四氟邻苯二甲酸酐的生产方法 |
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申请号 | CN95100792.0 | 申请日 | 1995-02-23 | 公开(公告)号 | CN1061029C | 公开(公告)日 | 2001-01-24 |
申请人 | 旭硝子株式会社; | 发明人 | 関隆司; 杉本耕治; 熊井清作; | ||||
摘要 | 本 发明 提供了一种用于生产四氟邻苯二 甲酸 酐的方法,包括使四氟 邻苯二甲酸酐 氯化以得到3,3,4,5,6,7-六氯-1-[3H]-异苯并呋喃 酮 ,然后使其氟化以得到3,4,5,6-四氟邻苯二甲酰二氟化物和/或3,3,4,5,6,7-六氟-1-[3H]-异苯并呋喃酮,接着使四氟邻苯二甲酰二氟化物和/或六氟-1-[3H]-异本并呋喃酮与一种无机 碱 或一种 有机酸 反应以得到四氟邻苯二甲酸酐。 | ||||||
权利要求 | 1.一种用于生产四氟邻苯二甲酸酐的方法,包括使四氯邻苯二甲 酸酐氯化以得到3,3,4,5,6,7-六氯-1-[3H]-异苯并呋喃酮,然后使 用氟化剂使其氟化以得到3,4,5,6-四氟邻苯二甲酰二氟化物和/或 3,3,4,5,6,7-六氟-1-[3H]-异苯并呋喃酮,接着使四氟邻苯二甲酰二 氟化物和/或六氟-1-[3H]-异苯并呋喃酮与一种无机碱或一种有机酸 反应以得到四氟邻苯二甲酸酐。 |
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说明书全文 | 本发明涉及用于生产四氟邻苯二甲酸酐和氟苯甲酸(它们作为医 药的中间产品是很有用的)的新的生产方法。四氟邻苯二甲酸酐作为医药、农用化学品和液晶的中间产品是一 种重要的化合物。由该四氟邻苯二甲酸酐制备的氟苯甲酸是重要的 中间产品,它可具有来自氟原子的各种效应。 获得四氟邻苯二甲酸酐的方法包括(1)在一种酸催化剂存在下使 四氟邻苯二甲酸脱水的方法(Kogyo Kagaku Zasshi Vol. 73,447,1970),(2)在二甲苯中使四氟邻苯二甲酸恒沸脱水的方法(日 本未审查专利公开号306945/1990),以及(3)在浓硫酸、乙酸和水的 存在下使作为原料的四氟邻苯二甲酰亚胺水解,然后除去水份的方 法(日本未审查专利公开号57255/1993)。另一方面,用于生产氟化 苯甲酸的方法包括(4)在用于脱羧的一种叔胺的存在下通过加热四氟 邻苯二甲酸合成2,3,4,5-四氟苯甲酸的方法(日本未审查专利公开号 13700/1989),(5)在用于脱羧的一种金属氧化物的存在下通过在水中 加热四氟邻苯二甲酸合成2,3,4,5-四氟苯甲酸的方法(日本未审查专 利公开号85349/1986),以及(6)通过使2,3,4,5-四氯苄腈氟化生产 2,3,4,5-四氟苯甲酸的方法(日本未审查专利公开号49263/1992)。 用于获得3-取代-2,4,5-三氟苯甲酸的方法包括(7)在八个步骤中 由四氟苄腈获得2,4,5-三氟-3-烷氧基苯甲酸的方法(日本未审查专 利公开号198664/1988和297366/1988),(8)使一种金属氰化物与一 种2,3-二卤代-5,6-二氟苯甲醚反应以获得一种2-卤代-4,5-二 氟-3-甲氧基苄腈,然后加水得到2-卤代-4,5-二氟-3-甲氧基苯甲酰 胺,进一步水解得到2-卤代-4,5-二氟-3-甲氧基苯甲酸的方法(日本 未审查专利公开号16746/1989),(9)使四氟邻苯二甲酸发生羟基化 反应,然后脱羧、烷基化及水解的方法(日本未审查专利公开号 268662/1989),以及(10)使四氟邻苯二甲酸二酯化,然后烷氧基化, 水解以及脱羧的方法(日本未审查专利公开号279348/1991)。 方法(1)和(2)有一个问题即制备四氟邻苯二甲酸是困难的。在 日本未审查专利公开号85349/1986、61948/1987、258442/1988和美 国专利5,047,553中揭示了四氟邻苯二甲酸的制备方法。然而,在每 种方法中,在纯化步骤中需要大量极性溶剂,而且需要从水溶液层中 萃取产物。并且,为了获得所需的高纯度产物,需要进一步的例如再 结晶步骤,因此,这些方法在工业上是不利的。