一種可工業(yè)化的2-溴-5-氟三氟甲苯的制備方法

卜魯周，張增興，張泉泉，李俊奇，常絢超

（1.浙江巍華化工有限公司，浙江東陽322109；2.浙江巍華新材料股份有限公司，浙江紹興312300）

一種可工業(yè)化的2-溴-5-氟三氟甲苯的制備方法

卜魯周1，張增興2，張泉泉1，李俊奇1，常絢超1

（1.浙江巍華化工有限公司，浙江東陽322109；2.浙江巍華新材料股份有限公司，浙江紹興312300）

以鄰三氟甲基苯胺為原料，經(jīng)桑德邁爾反應溴代、硝化、加氫還原，最后再重氮化氟代合成2-溴-5-氟三氟甲苯，總收率70%；該方法原料廉價易得，所涉及到的反應都是工業(yè)上較成熟的反應，可工業(yè)化生產(chǎn)。

鄰三氟甲基苯胺；2-溴-5-氟三氟甲苯；重氮化；溴代；氟代

2-溴-5-氟三氟甲苯為淡黃色液體，是重要的醫(yī)藥、農(nóng)藥和新型液晶材料中間體，隨著其用途不斷擴大，市場需求量也日益擴大。其合成方法國外未見報道，國內(nèi)有幾篇專利報道了該化合物的合成方法，如專利[1]報道了以間氟三氟甲苯為原料，經(jīng)硝化、催化加氫還原，最后通過桑德邁爾反應溴代合成了目標化合物，總收率76.1%。專利[2]報道了以間三氟甲基苯胺為原料，先用氨基保護試劑將氨基保護，再與溴化試劑進行苯環(huán)溴代，脫氨基保護基，最后經(jīng)希曼反應氟代合成目標化合物，總收率82%。專利[3]報道了以間氟三氟甲苯為原料，以硫酸溶液為溶劑，溴酸或溴酸鹽為溴化試劑直接溴代得目標化合物，最高收率93.9%。以上合成方法都是以間氟三氟甲苯或間三氟甲基苯胺為原料，原料價格都較高。另外，專利[2]用到了氨基保護劑，苯環(huán)溴代用到大量溶劑及氧化劑，這不僅增加了生產(chǎn)成本，還產(chǎn)生大量三廢。專利[3]同樣在苯環(huán)溴代反應中產(chǎn)生大量廢酸，且不易處理。我公司是一家以研發(fā)、生產(chǎn)含氟精細化學品的高新企業(yè)，公司年產(chǎn)間三氟甲基苯胺5000 t，在生產(chǎn)間三氟甲基苯胺過程中會有一定比例的鄰三氟甲基苯胺副產(chǎn)品生成，純度達99.5%。鄰三氟甲基苯胺應用范圍小，市場需求小，價格也便宜。本方法以我公司的副產(chǎn)鄰三氟甲基苯胺為原料，經(jīng)桑德邁爾反應溴代，硝化、加氫還原，最后經(jīng)重氮化氟代合成了2-溴-5-氟三氟甲苯。該方法涉及到的反應溫度適中，所有的反應都在工業(yè)上已有應用且安全可控，因此該方法可工業(yè)化，其合成工藝路線如Scheme 1所示。

1 實驗部分

1.1 試劑與儀器

試劑：鄰三氟甲基苯胺（本公司產(chǎn)品，純度：99.5%）；亞硝酸鈉、氫溴酸（40%）、溴化亞銅、發(fā)煙硝酸、濃硫酸、甲醇、脫鹵保護劑、Raney Ni、無水氟化鉀均為市售化學純；氫氣、無水氫氟酸為工業(yè)級。

儀器：島津GC-14C高效氣相色譜。

1.2 操作步驟

1.2.1 桑德邁爾溴代

在常溫和攪拌下，向900 mL氫溴酸（40%）中緩慢加入308 g（1.9 mol）鄰三氟甲基苯胺，加完后用冰浴冷卻至0℃。將135 g（1.95 mol）亞硝酸鈉溶于290 mL水中，在攪拌下緩慢滴加到反應體系中，并使反應溫度不超過5℃。滴加完畢后繼續(xù)攪拌20 min，保溫待用。向2 L四口瓶中加入28 g（0.34 mol）溴化亞銅，80 mL氫溴酸（40%），常溫下劇烈攪拌，將上述重氮液倒入到四口反應瓶中，反應有大量氣體產(chǎn)生，重氮液加完后繼續(xù)攪拌20 min，分液，下層有機相堿洗至中性、水洗后簡單蒸餾得黃色液體產(chǎn)物鄰溴三氟甲苯390 g，GC含量：99%，收率：90%。上層水相可回收氫溴酸和溴化亞銅套用。

