一種3,4-二氟苯腈的純化方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種3, 4-二氟苯腈的純化方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 3, 4-二氟苯腈可用于合成多種醫(yī)藥、染料、液晶材料的中間體，也是選擇性除草劑 氰氟草酯的重要中間體。氰氟草酯是用于水稻的選擇性除草劑，對(duì)移栽和直播水稻均相當(dāng) 安全，是國(guó)際上公認(rèn)的優(yōu)良的水稻除草劑。目前，合成3, 4-二氟苯腈的方法有多種，其中最 具經(jīng)濟(jì)性的路線是采用3, 4-二氯苯腈為原料，通過鹵素交換氟化合物。該路線一般以氟化 鉀為氟化試劑，在高沸點(diǎn)非質(zhì)子極性溶劑、相轉(zhuǎn)移催化劑存在下進(jìn)行高溫氟化反應(yīng)，反應(yīng)只 需一步即可完成，且產(chǎn)率較高，易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，而且原料3, 4-二氯苯腈來源豐富，是 大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的合適工藝。該工藝路線中最后對(duì)于其產(chǎn)物進(jìn)行的純化方法，多采用減 壓精餾手段。然而，這種純化方法所得的3, 4-二氟苯腈產(chǎn)品中通常仍含有少量的3, 4-二 氯苯腈原料物質(zhì)，一般3, 4-二氯苯腈的雜質(zhì)含量大約在0. 2%左右，影響了 3, 4-二氟苯腈 的產(chǎn)品質(zhì)量。因此，本領(lǐng)域亟待開發(fā)一種適合上述合成路線制備的3, 4-二氟苯腈的純化方 法，以獲得更高純度的產(chǎn)物。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明所解決的技術(shù)問題在于針對(duì)3, 4-二氯苯腈合成3, 4-二氟苯腈路線中，現(xiàn) 有的3, 4-二氟苯腈純化方法存在純度不高的缺陷，提供了一種3, 4-二氟苯腈的純化方法。 本發(fā)明的純化方法采用柱層析分離提純含有3, 4-二氯苯腈雜質(zhì)的3, 4-二氟苯腈粗品。
[0004] 然而，發(fā)明人在研發(fā)過程中發(fā)現(xiàn)，簡(jiǎn)單地套用常規(guī)的柱層析分離工藝來提純 3, 4-二氟苯腈粗品不僅操作繁瑣，而且純化效果不佳，重現(xiàn)性不好，不適合工業(yè)化生產(chǎn)。為 克服這一缺陷，發(fā)明人對(duì)柱層析分離純化方法中的上樣溶液，洗脫次序以及淋洗液組成等 進(jìn)行了大量實(shí)驗(yàn)與分析，才獲得本發(fā)明純化效果明顯、重現(xiàn)性好的純化方法。采用本發(fā)明的 純化方法純化的3, 4-二氟苯腈產(chǎn)品中3, 4-二氯苯腈的雜質(zhì)含量小于0. 01 %，純化效果好， 且純化方法操作簡(jiǎn)單、成本低廉，可用于工業(yè)化生產(chǎn)。
[0005] 本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題的：
[0006] 本發(fā)明提供了一種3, 4-二氟苯腈的純化方法，其包括下述步驟：
[0007] (1)將含有3, 4-二氯苯腈雜質(zhì)的3, 4-二氟苯腈粗品與水混合均勻，得到混合液；
[0008] (2)將所述混合液上樣至反相填料柱，收集穿出液；
[0009] (3)用甲醇水溶液或水洗脫，得到洗脫液；其中，所述甲醇水溶液中的甲醇濃度不 大于20%，所述百分比為所述甲醇的質(zhì)量與所述甲醇水溶液的質(zhì)量的百分比；
[0010] (4)將所述穿出液和所述洗脫液混合后脫除溶劑，即可。