方法(3)具有废液处理 问题和产率低的问题。方法(4)和(5)具有用作原料的四氟邻苯二甲 酸不易得到的问题。方法(6)具有氟化产率低和溶剂变成焦油的问 题。方法(7)需要很多步骤。因此在工业上是不利的。方法(8)具有 原料为一种不易得到的化合物的问题。方法(9)具有整个工艺的总产 率低的问题,必须在加压条件下进行脱羧步骤,就需要一个加压反应 器,以及处理用于烷基化的硫酸二甲酯是困难的。方法(10)具有原料 很难得到以及产率低的问题。 本发明的一个目的是提供一种用于生产四氟邻苯二甲酸酐的新 的方法以及由四氟邻苯二甲酸酐生产四氟苯甲酸的方法。 也就是说,本发明提供了一种用于生产四氯邻苯二甲酸酐的方 法,包括使四氟邻苯二甲酸酐氯化以得到3,3,4,5,6,7-六氯-1- [3H]-异苯并呋喃酮,然后使其氟化以得到3,4,5,6-四氟邻苯二甲 酰二氟化物和/或3,3,4,5,6,7-六氟-1-[3H]-异苯并呋喃酮,接着 使四氟邻苯二甲酰二氟化物和/或六氟-1-[3H]-异苯并呋喃酮与一 种无机碱或一种有机酸反应以得到四氟邻苯二甲酸酐。 进一步地,本发明提供了用于由四氟邻苯二甲酸酐生产2,3,4, 5-四氟苯甲酸、一种2,3,4,5-四氟苯甲酸酯和一种3-取代-2,4,5-三 氟苯甲酸的方法。 由四氟邻苯二甲酸酐生产四氟苯甲酸的途径未必清楚,但可用 下式表示: 四氯邻苯二甲酸酐是一种工业规模上容易得到的化合物。常规的氯 化方法和条件可用于四氯邻苯二甲酸酐的氯化,以得到3,3,4,5,6, 7-六氯-1-[3H]-异苯并呋喃酮。例如,该方法可用通常的氯化剂进 行。作为氯化剂,优选五氯化磷、三氯氧化磷或亚硫酰氯,而特别优选 的是五氯化磷。每摩尔四氯邻苯二甲酸酐,氯化剂的用量通常为 0.01至10摩尔,优选0.5至2摩尔。 氯化反应可在溶剂存在或不存在时进行。对溶剂没有特别的限 制只要能溶解反应物。然而,非质子传递极性溶剂或非质子传递非极 性溶剂是优选的。作为非质子传递极性溶剂可举例出四氢噻吩砜、 N,N-二甲基甲酰胺或1,3-二甲基咪唑啉酮。作为非质子传递非极 性溶剂可优选使用甲苯、二甲苯、三氯苯、二氯苯或一氯苯。溶剂的用 量通常为按重量每份四氯邻苯二甲酸酐0.01至100份,较好为0.1 至5份。 氯化反应的反应温度可根据氯化剂类型、存在或不存在溶剂、溶 剂的种类或反应物的量而适当变化。在通常情况下,该温度为20至 300℃,较好为100至200℃。 由上述氯化反应得到的3,3,4,5,6,7-六氯-1-[3H]-异苯并呋 喃酮经过氟化反应以得到3,4,5,6-四氟邻苯二甲酰二氟化物和/或 3,3,4,5,6,7-六氟-1-[3H]-异苯并呋喃酮。 氟化反应可通过异苯并呋喃酮与氟化剂反应而进行。作为氟化 剂,优选碱金属氟化物。尤其优选NaF、KF、RbF或CsF。其中较好 的为KF,特别好的是喷雾干燥的氟化钾。氟化剂的用量通常为每摩 尔3,3,4,5,6,7-六氯-1-[3H]-异苯并呋喃酮0.1至20摩尔,较好为 2至12摩尔。上述的氟化反应可以在溶剂存在或不存在时进行。然 而,较好的情况是在溶剂存在下进行反应。对溶剂没有特别限制,只 要能溶解反应物。然而,非质子传递极性溶剂或非质子传递非极性溶 剂是优选的。作为非质子传递极性溶剂优选例如N,N-二甲基甲酰 胺、N,N-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、二甲基砜、四氢噻吩砜、六甲基 磷酰三胺、N-甲基-2-吡咯烷酮、1,3-二甲基咪唑啉酮、乙腈、苄腈、二 噁烷、二甘醇二甲醚或四甘醇二甲醚,特别优选的是四氢噻吩砜或 N,N-二甲基甲酰胺。作为非质子传递非极性溶剂优选例如甲苯、二 甲苯、三氯苯、二氯苯或一氯苯。溶剂的用量通常为按重量每份3,3, 4,5,6,7-六氯-1-[3H]-异苯并呋喃酮0.5至10份,较好为1至5 份。 在氟化反应时,可掺入相转移催化剂作为反应促进剂。作为相转 移催化剂可举例出一种季铵盐例如四甲基铵化氯或四甲基铵化溴、 一种吡啶鎓盐例如N-新戊基-4-(N′,N′-二甲胺基-氯化吡啶鎓或N- (2-乙基-己基)-4-(N′,N′-二甲胺基)-氯化吡啶鎓或者一种季鏻盐 例如四丁基鏻化溴或四苯基鏻化溴。