專利名稱：一種氟代苯甲酰胺化合物的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于有機合成領(lǐng)域，涉及一種芳香族含氟化合物的制備方法，尤其涉及一種氟代苯甲酰胺化合物的制備方法。
背景技術(shù)：
氟代苯甲酰胺是醫(yī)藥、農(nóng)藥的重要中間體。在醫(yī)藥、農(nóng)藥分子結(jié)構(gòu)中引人氟原子，不僅可以明顯提高藥效，有時還能賦予新的作用機制。由氟代苯甲酰胺或由其衍生的氟代苯胺等化合物在合成苯甲酰脲類殺蟲殺螨劑和除草劑方面有著廣泛的用途。隨著市場需求逐年增長以及環(huán)境保護重視程度提高，人們對于氟代苯甲酰胺的質(zhì)量及其清潔生產(chǎn)工藝有了更高的要求。
傳統(tǒng)的氟代苯甲酰胺的合成方法，據(jù)JP60 72850、 JP60 72851、 JP6339824報導，首先
是以相應的卣代苯腈為原料，在l,3-二甲基-2-咪唑啉酮、二甲基亞砜或環(huán)丁砜等高沸點溶劑中與堿金屬氟化物進行氟代反應制備氟代苯腈，然后氟代苯腈部分水解得到氟代苯甲酰胺。由于反應溫度高，產(chǎn)生焦油狀聚合物和部分脫鹵的副產(chǎn)物，直接影響下游酰胺產(chǎn)品質(zhì)量和收率，同時溶劑回收操作繁雜、成本高。水解工藝中以往采用氟代苯腈在90%的硫酸中70 9(TC加熱水解的方法制備氟代苯甲酰胺，該法得到的產(chǎn)物多以硫酸鹽形式存在，由它產(chǎn)生的脲類衍生物，影響下游殺蟲劑的質(zhì)量，并且大量廢酸后處理復雜；JP60132942提出了將氟代苯腈通過與堿溶液和過氧化氫混合溶液水解的方法制取氟代苯甲酰胺的方法，這雖然避免了硫酸法水解所帶來的殘留硫酸根和含酸廢水問題，但由于水解程度控制不夠仍副產(chǎn)氟代苯甲酸，另外氟代苯腈中若殘留脫鹵副產(chǎn)物，在水解后很難從目的產(chǎn)物中分離，以上因素使得氟代苯甲酰胺產(chǎn)品質(zhì)量和收率還不能達到令人滿意的結(jié)果。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決氟代苯甲酰胺化合物制備方法中存在的缺陷、尤其是氟代苯甲酰胺產(chǎn)品中存在不同程度的副產(chǎn)物超標等問題，以滿足市場對高品質(zhì)氟代苯甲酰胺的需求，本發(fā)明的發(fā)明人對現(xiàn)有技術(shù)不斷進行更精益的研究和改進，提出了一種新的氟代苯甲酰胺化合物的制
備方法首先開發(fā)出高選擇性的氟代苯腈合成工藝，然后采用適宜的堿性水解工藝條件，由此制備高品質(zhì)、高收率的氟代苯甲酰胺。
具體地，本發(fā)明的技術(shù)方案為首先將具有結(jié)構(gòu)通式[I]的鹵代苯腈，在堿金屬氟化物、非質(zhì)子極性溶劑和相轉(zhuǎn)移催化劑存在下加熱回流發(fā)生鄰和/或?qū)ξ环磻?，制備一個
具有通式[n]的中間體(簡稱氟代苯腈)；將中間體[n]在催化劑量的堿存在下、于過氧化
氫水溶液中水解，制備一個具有結(jié)構(gòu)通式[ni]、純度大于99.5%為特征的氟代苯甲酰胺化合物' v、—川|-" [III]
的整數(shù)；其中至少有一個X為Cl或
的整數(shù)；X選自F、 Cl、 Br或
式[I]中X選自F、 Cl、 Br或N02， m是l
Br且位于氰基的鄰位或?qū)ξ唬?br> 式[II]和式[III]中F位于氰基的鄰位或?qū)ξ唬琻是lN02, m是1~5的整數(shù)。
