā)明，不應(yīng)視為對本發(fā)明的具體限制。

實(shí)施例1

在本實(shí)施例中，通過以下方法制備3,4,5-三氟-2'-硝基聯(lián)苯，具體包括以下步驟：

(1)鄰硝基苯甲酸鹽的制備

在1l三口瓶中加入100g鄰硝基苯甲酸，470ml無水乙醇，室溫下滴加氫氧化鉀的乙醇溶液[41.2g氫氧化鉀(質(zhì)量百分含量85％)溶解在470ml無水乙醇中]，室溫下攪拌2小時(shí)，在此過程中有大量淺黃色固體析出，過濾、烘干，得到116g淺黃色粉末狀固體鄰硝基苯甲酸鉀鹽。

(2)3,4,5-三氟-2'-硝基聯(lián)苯的制備

在2l三口瓶中加入108g鄰硝基苯甲酸鉀鹽，105.5g3,4,5-三氟溴苯，2.1g三苯基膦，0.6g1,10-菲咯啉，0.28g氯化亞銅，65mg雙(二亞芐基丙酮)鈀和 500gn,n-二甲基甲酰胺。置換氮?dú)馊?，攪拌升溫?30℃，反應(yīng)30小時(shí)，然后冷卻至室溫，過濾，濾液減壓回收大部分n,n-二甲基甲酰胺，殘余液加入水和甲苯后分出有機(jī)相，并用1％(w/w)鹽酸溶液洗滌有機(jī)相二次，脫溶回收甲苯后得到粗品，加入異丁醇重結(jié)晶得94.9g3,4,5-三氟-2'-硝基聯(lián)苯，收率75％，使用定量hplc分析產(chǎn)品的含量為97％。

實(shí)施例2

在2l三口瓶中加入109g鄰硝基苯甲酸鈉鹽，105.5g3,4,5-三氟溴苯，2.4g2-(二叔丁基膦)聯(lián)苯，0.6g1,10-菲咯啉，0.53g碘化亞銅，0.7gpd/c和500g三甲苯。置換氮?dú)馊?，攪拌升溫?50℃，反應(yīng)30小時(shí)，然后冷卻至室溫，過濾，從濾餅中回收鈀催化劑，濾液用1％(w/w)鹽酸溶液洗滌二次，分出有機(jī)相，脫溶回收三甲苯后得到粗品，加入異丁醇重結(jié)晶得101g3,4,5-三氟-2'-硝基聯(lián)苯，收率80％，使用定量hplc分析產(chǎn)品的含量為96％。

實(shí)施例3

在2l三口瓶中加入108g鄰硝基苯甲酸鉀鹽，83.3g3,4,5-三氟氯苯，2.1g三苯基膦，0.6g1,10-菲咯啉，0.4g溴化亞銅，0.7gms-pd和500g三甲苯。置換氮?dú)馊?，攪拌升溫?60℃，反應(yīng)20小時(shí)，然后冷卻至室溫，過濾，從濾餅中回收鈀催化劑。濾液用1％(w/w)鹽酸溶液洗滌二次，分出有機(jī)相，脫溶回收三甲苯后得到粗品，加入異丁醇重結(jié)晶得114g3,4,5-三氟-2'-硝基聯(lián)苯，收率90％，使用定量hplc分析產(chǎn)品的含量為97％。

實(shí)施例4

在2l三口瓶中加入103g鄰硝基苯甲酸鉀鹽，105.5g3,4,5-三氟溴苯，2.1g三苯基膦，1.1g4,7-二苯基-1,10-菲咯啉，0.4g氧化亞銅，16mg乙酰丙酮鈀和500g四甲苯。置換氮?dú)馊危瑪嚢枭郎刂?50℃，反應(yīng)25小時(shí)，然后冷卻至室 溫，過濾，濾液用1％(w/w)鹽酸溶液洗滌二次，分出有機(jī)相，脫溶回收四甲苯后得到粗品，加入異丁醇重結(jié)晶得101g3,4,5-三氟-2'-硝基聯(lián)苯，收率80％，使用定量hplc分析產(chǎn)品的含量為98％。