其中,四丁基鏻化溴或四苯基磷 化溴是优选的。该相转移催化剂的用量通常为按重量每100份3,3, 4,5,6,7-六氯-1-[3H]-异苯并呋喃酮1至50份,较好为5至20份。 上述氟化反应的反应温度通常为50至250℃,较好为100至230℃。 由上述氟化反应获得的3,4,5,6-四氟邻苯二甲酰二氟化物和 3,3,4,5,6,7-六氟-1-[3H]-异苯并呋喃酮通常是以混合物的形式得 到的。然而,如果需要可以对其进行分离以得到单独的化合物。 用上述方法得到的3,4,5,6-四氟邻苯二甲酰二氟化物和/或3, 3,4,5,6,7-六氟-1-[3H]-异苯并呋喃酮与一种无机碱或一种有机 酸反应生成四氟邻苯二甲酸酐。 3,4,5,6-四氟邻苯二甲酰二氟化物和3,3,4,5,6,7-六氟-1- [3H]-异苯并呋喃酮的比例没有特别限制。它们可以任何比例使用, 也可以单独使用。 作为无机碱,较好为碱金属盐。作为碱金属盐,较好为例如碳酸 氢钠、碳酸氢钾、碳酸钠、碳酸钾、氢氧化钠、氢氧化钾或碳酸钙。特别 好的为碳酸钠或碳酸钾。无机碱的用量通常为按重量每份3,4,5,6- 四氟邻苯二甲酰二氟化物和3,3,4,5,6,7-六氟-1-[3H]-异苯并呋 喃酮总量0.01至50份,较好0.3至1.5份。 作为有机酸,较好为有机羧酸,它可以是一种脂族羧酸或芳族羧 酸。作为脂族羧酸较好为例如甲酸、乙酸、丙酸、丁酸或三氟乙酸。作 为芳族羧酸,较好的为例如苯甲酸、对氯苯甲酸、2,3-二氯苯甲酸或 对甲基苯甲酸。其中,脂族羧酸是优选的,而乙酸是尤其优选的。有 机羧酸的用量通常为每摩尔3,4,5,6-四氟邻苯二甲酰二氟化物和 3,3,4,5,6,7-六氟-1-[3H]-异苯并呋喃酮总量0.01至1000摩尔, 较好为0.5至20摩尔。 上述3,4,5,6-四氟邻苯二甲酰二氟化物和3,3,4,5,6,7-六氟- 1-[3H]-异苯并呋喃酮与无机碱或有机酸的反应可在溶剂存在或不 存在的情况下通过加热进行。 作为溶剂较好为非质子传递溶剂。可以使用非质子传递非极性 溶剂或非质子传递极性溶剂作为非质子传递溶剂。作为非质子传递 极性溶剂较好的为例如N,N-二甲基甲酰胺、N、N-二甲基乙酰胺、 二甲基亚砜、二甲基砜、四氢噻吩砜、六甲基磷酰三胺、N-甲基-2-吡 咯烷酮、1,3-二甲基咪唑啉酮、乙腈、苄腈、二噁烷、二甘醇二甲醚或 四甘醇二甲醚。作为非质子传递非极性溶剂优选例如甲苯、二甲苯、 萘、氯苯或二氯苯。 用于与无机碱反应的溶剂量通常为按重量每份3,4,5,6-四氟 邻苯二甲酰二氟化物和3,3,4,5,6,7-六氟-1-[3H]-异苯并呋喃酮 总量0.01至10份,较好0.5至5份。另外,用于与有机酸反应的溶 剂量通常为按重量每份3,4,5,6-四氟邻苯二甲酰二氟化物和3,3, 4,5,6,7-六氟-1-[3H]-异苯并呋喃酮总量0.01至100份,较好为 0.5至20份。 在与无机碱或有机酸反应时,反应温度通常为300至400℃。然 而,该温度可根据无机碱或有机酸的类型或用量、存在或不存在溶 剂、溶剂的种类或反应物的量而适当变化。 由所得到的四氟邻苯二甲酸酐可以合成一种2,3,4,5-四氟苯 甲酸酯、2,3,4,5-四氟苯甲酸和一种3-取代-2,4,5-三氟苯甲酸,它 们作为医药和农用化学品的中间产品是有用的。 也就是说,将四氟邻苯二甲酸酐与-种羟基化合物反应以得到 一种3,4,5,6-四氟邻苯二甲酸单酯,然后使它脱羧得到一种2,3,4, 5-四氟苯甲酸酯。进一步地,使该2,3,4,5-四氟苯甲酸酯水解,得到 2,3,4,5-四氟苯甲酸。由四氟邻苯二甲酸酐生产2,3,4,5-四氟苯甲 酸酯和2,3,4,5-四氟苯甲酸的途径未必清楚,但可用下式表示, 在上式中,R′为从羟基化合物R′OH上除去了羟基-OH的一价 基团。 在下面的叙述中,“烷基”可以是直链结构、分支结构或部分环状 结构或者整体环状结构。烷基的碳原子数较好为1至10,更好为1 至6。烷基的较好具体实例包括甲基、乙基、丙基、异丙基、异丁基、叔 丁基、戊基和己基。 “氟烷基”是指具有在上述的“烷基”中部分或全部氢原子被氟原 子取代的结构的基团。氟烷基较好为具有“烷基”的所有氢原子均被 氟原子取代的结构的全氟烃基,或者该全氟烃基位于氟烷基的末端。 