為了實現(xiàn)制備高品質(zhì)的氟代苯甲酰胺的目的，本發(fā)明的制備方法具體包括以下步驟--
1、 結(jié)構(gòu)如通式[I]的鹵代苯腈，在堿金屬氟化物、非質(zhì)子極性溶劑和相轉(zhuǎn)移催化劑存在下，于140 17(TC發(fā)生鄰和/或?qū)ξ环磻?，制備結(jié)構(gòu)如通式[II]的氟代苯腈；所述的非質(zhì)子極性溶劑選自N， N-二甲基甲酰胺或N， N-二甲基乙酰胺，溶劑的用量相對于鹵代
苯腈的摩爾比為1~5: 1;所述的相轉(zhuǎn)移催化劑選自冠醚、季銨鹽或聚乙二醇，催化劑用量相對于鹵代苯腈的摩爾比為0.01 0.2: 1;所述的堿金屬氟化物選自氟化鈉、氟化鉀或氟化銫，其用量相對于鹵代苯腈中被置換鹵原子的摩爾比為1 3: 1。
2、 將結(jié)構(gòu)如通式[n]所示的氟代苯腈在催化劑量的堿存在下、于過氧化氫水溶液中
35 4(TC水解，制備具有結(jié)構(gòu)通式[III]的氟代苯甲酰胺化合物；所述的堿選自10% 30%氫
氧化鈉水溶液，氫氧化鈉的用量相對于中間體的摩爾比為0.01 0.2: 1;所述的過氧化氫水
溶液濃度為25~30%，用量相對于中間體的重量比為2~3: 1。
本發(fā)明的氟化反應中，使用的結(jié)構(gòu)如通式[I]的鹵代苯腈的代表化合物可以是2-氯苯腈、4-氯苯腈、2,6-二氯苯腈、2-氯-6-氟苯腈、2,4-二氯苯腈，3,4-二氯苯腈、2-氯-5-硝基苯腈等。氟化反應時溫度過高焦油狀聚合物增多，并且還生成脫鹵的副產(chǎn)物，在水解過程中由于生成脫鹵的苯甲酰胺，很難從相應的氟代苯甲酰胺中除去，從而影響產(chǎn)品質(zhì)量。優(yōu)選氟化溫度為150~165°C。選用N, N-二甲基甲酰胺或N， N-二甲基乙酰胺作溶劑可以避免以往高溫反應時焦油狀聚合物的生成。同時該溶劑成本低且易于循環(huán)利用。溶劑的用量相對于鹵代苯腈的摩爾比優(yōu)選2 3: 1。溶劑中不應含水、必要時在使用前脫水例如采用共沸脫水方式脫除溶劑中的水分，否則會影響反應速度并生成脫氯副產(chǎn)物使收率降低。反應所用的相轉(zhuǎn)移催化劑優(yōu)選季銨鹽類，這樣更適用于選擇性制備目的產(chǎn)物。催化劑用量相對于鹵代苯腈的摩爾比優(yōu)選0.01 0.1: 1。在本發(fā)明所選擇的條件范圍內(nèi)，反應可在6 30小時內(nèi)完成，優(yōu)選條件下在6 16小時內(nèi)完成。
對于氟化劑的選擇及基本用量范圍是本領(lǐng)域的人員所熟悉的，優(yōu)選氟化鉀。由于堿金屬氟化物易于潮解，與溶劑同樣需要充分脫水，常使用噴霧干燥的氟化鉀。其用量相對于鹵代苯腈中被置換鹵原子的摩爾比為1~2: 1。
按照本發(fā)明的制備方法可以高選擇性、高收率地制備品質(zhì)精良的通式[n]所示的氟代苯腈。在水解反應制備通式[m]所示的氟代苯甲酰胺化合物時，作為催化劑的氫氧化鈉水溶液的用量與現(xiàn)有技術(shù)相比可以大大降低。現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，過多的氫氧化鈉會引起苯甲酰胺進
一步水解，生成氟代苯甲酸，影響氟代苯甲酰胺的收率；并且大量的堿性廢水需要處理才
能排放。氫氧化鈉用量相對于氟代苯腈的摩爾比優(yōu)選o.oio.i: i。實際操作中，將催化劑
