對氟苯甲醛的合成

第20卷第8期精細化工Vol. 20 ,No. 82003年8月.FINE CHEMICALS .Aug. 2003精細化工中間體對氟苯甲醛的合成”劉宇(沈陽(yáng)藥科大學(xué)遼寧沈陽(yáng)110016)摘要:以氟苯和CO為原料,AlCl,和無(wú)水HCl為催化劑在1.0~3.5MPa的CO壓力下反應合成了對氟苯甲醛。.考察了各因素對轉化率和收率的影響。得出最佳工藝條件為以(氟苯)m( AICI, )=1.0反應溫度70 C ,HCl 用量為反應物料總質(zhì)量的1.0%反應時(shí)間為1.5 h。在此工藝條件下氟苯轉化為對氟苯甲醛的選擇性可達99.1%產(chǎn)率為95%以上精制后產(chǎn)品純度u(對氟苯甲醛)> 99%。關(guān)鍵詞氟苯; -氧化碳對氟苯甲醛中圖分類(lèi)號:0625.41文獻標識碼:A文章編號:1003 -5214( 2003 )08 -0506 -03Synthesis of p-FluorobenzaldehydeLIU Yu( Shenyang Pharmaceutical University Shenyang 110016 Liaoning ,China )Abstract p-Fluorobenzaldehyde was synthesized from fluorobenzene and carbon monoxide with AlClzand HCl as catalyst in CO atmosphere at a pressure 1.0 MPa to 3.5 MPa. Efects on the conversionratio and yield were investigated. The results showed that the optimum technological conditions shouldbe n( fluorobenzene ):r( AlCl3 )=1. 0:1.0 ,reaction temperature 70 C amount of HCl 1. 0% of totalmass of reation mixture and reaction time 1.5 h. The selectivity for p-fluorobenzaldehyde was up to99. 1% under these conditions and purity of the refined product u( p-fluorobenzaldehyde )> 99% .Key words :fluorobenzene carbonmonoxide p-fluorobenzaldehyde對氟苯甲醛(簡(jiǎn)稱(chēng)4FBA)是一種用途廣泛的有控制二氯化物的比例,分離較困難,單程轉化率較機合成中間體,可用于醫藥1-3、農藥4一7及染料等低收率低成本高電解氧化法中由于采用錳鹽作的合成如用于治療神經(jīng)系統疾病的藥物氟哌醇、氟為媒質(zhì),錳鹽的循環(huán)量過(guò)大生產(chǎn)1t對氟苯甲醛需哌利多等藥物的合成。目前合成對氟苯甲醛的方法:要250m3的錳鹽電解液回收使用工藝復雜。主要有:以對氯苯甲醛為原料,用氟化鉀氟化得對本工藝采用伽特曼科赫( Gatter-mann-Koch )反氟苯甲醛8];以對氟甲苯為原料,經(jīng)氯化得對氟二應121，以?xún)r(jià)格比較低廉的氟苯和CO為原料,在無(wú)氯芐再經(jīng)水解得對氟苯甲醛f 910]，以對氟甲苯為原水HCl和AlCl3催化劑存在下,-步反應合成對氟料,用錳鹽做媒質(zhì)經(jīng)間接電氧化合成對氟苯甲苯甲醛克服了前述方法存在的缺點(diǎn),方法簡(jiǎn)捷、三醛t]。以上合成對氟苯甲醛方法的缺點(diǎn)是:以對廢少、收率較高、產(chǎn)物易提純。氯苯甲醛為原料用氟化鉀進(jìn)行氟化需要較高的反.1實(shí)驗應溫度,由于醛基在高溫下不穩定易被氧化,所以產(chǎn)物復雜易變色后處理困難產(chǎn)品質(zhì)量差對氟甲1.1苯氯化水解法中對氟甲苯在氯化時(shí)易得到一氯、二YH.