例如,它可以是2,2,2-三氟乙基或3,3,3-三氟丙基。 “芳基”是一价芳烃基,它可以带有一个取代基(例如低级烷基、 卤素原子、低级烷氧基或低级烷基氨基)。作为芳基,较好为苯基或 其衍生物。例如苯基、甲苯基、对卤苯基(例如对氯苯基或对溴苯基) 或烷氧苯基(例如甲氧苯基或乙氧苯基)。 首先,四氟邻苯二甲酸酐与羟基化合物反应得到3,4,5,6-四氟 邻苯二甲酸单酯。 对羟基化合物没有特别的限制,但较好为醇或羟基芳基化合物。 作为醇较好为具有一个羟基的醇。作为具有一个羟基的醇,较好为烷 基醇或氟烷基醇。另外,作为羟基芳基化合物,较好为具有一个芳基 和一个羟基相互键合的化合物。 作为烷基醇,较好为具有C1-10烷基(更好为C1-6烷基)的醇,它 可以是伯醇、仲醇或叔醇。伯醇可举例出甲醇或乙醇,仲醇可举例出 异丙醇或2-丁醇,叔醇可举例出叔丁醇或2-甲基-2-丁醇。 作为氟烷基醇较好为三氟乙醇或3,3,3-三氟丙醇,因为它们容 易得到。 作为羟基芳基化合物,较好为酚或烷氧基酚。特别好的是酚、对 甲氧基酚或对乙氧基酚。 四氟邻苯二甲酸酐与羟基化合物的反应最好在有酸催化剂或碱 催化剂的存在下进行。 作为酸催化剂,较好为无机酸例如盐酸、磷酸或硫酸,或者有机 酸例如对甲苯磺酸、乙酸或三氟乙酸。作为碱催化剂,较好为碳酸氢 钠、碳酸氢钾、碳酸钠、碳酸钾、氢氧化钠或氢氧化钾,或者有机碱例 如三乙胺、三丁胺或三辛胺。酸催化剂或碱催化剂的用量通常为每摩 尔四氟邻苯二甲酸酐0.001至100摩尔,较好为0.01至2摩尔。 四氟邻苯二甲酚酐与羟基化合物反应的温度根据反应物以及存 在或不存在溶剂、酸或碱催化剂的量或种类而适当变化。在通常情况 下,它较好为羟基化合物回流温度左右,通常在0至220℃。 通过四氟邻苯二甲酸酐与羟基化合物的反应,生成由式(1)表示 的3,4,5,6-四氟邻苯二甲酸单酯。在式(1)中,R′为羟基化合物上去 除羟基后的一价基团,它较好为烷基、芳基或氟烷基。 使3,4,5,6-四氟邻苯二甲酸单酯(1)发生脱羧反应得到2,3,4, 5-四氟苯甲酸酯。2,3,4,5-四氟苯甲酸酯为由上式(2)所表示的化合 物。 脱羧反应可以在溶剂存在或不存在时进行,然而,较好的情况是 在溶剂存在下并加热进行反应。作为溶剂,较好为水、质子有机溶剂 (例如一种二元醇如1,2-乙二醇)、非质子传递极性有机溶剂(例如 二甲基乙酰胺或四氢噻吩砜)或非质子传递非极性有机溶剂(例如甲 苯或二甲苯)。 而且,在脱羧反应中可以存在催化剂。作为催化剂,可以使用例 如叔胺如三乙胺、三丁胺或三辛胺、氢氧化物、氟化物、碳酸盐、碳酸 氢盐、硫酸盐或有机铵、碱金属或碱土金属盐。另外,它可以是酸催化 剂例如硫酸、盐酸或对甲苯磺酸。催化剂的用量通常为每摩尔2,3, 4,5-四氟苯甲酸酯(2)0.01至10摩尔,较好为0.1至5摩尔。 当使用溶剂时,其用量通常为按重量每100份3,4,5,6-四氟邻 苯二甲酸单酯(1)0.01至1,000份,较好为0.1至100份。另外,反 应温度通常为100至220℃,反应时间通常为0.5至20小时。 上述反应生成的2,3,4,5四氟苯甲酸酯(2)水解后得到2,3,4, 5-四氟苯甲酸。 水解可用常规的或公知的方法进行,在通常情况下,该反应较好 是在酸性或碱性条件下在有水存在时进行。对水的量没有特别的限 制。然而,在通常情况下,较好为按重量每份2,3,4,5-四氟苯甲酸酯 (2)1至10份。作为酸,较好为例如盐酸、磷酸或硫酸。作为碱,较好 为例如碳酸氢钠、碳酸氢钾、碳酸钠、碳酸钾、氢氧化钠或氢氧化钾。 酸或碱的用量通常为按重量每份2,3,4,5-四氟苯甲酸酯(2)0.01至 10份,较好为0.1至5份。 水解反应的温度较好为30至220℃,但它可以根据酸或碱的种 类和浓度而变化。另外,上述各单酯化、脱羧和水解反应可一步进行。 另外,由四氟邻苯二甲酸酐也可合成用作医药和农用化学品的 中间产品的有用的3-取代-2,4,5-三氟苯甲酸。 也就是说,四氟邻苯二甲酸酐和羟基化合物反应得到3,4,5,6- 四氟邻苯二甲酸单脂,然后,3,4,5,6-四氟邻苯二甲酸单酯的酯基的 对位上的氟原子被R3O基团(其中R3为一价有机基团)取代得到4- 取代-3,5,6-三氟邻苯二甲酸-1-酯,然后使其水解得到4-取代-3,5, 6-三氟邻苯二甲酸,再进行脱羧得到3-取代-2,4,5-三氟苯甲酸。 