一技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種農(nóng)藥化工產(chǎn)品的制備方法，特別是一種化學(xué)中間體2-溴-5-氟三氟甲苯的制備方法。本方法適用于以間氟三氟甲苯為原料，在硫酸、溴化物催化劑的條件下，溴素為溴化劑，常溫常壓反應(yīng)得到2-溴-5-氟三氟甲苯的場合。

二

背景技術(shù)：

2-溴-5-氟三氟甲苯的分子式為c7h3brf4，分子量為243。具有廣泛的用途，可以制備成有機試劑，同時其本身還可以制備醫(yī)藥中間體或農(nóng)藥中間體。

目前國內(nèi)外所報道的生產(chǎn)此產(chǎn)品主要有三條工藝路線：

1)間氟三氟甲苯經(jīng)硝化、還原得2-氨基-5-氟三氟甲苯，2-氨基-5-氟三氟甲苯經(jīng)重氮化、溴代得產(chǎn)品。此工藝路線原料昂貴與此產(chǎn)品售價相差無幾。

2)間氟三氟甲苯在冰乙酸、硫酸存在下，加入二溴海因，反應(yīng)6h，冰解，中和得產(chǎn)品，此工藝成本略低于上述第一條生產(chǎn)工藝。但反應(yīng)體系中含有冰乙酸、硫酸、二溴海因的溴離子離去后的殘余物混合在一起，后處理困難。

3)2-溴三氟甲苯經(jīng)硝化、還原得2-溴-5氨基三氟甲苯，經(jīng)重氮化、氟代得產(chǎn)品。此工藝路線需要在無水條件有機溶劑中155-175℃高溫裂解。

目前，上述國內(nèi)外的方法存在下列一種或一種以上的缺點：1、需使用有機溶劑液體石蠟、鹵代芳烴作為反應(yīng)介質(zhì)，不僅對周圍環(huán)境、人員造成一定程度的危害；2、催化劑昂貴、成本較高；3、反應(yīng)需在高溫條件下進行，設(shè)備要求高、能耗較大。

三

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)難題是，克服現(xiàn)有溶劑法生成技術(shù)的不足，提供一種常溫催化合成2-溴-5-氟三氟甲苯的新方法。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下：

為了達到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：一種常溫催化合成2-溴-5-氟三氟甲苯的方法，所述的制備方法以間氟三氟甲苯為原料，在硫酸、溴化物復(fù)合催化劑的條件下，常溫常壓下攪拌滴加溴素，經(jīng)過分離和提純后得到2-溴-5-氟三氟甲苯。反應(yīng)式如下：

本發(fā)明所述的間氟三氟甲苯在溴化物、硫酸、溴素的存在下進行溴化反應(yīng)，溴化反應(yīng)生成產(chǎn)物和溴化氫，溴化氫在100％硫酸的存在下，常溫常壓條件下容易被氧化還原成溴素，可以循環(huán)參加溴化反應(yīng)，同時，100％硫酸的氧化性較強，進一步增加了溴化能力，提高了反應(yīng)速率，如果不加入硫酸在同等反應(yīng)條件下間氟三氟甲苯的轉(zhuǎn)化率較低，加入100％硫酸后間氟三氟甲苯的轉(zhuǎn)化率大于99％，其詳細(xì)的制備方法如下：

1)向反應(yīng)容器中依次投入相應(yīng)質(zhì)量的硫酸、溴化物和原料，在常溫常壓、攪拌條件下緩慢滴加相應(yīng)質(zhì)量的溴素；

2)加畢溴素，常溫常壓下攪拌一段時間，采用氣相色譜儀監(jiān)測反應(yīng)進程，當(dāng)原料含量小于1.0％時，停止反應(yīng)；

3)將步驟2)中得到的產(chǎn)物進行靜置分離操作，得到粗品產(chǎn)物；

4)將步驟3)中得到粗品產(chǎn)物經(jīng)水洗、堿洗后脫溶，精餾收集158-162℃/mmhg的餾分，得到目標(biāo)產(chǎn)品。

本發(fā)明所用的硫酸為100％硫酸，原料和硫酸用量的重量比為1∶0.5-0.9。100％硫酸替代其他濃度的硫酸，不僅用量大幅降低，而且反應(yīng)在常溫常壓條件下進行，容易控制。

本發(fā)明所用的溴化物為溴化銨、溴代琥珀酰亞胺和四丁基溴化銨三者的混合物，所述原料和溴化物總的用量的重量比為：1∶0.01-0.1；所述的溴化物中各組分的用量的重量比為溴化銨∶溴代琥珀酰亞胺∶四丁基溴化銨＝1∶0.1-0.5∶1。