[0011] 步驟（1)中，所述含有3, 4-二氯苯腈雜質(zhì)的3, 4-二氟苯腈粗品可按照本領(lǐng)域常 規(guī)的以3, 4-二氯苯腈為原料合成3, 4-二氟苯腈的方法制備得到。所述含有3, 4-二氯苯 腈雜質(zhì)的3, 4-二氟苯腈粗品的純度為本領(lǐng)域常規(guī)的3, 4-二氟苯腈粗品純度，一般為大于 90%，所述百分比為質(zhì)量百分比。
[0012] 步驟⑴中，所述混合液中3, 4-二氟苯腈粗品的濃度較佳地為0. 1~2mg/mL，更 佳地為2mg/mL，所述濃度為3, 4-二氟苯腈粗品的質(zhì)量與所述混合液的體積的比值。
[0013] 步驟⑴中，所述混合液中較佳地還包括甲醇，以縮短3, 4-二氟苯腈粗品的溶解 時(shí)間。所述甲醇較佳地按下述方式添加：將所述含有3, 4-二氯苯腈雜質(zhì)的3, 4-二氟苯腈 粗品與所述水和甲醇一起混合均勻，即可；更佳地按下述方式添加：先將所述含有3, 4-二 氯苯腈雜質(zhì)的3, 4-二氟苯腈粗品與甲醇混合均勻，然后再與所述水混合均勻。其中，所述 混合液中甲醇的體積濃度較佳地小于20 %，更佳地為2 %~4 %。
[0014] 步驟（1)中，所述的水為本領(lǐng)域常規(guī)使用的水，較佳地為雙蒸水。
[0015] 步驟（2)中，在將所述混合液上樣至反相填料柱前，較佳地對(duì)所述混合液進(jìn)行過 濾。所述過濾可按照本領(lǐng)域常規(guī)操作進(jìn)行。
[0016] 步驟⑵中，以Ig所述反相填料柱中的填料計(jì)，所述3, 4-二氟苯腈粗品的用量較 佳地為0. 005~0. lg。
[0017] 步驟（2)中，所述反相填料柱為本領(lǐng)域常規(guī)使用的填料柱，較佳地為C18填料柱或 C8填料柱，更佳地為C18填料柱。
[0018] 其中，所述C18填料柱為本領(lǐng)域常規(guī)使用的C18填料柱，所述C18填料柱較佳地由 下述方法制備：稱取C18填料5g，用50mL甲醇重懸；超聲脫氣30分鐘后，倒入洗凈的玻璃 柱中，靜置讓填料自然下沉；待填料的高度無明顯變化時(shí)，加壓將填料壓實(shí)，即得。其中，所 述C18填料為本領(lǐng)域常規(guī)使用的填料，所述C18填料的粒徑和長(zhǎng)鏈結(jié)構(gòu)，本領(lǐng)域技術(shù)人員可 根據(jù)處理的樣品量和洗脫液的組成，按照本領(lǐng)域常識(shí)進(jìn)行選擇。
[0019] 步驟（2)中，在所述上樣前，較佳地對(duì)反相填料柱進(jìn)行如下處理：用甲醇洗滌3次 以上，然后再用水洗滌3~4次。所述的水可為本領(lǐng)域常規(guī)使用的水，較佳地為雙蒸水。
[0020] 步驟⑵中，所述反相填料柱的柱高較佳地為1~3cm，更佳地為3cm。
[0021] 步驟⑵中，所述反相填料柱可以再生，以甲醇反復(fù)沖洗柱子3次以上，然后以雙 蒸水洗滌3次后，即可再次使用。
[0022] 步驟（3)中，所述甲醇水溶液中的甲醇濃度較佳地為20%，所述百分比為所述甲 醇的質(zhì)量與所述甲醇水溶液的質(zhì)量的百分比。
[0023] 步驟（3)中，所述的水為本領(lǐng)域常規(guī)使用的水，較佳地為雙蒸水。
[0024] 步驟（3)中，所述的洗脫較佳地用甲醇水溶液洗脫。
[0025] 步驟（4)中，所述脫除溶劑的操作可采用本領(lǐng)域常規(guī)方式進(jìn)行，較佳地采用如下 方式進(jìn)行：先旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)去除溶劑甲醇和水，然后真空干燥，即可。
[0026] 本發(fā)明中，所述雙蒸水是指將經(jīng)過一次蒸餾后的水，再次蒸餾所得到的水。
[0027] 本發(fā)明中，所述純化方法可適用于工業(yè)化大生產(chǎn)，本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)處理的 樣品量，按照本發(fā)明3, 4-二氟苯腈粗品和填料的用量配比，稱取所需填料用量，并可根據(jù) 本領(lǐng)域常識(shí)選擇合適的反向填料柱的規(guī)格。
