一种2,3,5,6-四氟-1,4-苯二甲醇的制备方法

摘要

本发明公开了一种2,3,5,6‑四氟‑1,4‑苯二甲醇的制备方法，属于精细化学品合成技术领域，其特征在于，包括以下反应步骤：(1)对二甲苯在催化剂催化和可见光照射下，通入氯气氯化，然后通入氮气驱尽残余的氯化氢气体，得1,4‑双(三氯甲基)‑2,3,5,6‑四氯苯；(2)1,4‑双(三氯甲基)‑2,3,5,6‑四氯苯与氟化钾在醇类溶剂中氟代、醇解，然后减压蒸馏回收溶剂，水洗至中性、烘干，得1,4‑双(烷氧氯甲基)‑2,3,5,6‑四氟苯；(3)1,4‑双(烷氧氯甲基)‑2,3,5,6‑四氟苯在含金属催化剂和缚酸剂的溶剂中，通入氢气催化加氢还原，将上层有机相冷却、抽滤、烘干，得2,3,5,6‑四氟‑1,4‑苯二甲醇。本发明具有原料廉价易得，合成路线短，操作简便，产品成本低等优点。

权利要求

1.一种2,3,5,6-四氟-1,4-苯二甲醇的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1) 对二甲苯在催化剂催化和可见光照射下，通入氯气，发生氯化反应，然后通入氮气驱尽残余的氯化氢气体，得1,4-双(三氯甲基)-2,3,5,6-四氯苯；

(2) 步骤(1)所得的1,4-双(三氯甲基)-2,3,5,6-四氯苯，与氟化钾在醇类溶剂中反应，然后减压蒸馏回收溶剂，水洗至中性、烘干，得1,4-双(烷氧氯甲基)-2,3,5,6-四氟苯；

(3) 步骤(2)所得的1,4-双(烷氧氯甲基)-2,3,5,6-四氟苯，在含金属催化剂和缚酸剂的溶剂中，通入氢气催化加氢还原，然后将上层有机相冷却、抽滤、烘干，得2,3,5,6-四氟-

1,4-苯二甲醇；

所述的金属催化剂为Raney Ni或Pd/C；所述的通入氢气的压力为1.0   20.0MPa，反应~的温度为20   200℃；

~

其制备的合成路线如下：

。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述的催化剂，选自以下一种或几种：铁粉、锌粉、铝粉、氯化铁、氯化锌、氯化铝。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述的通入氯气反应的温度为50   150℃。

~

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述的醇类溶剂为含1 4个~碳的醇，选自以下一种或几种：甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、仲丁醇、叔丁醇。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述的反应温度为50   150~℃。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(3)中，所述的缚酸剂为吡啶或三乙胺。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(3)中，所述的溶剂，选自以下一种或几种：醇类为甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、叔丁醇、正戊醇、异戊醇；醚类为正丙醚、异丙醚、正丁醚、异丁醚、甲基叔丁基醚、乙二醇二甲醚；烃类为正己烷、正庚烷、正辛烷、环已烷、甲苯、乙苯、二甲苯。

说明书

一种2,3,5,6-四氟-1,4-苯二甲醇的制备方法

技术领域

[0001] 本发明属于精细化学品合成技术领域，具体涉及拟除虫菊酯的一种中间体2,3,5,6-四氟-1,4-苯二甲醇的制备方法。

背景技术

[0002] 2,3,5,6-四氟-1,4-苯二甲醇是高效低毒含氟拟除虫菊酯(七氟菊酯和四氟苯甲醚菊酯)合成的重要中间体。其公开的合成技术路线主要有如下五种：

[0003] (1)以2,3,5,6-四氟-1,4-苯二甲酸或其衍生物为原料，通过还原反应得到2,3,5,6-四氟-1,4-苯二甲醇：

[0004]

[0005] 其中又有五种合成路线：

[0006] WO9312096、WO2007086330、US6759558、DE3714602、EP1247792公开的路线①，以2,3,5,6-四氟-1,4-苯二甲酸为原料，采用硼氢化钠还原得2,3,5,6-四氟-1,4-苯二甲醇，其不足之处是收率低。

[0007] CN1605581、CN1631868、CN1636949、CN103641686、WO2006013999公开的路线②，2,3,5,6-四氟-1,4-苯二甲酸经酯化，再采用硼氢化钠或硼氢化钾还原，得到2,3,5,6-四氟-
1,4-苯二甲醇。该路线虽然还原反应步骤的收率提高，但路线长，总收率不理想。

[0008] GB2127013、CN1900039、CN103113192公开的路线③，2,3,5,6-四氟-1,4-苯二甲酸经酰氯化，得2,3,5,6-四氟-1,4-苯二甲酰氯中间体，再经硼氢化钠还原得到2,3,5,6-四氟-1,4-苯二甲醇。GB2127013的还原反应收率低；CN1900039采用易燃易爆低沸点溶剂四氢呋喃，存在严重安全隐患；CN103113192采用昂贵的单质碘和污染环境严重的有机溶剂氯苯或二氯苯。

