[发明专利]2-氯-4-氟苯腈的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备2-氯-4-氟苯腈的方法。

背景技术

含氟芳香族化合物是重要的医药和农药中间体，具有较高的脂溶性和疏水性，促进其在生物体内吸收和传递速度，使其生理作用发生变化。含氟芳香族化合物在医药和农药领域上具有用量少、毒性低、药效高、代谢能力强等特点，这使它在医药和农药品种中所占比例越来越高。2-氯-4-氟苯腈的结构式为：其传统的合成方法有采用2-氯苯氰直接氟化，2-氯-4-硝基苯氰重氮化再用氟置换等方法，这些制备方法普遍存在着合成步骤长，收率低的缺点，仅有50％左右以及60％的选择性，同时伴有大量的固液废弃物，也造成了严重的环境污染。

发明内容

本发明的目的是提供一种制备2-氯-4-氟苯腈的新方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

2-氯-4-氟苯腈的制备方法，包括以下步骤：

(1)以2-氯-4-硝基苯腈和氟化钾为原料，在强极性溶剂存在下，采用季磷盐为催化剂在温度为100～150℃的条件下，反应生成为含2-氯-4-氟苯腈的反应混合物；其中2-氯-4-硝基苯腈与氟化钾的摩尔比为10∶1～1∶1，优选为3∶1～1∶1；溶剂用量为2-氯-4-硝基苯腈和氟化钾总重量的0.5～2倍；催化剂用量为2-氯-4-硝基苯腈和氟化钾总重量的0.1～5％，优选为0.1～1％；

(2)将上述反应得到的2-氯-4-氟苯腈反应混合物采用饱和烷烃萃取，将萃取液在温度为100～120℃、真空为10～100Pa条件下进行减压精馏，得到所需产品2-氯-4-氟苯腈；

所述的强极性溶剂为二烷基亚砜或二烷基乙酰胺中的一种；其中：

二烷基亚砜的结构式为：

R选自相同的烷基基团，烷基基团的碳链长度有C₁～C₄。

二烷基乙酰胺的结构式为：

R1，R2分别独立选自相同或不相同的烷基基团，烷基基团的碳链长度有C₁～C₄；

所述的季磷盐的结构式为：

R₁、R₂、R₃、R₄分别独立选自相同或不相同的烷基基团或芳基基团；烷基基团的碳链长度有C₁～C₈；芳基基团的碳链长度有C₆～C₈；X选自Cl或Br；

所述的饱和烷烃是指环己烷、正庚烷或200号汽油中的一种。

本发明的优点是：

工艺路线简单，原料价廉易得，原料没有剧毒且稳定性强，对环境没有污染，产品2-氯-4-氟苯腈的纯度大于99％，收率在80％以上，反应选择性高，达90％以上。

具体实施方式

实施例1

在盛有二甲基乙酰胺120g和氟化钾58g的三口烧瓶中，搅拌下加入2-氯-4-硝基苯腈183g和催化剂四苯基溴磷2.4g，在100～110℃反应8～10h。减压蒸馏除去溶剂二甲基乙酰胺，残留物用环己烷萃取，以GC/MS分析萃取液组成，对此萃取液减压精馏，收集100～120℃/10Pa的馏分133g，通过GC/MS质谱分析，m/z：155.56，证明为分子离子特征碎片，用气相色谱仪(GC-2014，购自Shimadzu公司)测得，馏分中2-氯-4-氟苯腈的含量为99.2538％，2-氯-4-氟苯腈产品的产率为85.26％。

实施例2

在盛有二甲基亚砜714g和氟化钾174g的三口烧瓶中，搅拌下加入2-氯-4-硝基苯腈183g和催化剂四乙基氯化磷18g，在130～150℃反应5～8h。减压蒸馏除去溶剂二甲基亚砜，残留物用环己烷萃取，以GC/MS分析萃取液组成，对此萃取液减压精馏，收集100～120℃/10Pa的馏分126g，通过GC/MS质谱分析，m/z：155.56，证明为分子离子特征碎片，用气相色谱仪(GC-2014，购自Shimadzu公司)测得，馏分中2-氯-4-氟苯腈的含量为99.3687％，2-氯-4-氟苯腈产品的产率为80.77％。

实施例3

在盛有二丁基乙酰胺500g和氟化钾87g的三口烧瓶中，搅拌下加入2-氯-4-硝基苯腈330g和催化剂四苯基溴磷4g，于130℃下反应5～8h。减压蒸馏除去溶剂二丁基乙酰胺，残留物用环己烷萃取，以GC/MS分析萃取液组成，对此萃取液减压精馏，收集100～120℃/10Pa的馏分228g，通过GC/MS质谱分析，m/z：155.56，证明为分子离子特征碎片，用气相色谱仪(GC-2014，购自Shimadzu公司)测得，馏分中2-氯-4-氟苯腈的含量为99.0327％，2-氯-4-氟苯腈产品的产率为81.05％。