本發(fā)明所述的原料與溴素用量的摩爾比為1∶0.5-1，優(yōu)選的原料與溴素用量的摩爾比為1∶0.5。本反應(yīng)溴化劑選用的是廉價易得的溴素。溴素加入量過少，會造成間氟三氟甲苯反應(yīng)不完全。溴素加入量過多，會造成二溴化物、多溴化物等副產(chǎn)物發(fā)生過多。

本發(fā)明所述的制備2-溴-5-氟三氟甲苯的方法，上述的步驟1)中，優(yōu)選的各組分的用量的重量比為原料∶濃硫酸∶復(fù)合催化劑＝1∶0.5∶0.05；溴化物中優(yōu)選各組分的用量的重量比為溴化銨∶溴代琥珀酰亞胺∶四丁基溴化銨＝1∶0.1∶1。

本發(fā)明所述的制備2-溴-5-氟三氟甲苯的方法，反應(yīng)在常溫常壓下進行，常溫也叫一般溫度或者室溫，一般定義為25℃。在藥品行業(yè)里，常溫指10-30度，進口的也有指15-25度范圍的。所述的步驟1)中，優(yōu)選的反應(yīng)溫度為15-20℃，所述的步驟2)中，優(yōu)選的反應(yīng)溫度為20-25℃。

本發(fā)明所述的步驟3)中得到的液體廢酸可以用作下一批反應(yīng)的反應(yīng)原料以節(jié)省反應(yīng)原料，方便對反應(yīng)廢料的綜合利用。

由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是經(jīng)濟效益和社會效益顯著：

1、本發(fā)明采用廉價的溴素為溴化劑，在100％硫酸以及復(fù)合催化劑的存在下進行溴化反應(yīng)，反應(yīng)過程中生產(chǎn)的溴化氫可以被氧化成溴素繼續(xù)參加反應(yīng)，溴素用量可以節(jié)約50％，是原子經(jīng)濟反應(yīng)；

2、本發(fā)明采用的溴化物復(fù)合催化劑不含金屬離子，成本較低、后處理方便，整體工藝沒有產(chǎn)生大量含金屬鹽的廢水，環(huán)境友好；

3、采用100％硫酸替代現(xiàn)有工藝中使用的其它濃度的硫酸，比現(xiàn)有的方法硫酸的用量降低了50％，同時反應(yīng)常溫常壓條件下進行，反應(yīng)更加溫和、能耗較小，降低生產(chǎn)成本，有利于節(jié)能減排，反應(yīng)過程中得到的廢酸可以循環(huán)使用，后處理方便，環(huán)境友好。

四具體實施方式

下面的實施例對本發(fā)明做進一步說明，其目的是能夠更好理解本發(fā)明的內(nèi)容。但是實施例不以任何方式限制本發(fā)明的范圍。本專業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明權(quán)利要求范圍內(nèi)做出的改進和調(diào)整也應(yīng)屬于本發(fā)明的權(quán)利和保護范圍。

實施例1

在1000ml三頸瓶中，常溫常壓條件下，攪拌下依次加入100％硫酸100g、間氟三氟甲苯200g、溴化銨4g、溴代琥珀酰亞胺2g、四丁基溴化銨4g，滴加溴素97.5g，加畢后，控制常溫常壓條件，繼續(xù)反應(yīng)5-6h，取樣，gc檢測原料小于1％。終止反應(yīng)，濾除催化劑，轉(zhuǎn)移至1000ml分離漏斗中，靜止1h，分出底酸，將粗品放至1000ml瓶中，攪拌下加入500g水，滴入5％的氫氧化鈉溶液調(diào)ph＝7，堿洗后脫溶，精餾收集158-162℃/mmhg的餾分，得到最終產(chǎn)品278g，收率92.3％，含量99％。

實施例2

在1000ml三頸瓶中，常溫常壓條件下，攪拌下依次加入100％硫酸180g、間氟三氟甲苯200g、溴化銨1g、溴代琥珀酰亞胺0.1g、四丁基溴化銨1g，滴加溴素195g，加畢后，控制常溫常壓條件，繼續(xù)反應(yīng)5-6h，取樣，gc檢測原料小于1％。終止反應(yīng)，濾除催化劑，轉(zhuǎn)移至1000ml分離漏斗中，靜止1h，分出底酸，將粗品放至1000ml瓶中，攪拌下加入500g水，滴入5％的氫氧化鈉溶液調(diào)ph＝7，堿洗后脫溶，精餾收集158-162℃/mmhg的餾分，得到最終產(chǎn)品275g，收率91.2％，含量99％。