[0009] US20080207961、WO 2008106286、CN1349484、JP 2001158754公开的路线④，以2,3,5,6-四氟-1,4-苯二甲腈为原料，经醇解和还原反应，得2,3,5,6-四氟-1,4-苯二甲醇。其不足之处是，在醇解反应步骤副反应严重，收率低。

[0010] WO2000068173、WO2006137348公开的路线⑤，以2,3,5,6-四氟-1,4-苯二甲腈为原料，先采用AlH(i-Bu)2还原合成2,3,5,6-四氟-1,4-苯二甲醛，再经金属催化加氢还原，制备2,3,5,6-四氟-1,4-苯二甲醇。其不足之处是，第一步还原反应的副反应多，收率低；第二步反应需在加压条件下进行。

[0011] 这五种合成路线还存在一共同的不足之处，即原料不易得到，原料价格昂贵。

[0012] (2)WO2001055064、WO2002002504、WO 2002034706、WO20020026678、US2002198401、JP 4409057公开了以2,3,5,6-四氟对苯二甲睛为原料，经催化加氢还原反应，得到2,3,5,6-四氟对苯二甲胺，再经重氮化、水解反应，得到2,3,5,6-四氟对苯二甲醇。

[0013]

[0014] 该合成路线的不足之处是，在还原反应和重氮盐的水解反应中，发生的副反应均较多，反应条件较苛刻，产物纯度与收率不理想。

[0015] (3)CN1458137公开了以对苯二甲酸为原料，经氯化、氟代、酯化、还原等反应，得到2,3,5,6-四氟-1,4-苯二甲醇。

[0016]

[0017] 该合成路线原料易得，但合成路线长，且在氟代反应一步的副反应较多，后处理过程繁琐，产物纯度不高、收率低。

[0018] (4)CN101973850公开了以1,2,4,5-四氟苯为原料，在氯磺酸、多聚甲醛、硫酸、氯化锌作用下，发生氯甲基化反应，得到1,4-双(氯甲基)-2,3,5,6-四氟苯，再经水解，得到2,3,5,6-四氟-1,4-苯二甲醇。

[0019]

[0020] 该合成路线短，存在的不足之处是，原料不易得到；第一步氯甲基化反应条件较苛刻，酸性废水量较大；第二步水解副反应较多，反应总收率和产物纯度不理想。

[0021] (5)CN103304377公开了以2,3,5,6-四氟苯甲醇为原料，在惰性溶剂中与强碱反应，得到2,3,5,6-四氟苄氧负离子；再与烷基氯硅烷反应，得到2,3,5,6-四氟苄氧基硅烷；然后与有机锂试剂反应，得到芳基锂；经与甲醛气体反应，最后通过水解反应，得到2,3,5,
6-四氟-1,4-苯二甲醇。

[0022]

[0023] 该合成路线的不足之处是，原料不易得到，使用昂贵的有机锂试剂，反应在-70～-80℃的低温条件下进行，不适合工业化生产。

发明内容

[0024] 本发明的目的是针对以上问题，为了克服2,3,5,6-四氟-1,4-苯二甲醇现有制备方法的原料不易得到、原料价格昂贵、合成路线长、副反应多、操作繁琐和产品成本高等缺陷，而提供了一种2,3,5,6-四氟-1,4-苯二甲醇的制备方法。本发明的制备方法原料廉价易得，合成路线短，操作简便，有利于降低产品成本，更适合工业化生产。

[0025] 本发明采用的技术方案如下：

[0026] 一种2,3,5,6-四氟-1,4-苯二甲醇的制备方法，其特征在于，以对二甲苯为原料，经氯代、氟代、醇解和催化加氢还原，得到2,3,5,6-四氟-1,4-苯二甲醇，包括以下步骤：

[0027] (1)对二甲苯(I)在催化剂催化和可见光照射下，通入氯气，发生氯化反应，然后通入氮气驱尽残余的氯化氢气体，得1,4-双(三氯甲基)-2,3,5,6-四氯苯(II)；

[0028] (2)步骤(1)所得的1,4-双(三氯甲基)-2,3,5,6-四氯苯(II)，与氟化钾在醇类溶剂中反应，然后减压蒸馏回收溶剂，水洗至中性，烘干，得1,4-双(烷氧氯甲基)-2,3,5,6-四氟苯(III)；

[0029] (3)步骤(2)所得的1,4-双(烷氧氯甲基)-2,3,5,6-四氟苯(III)，在含金属催化剂和缚酸剂的溶剂中，通入氢气催化加氢还原，然后将上层有机相冷却、抽滤、烘干，得2,3,5,6-四氟-1,4-苯二甲醇(IV)。

[0030] 本发明采用的合成路线如下：

[0031]

[0032] 其中，在步骤(1)中，所述的催化剂，选自以下一种或几种：铁粉、锌粉、铝粉、氯化铁、氯化锌、氯化铝；

[0033] 通入氯气反应的温度为50～150℃；

[0034] 在步骤(2)中，所述的醇类溶剂为含1～4个碳的醇，选自以下一种或几种：甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、仲丁醇、叔丁醇；