从四氟邻苯二甲酸酐合成3-取代-2,4,5-三氟苯甲酸的途径未 必清楚,但它可用下式表示 在上式中,R2为带有从羟基化合物中的除去羟基的一价基团, R3为一价有机基团。 四氟邻苯二甲酸酐与羟基化合物反应得到3,4,5,6-四氟邻苯 二甲酸单酯。3,4,5,6-四氟邻苯二甲酸单酯是一种式(3)化合物,它 与上述式(1)化合物相同。R3较好为与R1相同种类的烷基、芳基或 氟烷基。该反应可用与上述由四氟邻苯二甲酸合成式(1)化合物的反 应相同的方法进行反应。 上述3,4,5,6-四氟邻苯二甲酸单酯通过用R3O基团(其中R3 为一价有机基团)取代酯基对位的氟原子而转变成4-取代-3,5,6-三 氟邻苯二甲酸-1-酯。4-取代-3,5,6-三氟邻苯二甲酸-1-酯是上述式 (4)化合物。在式(4)中,R3是一种一价有机基团,较好为烷基、氟烷 基或芳基。 取代3,4,5,6-四氟邻苯二甲酸单酯(3)上4位的氟原子的反应 可在金属烷氧化物或一种羟基化合物和一种无机碱的存在下进行。 作为金属烷氧化物,较好为碱金属烷氧化物或碱土金属烷氧化 物。特别好的是碱金属烷氧化物。作为碱金属烷氧化物,较好为甲氧 基钠或甲氧基钾。金属烷氧化物的用量通常为每摩尔3,4,5,6-四氟 邻苯二甲酸单酯0.01至10摩尔,较好为0.5至3摩尔。 3,4,5,6-四氟邻苯二甲酸单酯(3)与金属氧化物的反应可在溶 剂存在或不存在时进行。然而,较好的情况是在溶剂存在下进行反 应。作为溶剂,较好为水、质子有机溶剂或非质子传递有机溶剂。特 别好的是质子有机溶剂。作为质子有机溶剂,较好为醇或二元醇,特 别好的是甲醇、乙醇或1,2-乙二醇。作为非质子传递有机溶剂,较好 为非质子传递极性溶剂例如二甲基乙酰胺或四氢噻吩砜,或非质子 传递非极性溶剂例如甲苯或二甲苯。溶剂的用量通常为按重量每 100份3,4,5,6-四氟邻苯二甲酸单酯0.01至1,000份,较好为0.5 至100份。 在3,4,5,6-四氟邻苯二甲酸单酯(3)与羟基化合物和无机碱反 应中,作为羟基化合物较好为与上述相同的醇或羟基芳基化合物。作 为无机碱,可以使用金属氢氧化物或金属碳酸盐,较好为金属氢氧化 物。作为金属氢氧化物,较好为碱金属氢氧化物或碱土金属氢氧化 物,特别好的是碱金属氢氧化物。作为碱金属氢氧化物,较好的是氢 氧化锂、氢氧化钠或氢氧化钾,特别好的是氢氧化钠或氢氧化钾。作 为金属碳酸盐,较好为碱金属碳酸盐或碱土金属碳酸盐,特别好的是 碱金属碳酸盐。作为碱金属碳酸盐,较好为碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠 或碳酸氢钾。 羟基化合物的用量通常为每摩尔3,4,5,6-四氟邻苯二甲酸单 酯(3)0.1至1,000摩尔,较好为0.5至100摩尔。另外,无机碱的用 量通常为每摩尔3,4,5,6-四氟邻苯二甲酸单酯0.01至10摩尔,较 好为0.5至3摩尔。 3,4,5,6-四氟邻苯二甲酸-1-酯(3)与金属烷氧化物或羟基化合 物和无机碱反应的温度通常为0至300℃,较好为10至100℃,反应 时间通常为0.1至100小时,较好为0.5至10小时。 上述4-取代-3,5,6-三氟邻苯二甲酸-1-酯(4)水解得到4-取代- 3,5,6-三氟邻苯二甲酸。4-取代-3,5,6-三氟邻苯二甲酸是式(5)化 合物。 水解反应可根据常规或公知的条件进行。水解反应可用与上述 2,3,4,5-四氟苯甲酸酯(2)水解得到2,3,4,5-四氟苯甲酸相同的方 法和条件进行。 上述4-取代-3,5,6-三氟邻苯二甲酸(5)通过R3O基团的对位 (即1位)的羧基的脱羧反应转变成3-取代-2,4,5-三氟苯甲酸。3-取 代-2,4,5-三氟苯甲酸是式(6)化合物。 使1位羧基脱羧的反应可根据常规或公知的脱羧反应方法进 行。脱羧反应较好是用与上述3,4,5,6-四氟邻苯二甲酸单酯(1)的 脱羧反应得到2,3,4,5-四氟苯甲酸酯(2)相同的方法和条件进行。 脱羧反应可在溶剂存在或不存在时进行,较好的情况是在溶剂存在 时加热进行。另外,在4-取代-3,5,6-三氟邻苯二甲酸(4)的脱羧反应 中也可以存在与上述相同的催化剂。 