中國煤化工計壓力5.0MPa磁力CNMHG氯、三氯的混合物通常需要通過(guò)控制氯化的深度來(lái)攪拌人還幣白控議笛1止制);HCl發(fā)生裝置(自&收稿日期2003 -05 -06作者簡(jiǎn)介劉宇( 1972- )女遼寧阜新人,1993 年畢業(yè)于中國藥科大學(xué)化學(xué)制藥專(zhuān)業(yè)現在沈陽(yáng)藥科大學(xué)攻讀碩士學(xué)位主要從事化學(xué)藥物的研究和開(kāi)發(fā)電話(huà)024 - 88730930。第8期劉宇對氟苯甲醛的合成507.制);R201型旋轉蒸發(fā)器(上海申順生物科技有限研究設計院;氯化氫,自制;氯化鋁[ w( AICl3 )=公司);ZC900氣相色譜儀(上?？苿?chuàng )色譜儀器公99. 2% ]工業(yè)品,上海盛龍化工有限公司。司)。氟苯[u( FB)=99.5% ] ,工業(yè)品，天津萬(wàn)泰精1.2合 成反應式細化工廠(chǎng);- 氧化碳[ u( C0)=99.9% ]光明化工反應式如下所示。0:AICl3主反應:F- t > +co-60~80 c-CH60~80C、p_-CHO + AICI:(C aq)AIC3 ,HCIH201.0-3.5 MPaCI60-80 C副反應:r-<7> CH-CH-AICI:HCI( CBFM )1.3 合成步驟表1氟苯與AlCl, 不同配料比對反應的影響將41.9g氟苯(0.436mol)與58.1gAlCl;n(氟苯)Vr( AlCI3 )(0.436 mol )混合成漿料加入高壓釜中密封好釜0.81.01.21.5蓋向高壓釜中通入N2以驅除其中的空氣然后啟u(氟苯)V%23. 140. 1316.3132. 37動(dòng)HCl發(fā)生裝置在攪拌和加壓下向高壓釜中通入u( 4FBA )%68.3299. 1082.3266.03一定量的無(wú)水HCl。當加熱混合物的溫度升到70u( CBFM )%①8.280.471.061.20C時(shí)，開(kāi)始通入CO使系統壓力升到要求的壓力并u(其他雜質(zhì))V%②0.260. 300.310. 40保持。當CO吸收速率從峰值明顯下降時(shí)就認為產(chǎn)品收率/%30. 2695. 1845. 1831. 12反應進(jìn)行完全了。降溫排除過(guò)量的CO把混合物傾①CBFM為4 4'-=(氟苯基)氯甲烷②主要是鄰氟苯甲醛。入含有一定量HCI的冰水中使AICl,完全溶解靜2.1.2HCl用量對反應的影響置分層，分離出有機相。水相進(jìn)行AICl,回收處理;HCl為氣體,必須加壓才能使系統中保持一定有機相用u( HCI )= 1%的水溶液洗滌,以除去痕量量。通過(guò)實(shí)驗可以看出,當HCI量增加時(shí)副產(chǎn)物鋁鹽再用碳酸鈉水溶液洗滌至中性,用硫酸鎂干CBFM的量增加。當反應溫度為70C ,n(氟苯)n燥,用氣相色譜分析對氟苯甲醛質(zhì)量分數為( AlCl, )=1.0氟苯投料量為41.9 g時(shí)產(chǎn)物4FBA99. 10%。減壓蒸餾得對氟苯甲醛51.5 g ,收率和副產(chǎn)CBFM的質(zhì)量分數見(jiàn)表2。95.18% u(對氟苯甲醛)> 99. 46%。.表2 HCl 用量對4FBA選擇性的影響2結果 與討論HCI/g2.1催化劑的選擇 與用量1.0 1.52.02. 53.00.13 0.12 0.09 0.13 0.082.1.1 AlCl,的選擇與用量99.10 98.02 96.73 95.62 94.48芳香烴烷基化反應常用的催化劑有AlCl3、u( CBFM )V%0.51 1.55 2.70 3. 925. 12SnCl,、BF3 ZnCl2等其中以AlCl;催化劑效果最強。u(其他雜質(zhì))%0.26 0.31 0.48 0.33 0.32如果芳烴環(huán)上有烷基、羥基、甲氧基等供電子基團95.18 92.56 87.65 86. 8584. 93時(shí)烷基化反應容易進(jìn)行,可選用較弱的催化劑;如果芳烴上有吸電子基團如羰基、羧基、鹵原子等則由表2可見(jiàn)隨著(zhù)HCI用量的增加AFBA的選.