實(shí)施例5

在2l三口瓶中加入118g鄰硝基苯甲酸鉀鹽，105.5g3,4,5-三氟溴苯，2.1g三苯基膦，0.6g1,10-菲咯啉，0.53g碘化亞銅，32mg乙酰丙酮鈀和500g三甲苯。置換氮?dú)馊危瑪嚢枭郎刂?60℃，反應(yīng)20小時(shí)，然后冷卻至室溫，過濾，濾液用1％(w/w)鹽酸溶液洗滌二次，分出有機(jī)相，脫溶回收三甲苯后得到粗品，加入異丁醇重結(jié)晶得115.2g3,4,5-三氟-2'-硝基聯(lián)苯，收率91％，使用定量hplc分析產(chǎn)品的含量為97％。

實(shí)施例6

在2l三口瓶中加入113g鄰硝基苯甲酸鉀鹽，105.5g3,4,5-三氟溴苯，2.1g三苯基膦，0.6g1,10-菲咯啉，0.53g碘化亞銅，10mg氯化鈀和500g硝基苯。置換氮?dú)馊?，攪拌升溫?80℃，反應(yīng)15小時(shí)，然后冷卻至室溫，過濾，濾液用1％(w/w)鹽酸溶液洗滌二次，分出有機(jī)相，脫溶回收硝基苯后得到粗品，加入異丁醇重結(jié)晶得109g3,4,5-三氟-2'-硝基聯(lián)苯，收率86％，使用定量hplc分析產(chǎn)品的含量為96％。

實(shí)施例7

在2l三口瓶中加入123g鄰硝基苯甲酸鉀鹽，105.5g3,4,5-三氟溴苯，5.0g(±)-2,2'-雙-(二苯膦基)-1,1'-聯(lián)萘，0.6g1,10-菲咯啉，0.53g碘化亞銅，20mg氯化鈀和500gn-甲基吡咯烷酮。置換氮?dú)馊?，攪拌升溫?00℃，反應(yīng)10小時(shí)，然后冷卻至室溫，過濾，濾液減壓回收大部分n-甲基吡咯烷酮，殘余液加入水和甲苯后分出有機(jī)相，并用1％(w/w)鹽酸溶液洗滌有機(jī)相二次，脫溶回收 甲苯后得到粗品，加入異丁醇重結(jié)晶得112g3,4,5-三氟-2'-硝基聯(lián)苯，收率89％，使用定量hplc分析產(chǎn)品的含量為97％。

實(shí)施例8

在2l三口瓶中加入108g鄰硝基苯甲酸鉀鹽，129g3,4,5-三氟碘苯，2.1g三苯基膦，0.6g1,10-菲咯啉，0.52g碳酸亞銅，20mg氯化鈀和500g二甲基亞砜。置換氮?dú)馊?，攪拌升溫?70℃，反應(yīng)15小時(shí)，然后冷卻至室溫，過濾，濾液減壓回收大部分二甲基亞砜，殘余液加入水和甲苯后分出有機(jī)相，并用1％(w/w)鹽酸溶液洗滌有機(jī)相二次，脫溶回收甲苯后得到粗品，加入異丁醇重結(jié)晶得101g3,4,5-三氟-2'-硝基聯(lián)苯，收率80％，使用定量hplc分析產(chǎn)品的含量為97％。

申請人聲明，本發(fā)明通過上述實(shí)施例來說明本發(fā)明的詳細(xì)方法，但本發(fā)明并不局限于上述詳細(xì)方法，即不意味著本發(fā)明必須依賴上述詳細(xì)方法才能實(shí)施。所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明了，對本發(fā)明的任何改進(jìn)，對本發(fā)明技術(shù)方案所涉及各原料的等效替換及輔助成分的添加、具體方式的選擇等，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍和公開范圍之內(nèi)。