作为3-取代-2,4,5-三氟苯甲酸(6),可举例出3-甲氧基-2,4,5- 三氟苯甲酸、3-乙氧基-2,4,5-三氟苯甲酸、3-(正丙氧基)-2,4,5-三 氟苯甲酸、3-苯氧基-2,4,5-三氟苯甲酸或3-(4′-甲氧基苯氧基)-2, 4,5-三氟苯甲酸。3-取代-2,4,5-三氟苯甲酸(6)作为医药和农用化 学品的中间产品是有用的化合物。该化合物作为喹诺酮类杀菌剂以 及在喹诺酮结构的8位键合一个R3O基团的喹诺酮化合物的原料 是特别有用的其可根据常规方法进行合成。 下面将结合实施例对本发明作进一步的详述。然而,应该理解本 发明不限于这些具体实施例。 [实施例1] 向装有回流冷凝器和搅拌器的2升玻璃反应器中加入500g (1.74mols)四氯邻苯二甲酸酐、441g(2.10mols)五氯化磷和100g 磷酰氯,在不搅拌的情况下使该混合物加热至135℃。然后保持温度 为140±5℃搅拌18小时。随后通过蒸馏除去磷酰氯。接着在减压下 馏出磷酰氯和五氯化磷。反应器的温度降到120℃,逐步加入200g 甲苯和21己烷,该混合物静置过夜。通过过滤收集结晶体并在减压 下干燥得到430.0g 3,3,4,5,6,7-六氯-1-[3H]-异苯并呋喃酮。产率 为72.1%。 实施例2 向装有回流冷凝器和搅拌器的11玻璃反应器中加入80g (0.235mol)在实施例1中制备的3,3,4,5,6,7-六氯-1-[3H]-异苯 并呋喃酮,109.0g(1.88mols)喷雾干燥的氯化钾和320g四氢噻吩 砜,该混合物在剧烈搅拌下130℃反应五小时。然后,对反应溶液进 行蒸馏得到42.8g 3,4,5,6-四氟邻苯二甲酰二氟化物和3,3,4,5,6, 7-六氟-1-[3H]-异苯并呋喃酮的混合物(1∶1)。产率为75.2%。从 该混合物中通过蒸馏分离出3,3,4,5,6,7-六氟-1-[3H]异苯并呋喃 酮,测19F-NMR谱和沸点。19F-NMR(CD3COCD3,CFCl3)δ:-76.4 (s,2F),-136.0(m,1F),-140.2(m,1F),-140.7(m;1F),- 146.1(m,1F),沸点47℃/7mmHg 实施例3 向装有回流冷凝器和搅拌器的500ml玻璃反应器中加入100g (0.413mol)实施例2的3,4,5,6-四氟邻苯二甲酰二氟化物和3,3, 4,5,6,7-六氟-1-[3H]-异苯并呋喃酮的混合物(1∶1),和43.8g (0.413mol)碳酸钠和200g二甲苯,该混合物在剧烈搅拌下130℃(反 应3小时。然后过滤除去无机物,残余物经蒸馏得到83.1g四氟邻苯 二甲酸酐。产率为91.5%。 实施例4 向装有回流冷凝器和搅拌器的100ml玻璃反应器中加入100g (0.413mol)实施例2的3,4,5,6-四氟邻苯二甲酰二氟化物和3,3, 4,5,6,7-六氟-1-[3H]-异苯并呋喃酮的混合物(1∶1)和43.8g (0.413mol)碳酸钠,该混合物在剧烈搅拌下130℃反应5小时。然后 反应混合物经蒸馏得到75.6g四氟邻苯二甲酸酐。产率为83.2%。 实施例5 向装有回流冷凝器和搅拌器的100ml玻璃反应器中加入50g (0.207mmol)实施例2的3,4,5,6-四氟邻苯二甲酰二氟化物和3,3, 4,5,6,7-六氟-1-[3H]-异苯并呋喃酮的混合物(1∶1)和17.4g (0.207mol)碳酸氢钠,该混合物在剧烈搅拌下130℃(反应5小时。然 后经蒸馏分离反应混合物得到33.0g四氟邻苯二甲酸酐。产率为 72.5%。 实施例6 向装有回流冷凝器和搅拌器的500ml玻璃反应器中加入100g (0.413mol)经蒸馏从实施例2的混合物中分离出的3,4,5,6-四氟 邻苯二甲酰二氟化物、43.8g(0.413mol)碳酸钠和200g二甲苯,该 混合物在剧烈搅拌下130℃反应1.5小时。然后过滤除去无机物,残 余物经蒸馏分离得到84.9g四氟邻苯二甲酸酐。产率为93.4%。 实施例7 向装有回流冷凝器和搅拌器的500ml玻璃反应器中加入100g (0.413mol)经蒸馏从实施例2的混合物分离出的3,3,4,5,6,7-六 氟-1-[3H]-异苯并呋喃酮和43.8g(0.413mol)碳酸钠,该混合物在 剧烈搅拌下130℃反应8小时。