實施例3

在1000ml三頸瓶中，常溫常壓條件下，攪拌下依次加入100％硫酸100g、間氟三氟甲苯200g、溴化銨4.5g、溴代琥珀酰亞胺0.5g、四丁基溴化銨4.5g，滴加溴素97.5g，加畢后，控制常溫常壓條件，繼續(xù)反應(yīng)5-6h，取樣，gc檢測原料小于1％。終止反應(yīng)，濾除催化劑，轉(zhuǎn)移至1000ml分離漏斗中，靜止1h，分出底酸，將粗品放至1000ml瓶中，攪拌下加入500g水，滴入5％的氫氧化鈉溶液調(diào)ph＝7，堿洗后脫溶，精餾收集158-162℃/mmhg的餾分，得到最終產(chǎn)品276g，收率91.5％，含量99％。

實施例4

在1000ml三頸瓶中，常溫常壓條件下，攪拌下依次加入110％硫酸100g、間氟三氟甲苯200g、溴化銨1g、溴代琥珀酰亞胺0.5g、四丁基溴化銨1g，滴加溴素97.5g，加畢后，控制常溫常壓條件，繼續(xù)反應(yīng)6h，取樣，gc檢測原料小于1％。終止反應(yīng)，濾除催化劑，轉(zhuǎn)移至1000ml分離漏斗中，靜止1h，分出底酸，將粗品放至1000ml瓶中，攪拌下加入500g水，滴入5％的氫氧化鈉溶液調(diào)ph＝7，堿洗后脫溶，精餾收集158-162℃/mmhg的餾分，得到最終產(chǎn)品273g，收率90.2％，含量99％。

實施例5

在1000ml三頸瓶中，常溫常壓條件下，攪拌下依次加入130％硫酸120g、間氟三氟甲苯200g、溴化銨2g、溴代琥珀酰亞胺0.8g、四丁基溴化銨2g，滴加溴素97.5g，加畢后，控制常溫常壓條件，繼續(xù)反應(yīng)5-6h，取樣，gc檢測原料小于1％。終止反應(yīng)，濾除催化劑，轉(zhuǎn)移至1000ml分離漏斗中，靜止1h，分出底酸，將粗品放至1000ml瓶中，攪拌下加入500g水，滴入5％的氫氧化鈉溶液調(diào)ph＝7，堿洗后脫溶，精餾收集158-162℃/mmhg的餾分，得到最終產(chǎn)品273g，收率90.0％，含量99％。

實施例6

在1000ml三頸瓶中，常溫常壓條件下，攪拌下依次加入100％硫酸100g、間氟三氟甲苯200g、溴化銨4.5g、溴代琥珀酰亞胺0.8g、四丁基溴化銨4.5g，滴加溴素97.5g，加畢后，控制常溫常壓條件，繼續(xù)反應(yīng)5-6h，取樣，gc檢測原料小于1％。終止反應(yīng)，濾除催化劑，轉(zhuǎn)移至1000ml分離漏斗中，靜止1h，分出底酸，將粗品放至1000ml瓶中，攪拌下加入500g水，滴入5％的氫氧化鈉溶液調(diào)ph＝7，堿洗后脫溶，精餾收集158-162℃/mmhg的餾分，得到最終產(chǎn)品277g，收率92.2％，含量99％。

實施例7

在1000ml三頸瓶中，常溫常壓條件下，攪拌下依次加入100％硫酸100g、間氟三氟甲苯200g、溴化銨4.5g、溴代琥珀酰亞胺0.5g、四丁基溴化銨4.5g，滴加溴素100g，加畢后，控制常溫常壓條件，繼續(xù)反應(yīng)5-6h，取樣，gc檢測原料小于1％。終止反應(yīng)，濾除催化劑，轉(zhuǎn)移至1000ml分離漏斗中，靜止1h，分出底酸，將粗品放至1000ml瓶中，攪拌下加入500g水，滴入5％的氫氧化鈉溶液調(diào)ph＝7，堿洗后脫溶，精餾收集158-162℃/mmhg的餾分，得到最終產(chǎn)品276g，收率92.1％，含量99％。

實施例8

在1000ml三頸瓶中，常溫常壓條件下，攪拌下依次加入100％硫酸100g、間氟三氟甲苯200g、溴化銨4.7g、溴代琥珀酰亞胺0.6g、四丁基溴化銨4.7g，滴加溴素97.5g，加畢后，控制常溫常壓條件，繼續(xù)反應(yīng)5-6h，取樣，gc檢測原料小于1％。終止反應(yīng)，濾除催化劑，轉(zhuǎn)移至1000ml分離漏斗中，靜止1h，分出底酸，將粗品放至1000ml瓶中，攪拌下加入500g水，滴入5％的氫氧化鈉溶液調(diào)ph＝7，堿洗后脫溶，精餾收集158-162℃/mmhg的餾分，得到最終產(chǎn)品276g，收率91.5％，含量99％。

實施例9

廢酸的循環(huán)使用：將上述實施例8分出的底酸回收，投入1000ml三頸瓶中，其余原料、催化劑、溴素等操作同實施例8，得到最終產(chǎn)品276g，收率91.5％，含量99％。