[0028] 在符合本領(lǐng)域常識(shí)的基礎(chǔ)上，上述各優(yōu)選條件，可任意組合，即得本發(fā)明各較佳實(shí) 例。
[0029] 本發(fā)明所用試劑和原料均市售可得。
[0030] 本發(fā)明的積極進(jìn)步效果在于：
[0031] 本發(fā)明通過特定的純化方法，采用反相填料柱吸附3, 4-二氟苯腈粗品溶液中的 3, 4-二氯苯腈雜質(zhì)，有效地降低了粗品中3, 4-二氯苯腈的雜質(zhì)含量，純化后3, 4-二氟苯腈 產(chǎn)品中3, 4-二氯苯腈的雜質(zhì)含量低至0.0 lwt. %以下，純化效果好，且純化方法操作簡(jiǎn)單， 成本低廉，適合工業(yè)化生產(chǎn)。
【附圖說明】
[0032] 圖1為實(shí)施例1中純化前3, 4-二氟苯腈粗品的色譜分析圖。
[0033] 圖2為實(shí)施例1中純化后3, 4-二氟苯腈產(chǎn)品的色譜分析圖。
[0034] 圖3為實(shí)施例2中純化后3, 4-二氟苯腈產(chǎn)品的色譜分析圖。
[0035] 圖4為對(duì)比例1中純化后3, 4-二氟苯腈產(chǎn)品的色譜分析圖。
【具體實(shí)施方式】
[0036] 下面通過實(shí)施例的方式進(jìn)一步說明本發(fā)明，但并不因此將本發(fā)明限制在所述的實(shí) 施例范圍之中。下列實(shí)施例中未注明具體條件的實(shí)驗(yàn)方法，按照常規(guī)方法和條件，或按照商 品說明書選擇。
[0037] 下述實(shí)施例和對(duì)比例中，所用含有3, 4-二氯苯腈雜質(zhì)的3, 4-二氟苯腈粗品是參 照現(xiàn)有文獻(xiàn)：楊偉領(lǐng)，蘭紅麗，宋芬，施險(xiǎn)峰，廖本仁，相轉(zhuǎn)移催化合成3, 4-二氟苯腈的研究 [J].化學(xué)世界，2015, 56(1) :47-50中第48頁第6~7段的制備方法制得。其它原料物質(zhì) 均市售可得。
[0038] 實(shí)施例1
[0039] ① C18填料柱的制備
[0040] 稱取C18填料100mg，用5mL甲醇重懸；超聲脫氣30分鐘后，小心倒入洗凈的玻璃 柱中，靜置讓填料自然下沉；待填料的高度無明顯變化時(shí)，加壓將填料壓實(shí)，最終控制填料 的高度為3cm左右；在處理樣品前，用甲醇反復(fù)洗滌三次，在用雙蒸水反復(fù)洗滌三次，備用。 [0041 ] ②C18填料柱純化3, 4-二氟苯腈的方法
[0042] 該純化方法包括如下步驟：
[0043] (1)將IOmg含有3, 4-二氯苯腈雜質(zhì)的3, 4-二氟苯腈粗品溶解于0· 2mL甲醇中，配 制成濃度為50mg/mL的溶液，然后再用雙蒸水稀釋，配制成3, 4-二氟苯腈粗品濃度為2mg/ mL的混合液5mL，混合液中甲醇的體積濃度為4% ;
[0044] (2)將上述混合液上樣至C18填料柱，收集穿出液；
[0045] (3)用20wt. %甲醇水溶液洗脫C18填料柱三次，得到洗脫液；
[0046] (4)將上述穿出液和洗脫液混合后，進(jìn)行旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)，以脫除樣品中的甲醇和水溶 劑，然后蒸空干燥過夜，即得純化的3, 4-二氟苯腈產(chǎn)品。
[0047] 實(shí)施例2
[0048] ① C18填料柱的制備
[0049] 稱取C18填料lg，用20mL甲醇重懸；超聲脫氣30分鐘后，小心倒入洗凈的玻璃柱 中，靜置讓填料自然下沉；待填料的高度無明顯變化時(shí)，加壓將填料壓實(shí)，最終控制填料的 高度為3cm左右；在處理樣品前，用甲醇反復(fù)洗滌三次，在用雙蒸水反復(fù)洗滌三次，備用。
[0050] ②C18填料柱純化3, 4-二氟苯腈的方法
[0051 ] 該純化方法包括如下步驟：
[0052] (1)將5mg含有3, 4-二氯苯腈雜質(zhì)的3, 4-二氟苯腈粗品溶解于0· ImL甲醇中，配 制成濃度為50mg/mL的溶液，然后再用雙蒸水稀釋，配制成3, 4-二氟苯