反應不易進(jìn)行必須選用催化效果強的催化劑所以擇性有所下降,而CBFM的選擇性增加，這是因為作者選用了AlCl3做催化劑。HCl用量增加促進(jìn)了4 A'-二氟苯基氯甲烷的生成。當反應溫度為70 C時(shí)氟苯與AlCI,不同配料因此最好控制HCI用量為氟苯與AICI, 總質(zhì)量的比對反應選擇性及產(chǎn)品收率的影響見(jiàn)表1。中國煤化工當n(氟苯)n( AICl3 )=0.8時(shí)有大量的氟苯2.2THCNMHG_未反應,CBFM也較多,這可能是因為AlCl,是固體反應溫度刈風(fēng)應迷度月明顯的影響提高反應且不溶于氟苯所致當氟苯與AlCI;的比例增大時(shí),溫度可以提高反應速度,但反應溫度增高使4FBA混合物流動(dòng)性較差攪拌困難并產(chǎn)生局部過(guò)熱。經(jīng)選擇性降低,而CBFM的選擇性增加。4FBA選擇性.與反應溫度的關(guān)系見(jiàn)表3。實(shí)驗確定1(氟苯)n( AlCl,)=1.0為宜。， 508精細化工FINE CHEMICALS第20卷表34FBA 選擇性與反應溫度的關(guān)系右，對氟苯甲醛選擇性可達99.1% ,產(chǎn)品收率>θ/C95%精制后u(對氟苯甲醛)> 99%。6(57030u(氟苯)/%1.18 0.52 0.13 0.06 0. 00參考文獻:u( 4FBA )V%98.40 98.89 99.10 95. 6292. 5.1] Sharad Kumar Vyas. Process for the preparation of rosigltazoneu( CBFM )V%.0.26 0.38 0.51 3.45 5. 76maleat[P]US 6515 132 2003 -02 -04.u(其他雜質(zhì))/%0.16 0.21 0.26 0.87 1. 68[2 ] Donala W Stoutamire. Fluorotoluene-dithiol-phosphoro-dithioate產(chǎn)品收率/%93.0593.16 95.18 86.85 82.06[P]US 3310610 ,1967 -03 -21.[3] 尹大力李春.(士)對氟2(2-甲基-丙?；?4-氧-N 3-二苯2.3反應時(shí)間的影響基苯丁酰胺的新合成方法以及其中的中間體[ P] CN:反應時(shí)間與溫度有關(guān)當反應物不再吸收CO時(shí),132584A 2001 -12-12.認為反應完成。反應時(shí)間與反應溫度的關(guān)系見(jiàn)表4。[4] Alan J Whitte. Fluorobenzyl ester(C P] US :4 902 814 ,1990 -02-20.表4反應時(shí)間與 反應溫度的關(guān)系[5 ] Rainer Fuchs ,Frtz Maurer ,Uwe Priesnitz et al. Preparation of 4-fluoro-3-phenoxy-benzal-dehydeacetals and intemediates thereforθ/°C[ P]US :4 626 601 , 1986-12-02.607(8C[6 ] Rainer Fuchs ,Ingeborg Hammann ,Bemhard Homeyer et al.1.Combating arthropods with stereoisomers of2 2-di-methyl-3( 22-u( 4FBA )/% .98.4099.10.92.56.dichlorovinyI )-cycloproane-1 -carboxylic acid ar-cyano-3-phenoxy-93.0595. 18.82. 064-luoro-benzyl este[ P]. US :4 287 208 ,1981 -09 -01.由表4可以看出,當確定反應溫度為70 9C時(shí),[7]董超林戎有明.對氟苯甲醛生產(chǎn)氟氯氰菊酯的方法[P].CN:1096445C 2002 -12- 18.