[0035] 反应温度为50～150℃；

[0036] 在步骤(3)中，所述的金属催化剂为Raney Ni或Pd/C；

[0037] 所述的缚酸剂为吡啶或三乙胺；

[0038] 所述的溶剂，选自以下一种或几种：醇类，甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、叔丁醇、正戊醇、异戊醇；醚类，正丙醚、异丙醚、正丁醚、异丁醚、甲基叔丁基醚、乙二醇二甲醚；烃类，正己烷、正庚烷、正辛烷、环已烷、甲苯、乙苯、二甲苯；

[0039] 通入氢气的压力为1.0～20.0MPa；

[0040] 通入氢气反应的温度为20～200℃。

[0041] 本发明的积极进步效果在于，制备2,3,5,6-四氟-1,4-苯二甲醇的原料廉价易得，合成路线短，操作简便，有利于降低产品成本，更适合工业化生产。

具体实施方式

[0042] 下面的实施例可以使本专业技术人员更全面地理解本发明，但本发明不仅仅局限于以下实施例。

[0043] 实施例1

[0044] 2,3,5,6-四氟-1,4-苯二甲醇的制备包括以下步骤：

[0045] a.1,4-双(三氯甲基)-2,3,5,6-四氯苯(II)的合成

[0046] 在带有搅拌器、温度计、冷凝管(末端连接尾气吸收装置)和气体导入管的250mL的四口烧瓶中，加入53.1g对二甲苯(I)和0.5g铁粉，升温至110℃，开启烧瓶旁10cm处的钠灯光源，即刻通过导气管导入氯气。控温110～115℃，在光照下进行搅拌，通入360g氯气。停止通氯气5min后，关闭光源。然后在搅拌下导入氮气15min，驱尽残余的氯化氢，得201.0g化合物II。

[0047] b.1,4-双(甲氧氯甲基)-2,3,5,6-四氟苯(III)的合成

[0048] 在带有搅拌器、温度计、和冷凝管(末端连接尾气吸收装置)的500mL的四口烧瓶中，依次加入300g甲醇、45.2g化合物II和29.0g氟化钾，升温至60℃，搅拌反应16h。减压蒸馏回收甲醇，水洗至中性，烘干，得31.6g化合物III。

[0049] c.2,3,5,6-四氟-1,4-苯二甲醇(IV)的合成

[0050] 在1L高压加氢釜中，加入300g甲醇、3.0g Raney Ni、31.6g化合物III和23.5g吡啶。用氮气置换釜内空气3次，通入氢气，使釜内压力为9.8MPa。加热升温至60℃，控温60～65℃搅拌反应。当釜内压力下降后，补充氢气使压力至19.8MPa。当釜内压力不再下降时结束反应。将上层有机相冷却、抽滤、烘干，得15.5g化合物IV，HPLC检测纯度为96.6％。

[0051] 实施例2

[0052] 在步骤a中，保持其他条件不变，以1.6g三氯化铁代替铁粉，控温90～95℃光照通入氯气反应，得182.5g化合物II。

[0053] 在步骤b中，保持其他条件不变，在1000mL的四口烧瓶中，以600g正丁醇代替甲醇，加入90.5g氟化钾，升温至120℃反应6h，得33.9g化合物III。

[0054] 在步骤c中，保持其他条件不变，加入600g正丁醇、1.0g Pd/C、33.9g化合物III和79.1g吡啶，在115～120℃和氢气压力5.0MPa反应，得14.3g化合物IV，HPLC检测纯度为
96.1％。

[0055] 实施例3

[0056] 在步骤a中，保持其他条件不变，以3.0g三氯化铝代替铁粉，控温50～55℃光照通入氯气反应，得171.3g化合物II。

[0057] 在步骤b中，保持其他条件不变，以150g乙醇代替甲醇，氟化钾58.0g，升温至80℃反应12h，得32.7g化合物III。

[0058] 在步骤c中，保持其他条件不变，加入500g甲基叔丁基醚、5.0g Raney Ni、32.7g化合物III和31.6g吡啶，在180～185℃和氢气压力3.0MPa反应，得13.1g化合物IV，HPLC检测纯度为96.5％。

[0059] 实施例4

[0060] 在步骤a中，保持其他条件不变，以1.0g三氯化锌代替铁粉，控温120～125℃光照通入氯气反应，得176.2g化合物II。

[0061] 在步骤b中，保持其他条件不变，以275g异丙醇代替甲醇，加入34.8g氟化钾，升温至75℃反应16h，得30.8g化合物III。

[0062] 在步骤c中，保持其他条件不变，加入500g甲苯、1.5g Raney Ni、30.8g化合物III和35.0g三乙胺，在105～110℃和氢气压力8.0MPa反应，得11.6g化合物IV，HPLC检测纯度为96.0％。需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

[0063] 本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本发明的保护范围。