对氟苯甲醛的合成

第20卷第8期精细化工Vol. 20 ,No. 82003年8月.FINE CHEMICALS .Aug. 2003精细化工中间体对氟苯甲醛的合成”刘宇(沈阳药科大学辽宁沈阳110016)摘要:以氟苯和CO为原料,AlCl,和无水HCl为催化剂在1.0~3.5MPa的CO压力下反应合成了对氟苯甲醛。.考察了各因素对转化率和收率的影响。得出最佳工艺条件为以(氟苯)m( AICI, )=1.0反应温度70 C ,HCl 用量为反应物料总质量的1.0%反应时间为1.5 h。在此工艺条件下氟苯转化为对氟苯甲醛的选择性可达99.1%产率为95%以上精制后产品纯度u(对氟苯甲醛)> 99%。关键词氟苯; -氧化碳对氟苯甲醛中图分类号:0625.41文献标识码:A文章编号: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对氟苯甲醛(简称4FBA)是一种用途广泛的有控制二氯化物的比例,分离较困难,单程转化率较机合成中间体,可用于医药1-3、农药4一7及染料等低收率低成本高电解氧化法中由于采用锰盐作的合成如用于治疗神经系统疾病的药物氟哌醇、氟为媒质,锰盐的循环量过大生产1t对氟苯甲醛需哌利多等药物的合成。目前合成对氟苯甲醛的方法:要250m3的锰盐电解液回收使用工艺复杂。主要有:以对氯苯甲醛为原料,用氟化钾氟化得对本工艺采用伽特曼科赫( Gatter-mann-Koch )反氟苯甲醛8];以对氟甲苯为原料,经氯化得对氟二应121，以价格比较低廉的氟苯和CO为原料,在无氯苄再经水解得对氟苯甲醛f 910]，以对氟甲苯为原水HCl和AlCl3催化剂存在下,-步反应合成对氟料,用锰盐做媒质经间接电氧化合成对氟苯甲苯甲醛克服了前述方法存在的缺点,方法简捷、三醛t]。以上合成对氟苯甲醛方法的缺点是:以对废少、收率较高、产物易提纯。氯苯甲醛为原料用氟化钾进行氟化需要较高的反.1实验应温度,由于醛基在高温下不稳定易被氧化,所以产物复杂易变色后处理困难产品质量差对氟甲1.1苯氯化水解法中对氟甲苯在氯化时易得到一氯、二YH.中国煤化工计压力5.0MPa磁力CNMHG氯、三氯的混合物通常需要通过控制氯化的深度来搅拌人还币白控议笛1止制);HCl发生装置(自&收稿日期2003 -05 -06作者简介刘宇( 1972- )女辽宁阜新人,1993 年毕业于中国药科大学化学制药专业现在沈阳药科大学攻读硕士学位主要从事化学药物的研究和开发电话024 - 88730930。第8期刘宇对氟苯甲醛的合成507.制);R201型旋转蒸发器(上海申顺生物科技有限研究设计院;氯化氢,自制;氯化铝[ w( AICl3 )=公司);ZC900气相色谱仪(上海科创色谱仪器公99. 2% ]工业品,上海盛龙化工有限公司。司)。氟苯[u( FB)=99.5% ] ,工业品，天津万泰精1.2合 成反应式细化工厂;- 氧化碳[ u( C0)=99.9% ]光明化工反应式如下所示。0:AICl3主反应:F- t > +co-60~80 c-CH60~80C、p_-CHO + AICI:(C aq)AIC3 ,HCIH201.0-3.5 MPaCI60-80 C副反应:r-<7> CH-CH-AICI:HCI( CBFM )1.3 合成步骤表1氟苯与AlCl, 不同配料比对反应的影响将41.9g氟苯(0.436mol)与58.1gAlCl;n(氟苯)Vr( AlCI3 )(0.436 mol )混合成浆料加入高压釜中密封好釜0.81.01.21.5盖向高压釜中通入N2以驱除其中的空气然后启u(氟苯)V%23. 140. 1316.3132. 37动HCl发生装置在搅拌和加压下向高压釜中通入u( 4FBA )%68.3299. 1082.3266.03一定量的无水HCl。当加热混合物的温度升到70u( CBFM )%①8.280.471.061.20C时，开始通入CO使系统压力升到要求的压力并u(其他杂质)V%②0.260. 300.310. 40保持。当CO吸收速率从峰值明显下降时就认为产品收率/%30. 2695. 1845. 1831. 12反应进行完全了。降温排除过量的CO把混合物倾①CBFM为4 4'-=(氟苯基)氯甲烷②主要是邻氟苯甲醛。入含有一定量HCI的冰水中使AICl,完全溶解静2.1.2HCl用量对反应的影响置分层，分离出有机相。水相进行AICl,回收处理;HCl为气体,必须加压才能使系统中保持一定有机相用u( HCI )= 1%的水溶液洗涤,以除去痕量量。通过实验可以看出,当HCI量增加时副产物铝盐再用碳酸钠水溶液洗涤至中性,用硫酸镁干CBFM的量增加。当反应温度为70C ,n(氟苯)n燥,用气相色谱分析对氟苯甲醛质量分数为( AlCl, )=1.0氟苯投料量为41.9 g时产物4FBA99. 10%。减压蒸馏得对氟苯甲醛51.5 g ,收率和副产CBFM的质量分数见表2。95.18% u(对氟苯甲醛)> 99. 46%。.表2 HCl 用量对4FBA选择性的影响2结果 与讨论HCI/g2.1催化剂的选择 与用量1.0 1.52.02. 53.00.13 0.12 0.09 0.13 0.082.1.1 AlCl,的选择与用量99.10 98.02 96.73 95.62 94.48芳香烃烷基化反应常用的催化剂有AlCl3、u( CBFM )V%0.51 1.55 2.70 3. 925. 12SnCl,、BF3 ZnCl2等其中以AlCl;催化剂效果最强。u(其他杂质)%0.26 0.31 0.48 0.33 0.32如果芳烃环上有烷基、羟基、甲氧基等供电子基团95.18 92.56 87.65 86. 8584. 93时烷基化反应容易进行,可选用较弱的催化剂;如果芳烃上有吸电子基团如羰基、羧基、卤原子等则由表2可见随着HCI用量的增加AFBA的选.反应不易进行必须选用催化效果强的催化剂所以择性有所下降,而CBFM的选择性增加，这是因为作者选用了AlCl3做催化剂。