量的、濃度為15%~25%氫氧化鈉溶液分成3 5份滴加或均勻滴加。
水解反應時通常使用濃度為30%的過氧化氫。過氧化氫濃度太低則反應速度慢，且產(chǎn)
生的廢水量大。用量以重量份數(shù)計，優(yōu)選地，氟代苯腈為1時，22過氧化氫水溶液<3。實
際操作中可以將過氧化氫溶液與堿溶液同時均勻地滴加到氟代苯腈熔融液中，以避免過氧
化氫和堿濃度過高，生成過多的氟代苯甲酸。
水解反應時，低溫反應速度慢，高溫則易深度水解。因此為避免瞬間放熱量過大，可
以調(diào)節(jié)滴加堿和過氧化氫的速度、例如在2 5小時范圍內(nèi)均勻滴加，以控制反應溫度在
35 40'C適宜的范圍內(nèi)，之后再保溫反應1 3小時。
本發(fā)明提供的氟代苯甲酰胺制備方法，具有工藝簡單、反應條件溫和，原料轉(zhuǎn)化率和
產(chǎn)品收率均很高，產(chǎn)品質(zhì)量好的優(yōu)點，而且溶劑易于循環(huán)利用、三廢少，經(jīng)濟效益顯著。
氟代苯甲酰胺的含量可達到99.5%以上，雜質(zhì)含量低(脫鹵的苯甲酰胺或氟代苯甲酸
<0.1 %)，可以滿足市場對高品質(zhì)氟代苯甲酰胺的需求。
具體實施例方式
以下具體實施例用于進一歩說明本發(fā)明，但是本發(fā)明絕非僅限于此。所有符合權(quán)利要
求所限定的具有結(jié)構(gòu)通式[i ]的鹵代苯腈均可按此制備方法獲得通式[ni]所示的氟代苯甲酰胺化合物。
實施例1:
將88克(0.5摩爾)2,6-二氯苯腈(2，6-DCBN)、 70克(1.2摩爾)無水氟化鉀、6.5克四丁基溴化銨加入到事先共沸脫水的185毫升N,N-二甲基甲酰胺(DMF)溶液中，攪拌下升溫至回流，保溫反應10小時，反應液GC分析2,6-二氟苯腈(2,6-DFBN) 98.5%，2-氯-6-氟苯腈0.6%。物料降溫后真空過濾，濾餅用60毫升DMF洗滌，濾液與洗滌液合并，減壓精餾回收DMF，并平均得到66.4克2,6-DFBN, GC分析DFBN 99.5%, 2-氯-6-氟苯腈0.1%，收率95.3%。
實施例2:
將42克(0.3摩爾)2,6-DFBN，加熱至34。C使2,6-DFBN全部融化，3小時內(nèi)向其中分3次加入3克(0.015摩爾)20%的氫氧化鈉，并均勻地滴加116.6克濃度為30%的過氧化氫，期間溫度控制在35 4(TC，滴加結(jié)束后繼續(xù)保溫l小時，有大量白色沉淀物生成。將料液冷水降溫至5'C,用10%的鹽酸中和至中性，真空過濾，濾餅用20毫升冷水洗滌，得到白色結(jié)晶。烘干后得產(chǎn)物2,6-二氟苯甲酰胺(2,6-DFBA) 45.5克，熔點145.2-146°C，GC分析2,6-DFBA含量99.6% ，收率95.9% 。
實施例3:
用88克(0.5摩爾)2，4-二氯苯腈(2,4-DCBN)替代實例1的2,6-DCBN，其余與實例1相同，得到65克2,4-DFBN， GC分析2,4- DFBN 99.2%, 2-氯-4-氟苯腈0.2%， 2,4- DFBN收率93.4%。
實施例4:
用42克(0.3摩爾)實例3制得的2,4-二氟苯腈(2，4-DFBN)替代實例2中的2,6-DFBN，其余與實例2相同，得到產(chǎn)物2,4-二氟苯甲酰胺(2,4-DFBA) 44.8克，熔點163.5國164.5。C ，GC分析2,4-DFBA含量99.5%，收率95.0%。
權(quán)利要求