然后经蒸馏分离反应混合物得到 79.5g四氟邻苯二甲酸酐。产率为87.5%。 实施例8 向装有回流冷凝器和搅拌器的200ml玻璃反应器中加入50g (0.207mol)实施例2的3,4,5,6-四氟邻苯二甲酰二氟化物和3,3, 4,5,6,7-六氟-1-[3H]-异苯并呋喃酮的混合物(1∶1)和50ml乙酸, 该混合物在剧烈搅拌下回流16小时。然后经蒸馏分离反应混合物得 到29.3g四氟邻苯二甲酸酐。产率为64.3%。 实施例9 向装有回流冷凝器和搅拌器的200ml玻璃反应器中加入50g (0.207mol)实施例2的3,4,5,6-四氟邻苯二甲酰二氟化物和3,3, 4,5,6,7-六氟-1-[3H]-异苯并呋喃酮的混合物(1∶1)和50ml三氟 乙酸,该混合物在剧烈搅拌下回流72小时。然后经蒸馏分离反应混 合物得到29.6g四氟邻苯二甲酸酐。产率为65%。 实施例10 向装有回流冷凝器和搅拌器的200ml玻璃反应器中加入50g (0.207mol)实施例2的3,4,5,6-四氟邻苯二甲酰二氟化物和3,3, 4,5,6,7-六氟-1-[3H]-异苯并呋喃酮的混合物(1∶1)和79.0g (0.414mol)2,4-二氯苯甲酸,该混合物在剧烈搅拌下150℃反应6 小时。然后经蒸馏分离反应混合物得到28.5g四氟邻苯二甲酸酐。产 率为62.5%。 实施例11 向装有回流冷凝器和搅拌器的300ml玻璃反应器中加入50g (0.207mol)实施例2的3,4,5,6-四氟邻苯二甲酰二氟化物和3,3, 4,5,6,7-六氟-1-[3H]-异苯并呋喃酮的混合物(1∶1)、59.3g (0.31mol)2,4-二氯苯甲酸和100ml二甲苯。该混合物在剧烈搅拌 下150℃反应12小时。然后经蒸馏分离反应混合物得到32.8g四氟 邻苯二甲酸酐。产率为72.05%。 实施例12 向装有回流冷凝器和搅拌器的300ml玻璃反应器中加入100g (0.413mol)经蒸馏从实施例2的混合物中分离出的3,4,5,6-四氟 邻苯二甲酰二氟化物和100ml乙酸,该混合物在剧烈搅拌下130℃ 反应1.5小时。然后过滤除去无机物,残余物经蒸馏得到66.8g四氟 邻苯二甲酸酐。产率为73.5%。 实施例13 向装有回流冷凝器和搅拌器的300ml玻璃反应器中加入100g (0.413mol)在实施例2中得到的3,3,4,5,6,7-六氟-1-[3H]-异苯 并呋喃酮和100ml乙酸,该混合物在回流下反应48小时。然后经蒸 馏分离反应混合物得到79.5g四氟邻苯二甲酸酐。产率为87.5%。 实施例14 向装有回流冷凝器和搅拌器的100ml玻璃反应器中加入20g (0.091mol)在实施例3中制备的四氟邻苯二甲酸酐和40ml甲醇, 该混合物在回流下搅拌2小时。反应完成后蒸去甲醇得到22.5g3, 4,5,6-四氟邻苯二甲酸-一甲基酯,产率为98.0%。 实施例15 向100ml三颈烧瓶中加入20g(0.079mol)在实施例14中制备 的3,4,5,6四氟邻苯二甲酸-一甲基酯和27.9g(0.079mol)三辛胺, 该混合物在140℃加热并搅拌4小时。反应完成后经蒸馏分离反应 混合物得到15.5g 2,3,4,5,-四氟苯甲酸甲酯,产率为94.2%。 实施例16 向100ml三颈烧瓶中加入20g(0.079mol)在实施例14中制备 的3,4,5,6四氟邻苯二甲酸-一甲基酯和2.8g(0.0079mol)三辛胺, 该混合物在140℃加热并搅拌24小时。反应完成后经蒸馏分离反应 混合物得到14.2g 2,3,4,5,-四氟苯甲酸甲酯,产率为86.3%。 实施例17 向300ml三颈烧瓶中加入20g(0.096mol)在实施例15中制备 的2,3,4,5-四氟苯甲酸甲酯和40g 70wt%硫酸,该混合物在搅拌下 140℃反应10小时。然后向反应溶液加入100ml水并使该混合物冷 却。然后用热甲苯溶液萃取该混合物。随后蒸去溶剂得到17.1g 2,3, 4,5-四氟苯甲酸。产率为92%。 实施例18 向装有回流冷凝器和搅拌器的100ml玻璃反应器中加入20g (0.091mol)在实施例3中制备的四氟邻苯二甲酸酐和32.2g (0.091mol)三辛胺,并滴加入3.5g(0.109mol)甲醇。