HCl用量增加促进了4 A'-二氟苯基氯甲烷的生成。当反应温度为70 C时氟苯与AlCI,不同配料因此最好控制HCI用量为氟苯与AICI, 总质量的比对反应选择性及产品收率的影响见表1。中国煤化工当n(氟苯)n( AICl3 )=0.8时有大量的氟苯2.2THCNMHG_未反应,CBFM也较多,这可能是因为AlCl,是固体反应温度刈风应迷度月明显的影响提高反应且不溶于氟苯所致当氟苯与AlCI;的比例增大时,温度可以提高反应速度,但反应温度增高使4FBA混合物流动性较差搅拌困难并产生局部过热。经选择性降低,而CBFM的选择性增加。4FBA选择性.与反应温度的关系见表3。实验确定1(氟苯)n( AlCl,)=1.0为宜。， 508精细化工FINE CHEMICALS第20卷表34FBA 选择性与反应温度的关系右，对氟苯甲醛选择性可达99.1% ,产品收率>θ/C95%精制后u(对氟苯甲醛)> 99%。6(57030u(氟苯)/%1.18 0.52 0.13 0.06 0. 00参考文献: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(其他杂质)/%0.16 0.21 0.26 0.87 1. 68[2 ] Donala W Stoutamire. Fluorotoluene-dithiol-phosphoro-dithioate产品收率/%93.0593.16 95.18 86.85 82.06[P]US 3310610 ,1967 -03 -21.[3] 尹大力李春.(士)对氟2(2-甲基-丙酰基)4-氧-N 3-二苯2.3反应时间的影响基苯丁酰胺的新合成方法以及其中的中间体[ P] CN:反应时间与温度有关当反应物不再吸收CO时,132584A 2001 -12-12.认为反应完成。反应时间与反应温度的关系见表4。[4] Alan J Whitte. Fluorobenzyl ester(C P] US :4 902 814 ,1990 -02-20.表4反应时间与 反应温度的关系[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,当确定反应温度为70 9C时,[7]董超林戎有明.对氟苯甲醛生产氟氯氰菊酯的方法[P].CN:1096445C 2002 -12- 18.反应时间为1.5 h左右,4FBA的质量分数为[8]王俊华. -种对氟苯甲醛的生产方法[ P]. CN :1267658A ,99.1%产品收率为95.18%。2000 -09 -27.[9 ] Gibert Billeb ,Georg Folz. Process the continuous production of3结论aromatic aldehyde[ P ] US 5 382 694 ,1995 -01 -17.[ 10 ] Gibert Billeb ,Peter Burg. Process for preparing aromatic以氟苯和CO为原料,AlCl, 和无水HCl为催化aldehyde[ P]US 5 347 054 ,1994 -09 - 13.剂在加压下可以合成出对氟苯甲醛。经实验氟苯[11 ] John F Lang. Synthesis of flourobenzal dehydes[ P ]. US ;5 138与AlCl,的最佳量比为:n(氟苯)n( AlCl3 )=1.0;099 ,992 -08-11.最佳反应温度为70 C反应时间宜控制在1.5 h左[12] 徐寿昌.有机化学M ]北京高等教育出版社1992.242 -243.(上接第482页)反应液经减压精馏u(芳樟醇)>98%收率80% ~香。实验结果表明,Pb、Bi改性Pd催化剂好于90%未反应的脱氢芳樟醇富集于蒸馏釜中,可回收Lindlar催化剂降低了催化剂中的Pd含量,用Pb、套用。Bi两种元素改性催化剂具有更好的选择性。( 1 )铅毒化的Lindlar催化剂[ u( Pd)=5% ]合[ 1 ] Uhlar L Polievka M ,Kavala M. Manufacture of alkenes alkadienesand their derivativs by hydrogenation of alkynes[ P ] CS :253成芳樟醇反应温度30~75 C反应压力0.5~1.0436 ,1988 -10-15.MPa脱氢芳樟醇转化率99% ~ 100% ,芳樟醇选择[2 ] Karabinos J Gattnar 0 ,Gomory J et al. Increased slctivity of性95% ~97%。产品经减压精馏,w(芳樟醇)>Lindlar catalysts for preparation of vitamin A and perfume98%收率80%~90%,未反应的脱氢芳樟醇可回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催化剂合成芳樟醇,当中国煤化工催化剂中u( Pd)=1%时反应温度为50~55°C反.应压力0.5 MPa催化剂重复使用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-选择性保持在98%以上,反 应收率保持在97%左vinylpyridine micelles :Catalytie behavior in selective hydrogenation右催化剂反应性能良好。产品经减压精馏处理后,of dehydrolinao[ J ]. Joural of Catalyis 2000 ,196 302 -314.u(芳樟醇)>98%，色度APHA <30 ,可用于香料调[5]徐重启黄和庆陈杏松等.炔丙基醇类的催化加氢[ J].天然气化工1988 (2)31 -39.