1、一種氟代苯甲酰胺化合物的制備方法，包括以下步驟(1)、結(jié)構(gòu)如通式[I]的鹵代苯腈，在堿金屬氟化物、非質(zhì)子極性溶劑和相轉(zhuǎn)移催化劑存在下，于140～170℃發(fā)生鄰和/或?qū)ξ环磻?，制備結(jié)構(gòu)如通式[II]的氟代苯腈；(2)、結(jié)構(gòu)如通式[II]所示的氟代苯腈在催化劑量的堿存在下、于過氧化氫水溶液中35～40℃水解，制備具有結(jié)構(gòu)通式[III]的氟代苯甲酰胺化合物；式[I]中X選自F、Cl、Br或NO2，m是1～5的整數(shù)；其中至少有一個X為Cl或Br且位于氰基的鄰位或?qū)ξ?；式[II]和式[III]中F位于氰基的鄰位或?qū)ξ唬琻是1～5的整數(shù)；X選自F、Cl、Br或NO2，m是1～5的整數(shù)。
2、按照權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于氟化反應溫度為150 165°C;所述 的非質(zhì)子極性溶劑選自N， N-二甲基甲酰胺或N， N-二甲基乙酰胺，溶劑的用量相對于鹵 代苯腈的摩爾比為1~ 5: 1;所述的相轉(zhuǎn)移催化劑選自冠醚、季銨鹽或聚乙二醇，催化劑用量相對于鹵代苯腈的摩爾比為0.01 0.2: 1;所述的堿金屬氟化物選自氟化鈉、氟化鉀或 氟化銫，其用量相對于鹵代苯腈中被置換鹵原子的摩爾比為1~3: 1。
3、按照權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于氟化反應溫度為150~165°C，溶劑的用量相對于鹵代苯腈的摩爾比為2 3: 1;所述的相轉(zhuǎn)移催化劑選自季銨鹽，催化劑用量 相對于鹵代苯腈的摩爾比為0.01 0.1: 1。
4、按照權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于水解反應中所述的堿選自濃度為 10%~30%氫氧化鈉水溶液，氫氧化鈉的用量相對于氟代苯腈的摩爾比為0.01 0.2: 1;所述 的過氧化氫水溶液濃度為25~30%，過氧化氫水溶液用量相對于氟代苯腈的重量比為2~3:1。
5、按照權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于水解反應中氫氧化鈉的用量相對于 氟代苯腈的摩爾比為0.01-0.1: 1;所述的過氧化氫水溶液濃度為30%，其用量以重量份數(shù)計，氟代苯腈為1時，2^過氧化氫水溶液<3。
全文摘要
本發(fā)明涉及芳香族含氟化合物、尤其是合成高品質(zhì)的分子中至少含有一個氟原子的氟代苯甲酰胺化合物的制備方法，包括鹵代苯腈在無水氟化鉀、N，N-二甲基甲酰胺或N，N-二甲基乙酰胺溶劑和季銨鹽存在下，制備高品質(zhì)的氟代苯腈化合物；再于催化劑量的堿存在下、過氧化氫水溶液中水解，制備純度大于99.5％的氟代苯甲酰胺。本發(fā)明的制備方法工藝簡單、反應條件平和、產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)、成本低廉、三廢少且易處理。
文檔編號C07C231/06GK101503372SQ200910080268
公開日2009年8月12日 申請日期2009年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月18日
發(fā)明者尉宏偉, 潘明生, 瑛 王, 雨 苗, 陳國云 申請人:中國中化集團公司;沈陽化工研究院