然后,该混合物 在140℃下反应4小时。反应完成后,经蒸馏分离反应混合物得到 17.5g 3,4,5,6-四氟苯甲酸甲酯。产率为92.3%。 实施例19 向装有回流冷凝器、搅拌器和滴液漏斗的100ml玻璃反应器中 加入10g(0.0397mol)在实施例14中制备的3,4,5,6-四氟邻苯二 甲酸一甲基酯的20ml甲醇溶液。然后滴加入44.9g(0.0833mol)甲 氧基钠的10%甲醇溶液。该混合物在回流下搅拌1小时。反应完成 后,该反应混合物用10%盐酸水溶液中和并用乙酸乙酯萃取。然后 蒸去溶剂得到9.14g 4-甲氧基-3,5,6-三氟邻苯二甲酸-1-甲酯(=5- 甲氧基-3,4,6-三氟邻苯二甲酸-2-甲酯)。产率为87.2%。 实施例20 向装有回流冷凝器、搅拌器和滴液漏斗的100ml玻璃反应器中 加入10g(0.0397mol)在实施例14中制备的3,4,5,6-四氟邻苯二甲 酸-甲基酯的20ml甲醇溶液,然后加入4.6g(0.083mol)的氢氧化 钾。在回流下搅拌该混合物1小时。反应完成后,该反应混合物用 10%盐酸水溶液中和并用乙酸乙酯萃取。然后蒸去溶剂得到8.2g 4- 甲氧基-3,5,6-三氟邻苯二甲酸-1-甲酯(=5-甲氧基-3,4,6-三氟邻 苯二甲酸-2-甲酯)。产率为78.2%。 实施例21 向装有回流冷凝器、搅拌器和滴液漏斗的100ml玻璃反应器中 加入10g(0.0397mol)在实施例14中制备的3,4,5,6-四氟邻苯二甲 酸-甲基酯的20ml甲醇溶液。然后加入8.21g(0.060mol)碳酸钾。该 混合物在回流下搅拌3小时。反应完成后,该反应混合物用10%盐 酸水溶液中和并用乙酸乙酯萃取。然后,蒸去溶剂得到8.7g 4-甲氧 基-3,5,6-三氟邻苯二甲酸-1-甲酯(=5-甲氧基-3,4,6-三氟邻苯二 甲酸-2-甲酯)。产率为83.1%。 实施例22 向l00ml三颈烧瓶中加入10g(0.0379mol)在实施例21中制备 的4-甲氧基-3,5,6-三氟邻苯二甲酸-1-甲酯和20g 10%氢氧化钠水 溶液,该混合物在回流下搅拌14小时。反应完成后,该反应混合物用 10%盐酸水溶液中和并用乙酸乙酯萃取。然后,蒸去溶剂得到8.9g 4-甲氧基-3,5,6-三氟邻苯二甲酸。产率为94.0%。 实施例23 向100ml三颈烧瓶中加入10g(0.04mol)在实施例22中制备的 4-甲氧基-3,5,6-三氟邻苯二甲酸和14.2g(0.04mol)三辛胺,该混合 物在搅拌下140℃反应4小时。反应完成后,加入30ml 20%的氢氧 化钠水溶液并搅拌。分离水相,用10%盐酸水溶液中和并用乙酸乙 酯萃取。然后,蒸去溶剂得到7.17g 3-甲氧基-2,4,5-三氰苯甲酸。产 率为87.0%。 实施例24 向装有回流冷凝器和搅拌器的100ml玻璃反应器中加入10g (0.0397mol)在实施例3中制备的四氟邻苯二甲酸酐和20ml甲醇, 该混合物在回流下搅拌2小时。冷却之后,滴加入42.8g(0.079mol) 甲氧基钠的10%甲醇溶液。然后,在回流下,该混合物搅拌1小时。 然后,加入15.9g 10%氢氧化钠水溶液,该混合物在回流下搅拌12 小时。冷却之后,加入8g 20%的盐酸水溶液。另外,加入21.1g (0.0596mol)三辛胺和40g二甲苯,并搅拌混合物。分离有机层并在 140℃搅拌2小时。反应完成后,加入30ml 20%的氢氧化钠水溶液并 搅拌。分离水相,用10%盐酸水溶液中和并用乙酸乙酯萃取。蒸去溶 剂得到6.7g 3-甲氧基-2,4,5-三氟苯甲酸。产率为81.5%。 根据本发明的方法,使用容易获得的化合物作为原料可以有效 地得到四氟邻苯二甲酸酐。每一反应是容易和安全的并具有良好的 产率。 因此,从工业观点出发,该方法是非常优越的。 而且,根据本发明的方法,使用一种容易获得的原料,而不需要 危险的试剂或操作,就能安全地得到2,3,4,5-四氟苯甲酸和3-取代 -2,4,5-三氟苯甲酸。该方法是一种很好的方法,产率高且反应条件 温和。并且,该方法包括少量步骤,该反应不需要特殊试剂或条件,当 以工业规模进行时,该方法是非常优越的。 |