Scheme 1.2-溴-5-氟三氟甲苯合成工藝路線

1.2.2 硝化反應

在常溫和攪拌下，向237 g濃硫酸（98%）中緩慢加入122 g發(fā)煙硝酸，配成硝化混酸。在50℃～60℃下向混酸中緩慢滴加上步產(chǎn)物鄰溴三氟甲苯390 g，加畢后保溫攪拌，GC檢測已無原料即為反應終點。分液，上層有機相經(jīng)堿洗至中性，水洗后簡單蒸餾得亮黃色液體硝基物2-溴-5-硝基三氟甲苯454 g，GC含量：95%，收率：93%。

1.2.3 催化加氫還原

向1 L高壓加氫反應釜中依次加入300 mL甲醇，284 g上步硝基產(chǎn)物，Raney Ni 20 g，脫鹵保護劑1.0 g。用氫氣置換釜中的空氣3～4次，然后在0.8～1.0 MPa的壓力、80℃～90℃的溫度下進行反應，直至反應不再吸氫為止。反應液冷卻后濾除催化劑，脫除甲醇、脫除水分、簡單蒸餾后得淡黃色液體氨基物4-溴-3-三氟甲基苯胺248 g，GC含量：95%，收率：98%。Raney Ni和溶劑甲醇可回收套用。

1.2.4 重氮化氟代

將1 L不銹鋼反應釜冷卻到-10℃，依次向釜中加入380 g無水氫氟酸、5.8 g無水氟化鉀、248 g上步氨基物，然后將72.4 g亞硝酸鈉在攪拌下分批緩慢加到反應體系中，并使反應體系溫度不超過5℃，加完后繼續(xù)攪拌30 min，使重氮化反應完全。升溫至60℃并維持此溫度，氟化重氮鹽開始緩慢分解并放出氣體，尾氣通過一冷卻緩沖裝置后堿液吸收。反應不再放出氣體后反應結(jié)束，將釜內(nèi)多余氫氟酸回收后冷卻至0℃，向釜內(nèi)加入10%KOH溶液中和至中性，水蒸氣蒸餾得無色液體2-溴-5-氟三氟甲苯粗品225 g，GC含量：93%?；厥盏臍浞峤?jīng)除水處理成無水氫氟酸后可套用。6批上述2-溴-5-氟三氟甲苯粗品經(jīng)填料精餾柱減壓精餾，于40 mm Hg下收集110℃～120℃餾分，得無色透明液體1227 g，即2-溴-5-氟三氟甲苯產(chǎn)品，GC含量：99%，收率：85%

2 結(jié)論

以鄰三氟甲基苯胺為起始原料，經(jīng)桑德邁爾反應溴代、硝化、加氫還原、最后再重氮化氟代合成了2-溴-5-氟三氟甲苯，總收率70%。該合成路線未見文獻報道，且所涉及到的反應都是工業(yè)上較成熟和已有應用的反應，反應中用到的氫溴酸、溴化亞銅、Raney Ni、甲醇和氟化氫都可回收套用，三廢較少，污染較小，生產(chǎn)成本低，可工業(yè)化生產(chǎn)。

鄰三氟甲基苯胺為我公司生產(chǎn)間三氟甲基苯胺的副產(chǎn)品，因其用途較少，市場需求較小，銷售量不大，導致庫存量較大。以我公司副產(chǎn)鄰三氟甲基苯胺為起始原料合成2-溴-5-氟三氟甲苯，原料廉價易得，且將價值低的副產(chǎn)轉(zhuǎn)變成高附加值的產(chǎn)品，變廢為寶，不僅可緩解公司鄰三氟甲基苯胺庫存壓力，還可帶來較大的經(jīng)濟效益。

[1]宮本海,于圣慧.一種2-溴-5-氟三氟甲苯的合成方法: CN,102951996[P].2013-03-06

[2]徐曉明,樊小彬,沈啟富，等.2-溴-5-氟三氟甲苯的制備方法:CN，104447183[P].2015-03-25.

[3]王良清，仲漢根，顧國梁，等.2-溴-5-氟三氟甲苯的制備方法:CN，104610015[P].2015-05-13.

A Industrialization Method for Preparing 2-Bromo-5-fluorobenzotrifluoride

BU Lu-zhou1,ZHANG Zeng-xing2,ZHANG Quan-quan1,LiJun-qi1，CHANG Xuan-chao1
（1.Zhejiang Weihua Chemical Co.,Ltd.,Dongyang,Zhejiang 322109,China;2.Zhejiang Weihua Advanced Materials Co.,Ltd.,Shaoxing,Zhejiang 312300,China）

2-Bromo-5-fluorobenzotrifluoride was synthesized by using 2-aminobenzotrifluoride as the starting material through four steps including Sandmeyer reaction,nitration reaction,hydrogenation reduction, fluoridation reaction.The total yield was 70%.The raw materials of this method are inexpensive and readily available.The reactions involved are industrially more mature reactions thatcan be industrially produced.

2-aminobenzotrifluoride;2-bromo-5-fluorobenzotrifluoride;diazotization;bromination,fluoridation

1006-4184（2017）8-0003-02

2017-06-30

卜魯周(1964-），男，工程師，主要從事含氟中間體開發(fā)及市場信息研究。E-mail:blz@chinafluorochem.com。