反應時(shí)間為1.5 h左右,4FBA的質(zhì)量分數為[8]王俊華. -種對氟苯甲醛的生產(chǎn)方法[ P]. CN :1267658A ,99.1%產(chǎn)品收率為95.18%。2000 -09 -27.[9 ] Gibert Billeb ,Georg Folz. Process the continuous production of3結論aromatic aldehyde[ P ] US 5 382 694 ,1995 -01 -17.[ 10 ] Gibert Billeb ,Peter Burg. Process for preparing aromatic以氟苯和CO為原料,AlCl, 和無(wú)水HCl為催化aldehyde[ P]US 5 347 054 ,1994 -09 - 13.劑在加壓下可以合成出對氟苯甲醛。經(jīng)實(shí)驗氟苯[11 ] John F Lang. Synthesis of flourobenzal dehydes[ P ]. US ;5 138與AlCl,的最佳量比為:n(氟苯)n( AlCl3 )=1.0;099 ,992 -08-11.最佳反應溫度為70 C反應時(shí)間宜控制在1.5 h左[12] 徐壽昌.有機化學(xué)M ]北京高等教育出版社1992.242 -243.(上接第482頁(yè))反應液經(jīng)減壓精餾u(芳樟醇)>98%收率80% ~香。實(shí)驗結果表明,Pb、Bi改性Pd催化劑好于90%未反應的脫氫芳樟醇富集于蒸餾釜中,可回收Lindlar催化劑降低了催化劑中的Pd含量,用Pb、套用。Bi兩種元素改性催化劑具有更好的選擇性。( 1 )鉛毒化的Lindlar催化劑[ u( Pd)=5% ]合[ 1 ] Uhlar L Polievka M ,Kavala M. Manufacture of alkenes alkadienesand their derivativs by hydrogenation of alkynes[ P ] CS :253成芳樟醇反應溫度30~75 C反應壓力0.5~1.0436 ,1988 -10-15.MPa脫氫芳樟醇轉化率99% ~ 100% ,芳樟醇選擇[2 ] Karabinos J Gattnar 0 ,Gomory J et al. Increased slctivity of性95% ~97%。產(chǎn)品經(jīng)減壓精餾,w(芳樟醇)>Lindlar catalysts for preparation of vitamin A and perfume98%收率80%~90%,未反應的脫氫芳樟醇可回intermediate{[ P]CS 252 376 ,1988 - 10-15.收套用。[3 ] Rajaram J Narula A P S ,Chawla H P S et al. Semihydrogenationof acetvlenes. Modified Lindlar catalys[ J ]. Tetrahedron ,1983 ,39(2)以Pb、Bi改性的Pd催化劑合成芳樟醇,當中國煤化工催化劑中u( Pd)=1%時(shí)反應溫度為50~55°C反.應壓力0.5 MPa催化劑重復使用8次合成芳樟醇MY HCN M H Gvolkov 10 et al. Structure andproperties of bimetallie colloids formed in polystyrene-block-poly4-選擇性保持在98%以上,反 應收率保持在97%左vinylpyridine micelles :Catalytie behavior in selective hydrogenation右催化劑反應性能良好。產(chǎn)品經(jīng)減壓精餾處理后,of dehydrolinao[ J ]. Joural of Catalyis 2000 ,196 302 -314.u(芳樟醇)>98%，色度APHA <30 ,可用于香料調[5]徐重啟黃和慶陳杏松等.炔丙基醇類(lèi)的催化加氫[ J].天然氣化工1988 (2)31 -39.