CN115108891B - 一种3，5-二氟苯酚的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种3，5‑二氟苯酚的制备方法，属于有机合成技术领域，是1，3，5‑三氟苯在溶剂中，在乙酰氧肟酸与碱的作用下，反应得到3，5‑二氟苯酚盐，酸化后得到3，5‑二氟苯酚，本发明具有原料廉价、原子经济性好、制程简单、工艺安全、产品收率与纯度高等特点。
Description
技术领域
本发明属于有机合成技术领域，尤其是涉及一种3，5-二氟苯酚的制备方法。
背景技术
苯酚及其衍生物在化工领域内应用广泛，是医药，农药，材料等方面的重要基础物料，其制备与应用一直拥有较高的研究价值。含氟类有机化合物结构稳定性好，被广泛应用于药物、染料等各个领域。
3，5-二氟苯酚是一种重要的含氟酚类化合物，也是一种常用的有机中间体，在医药、农药、液晶等领域中有着广泛的应用前景。近年来，化工原料成本日渐提高，安全生产与环保愈发得到重视，在这样的背景下，经济、安全、环保的合成工艺显得尤为重要。
目前，3，5-二氟苯酚目前主流的制备方法主要分为以下几种：
格氏法，以3，5-二氟溴苯为原料，经格氏、硼化反应、氧化反应等步骤进行制备：
，
格氏法制备流程相对繁琐，且格氏试剂化学性质活泼，具有一定的危险性，反应中需严格控制无水无氧条件，对设备和操作人员要求高，操作难度大，实际生产中出现的问题较多，比如有害杂质大且难以去除，产品收率低，总体成本高,存在安全隐患等。
锂代法，以3，5-二氟溴苯为原料，经锂代拔溴、硼化反应、氧化反应等制程进行制备：
，
该方法原料用到的丁基锂昂贵，经济性相对差。且金属锂试剂极度活泼，属于危化品，生产操作需在低温（-50℃以下）且无水无氧的条件下进行，操作难度较大，且锂代法需用醚类试剂（如四氢呋喃，2-甲基四氢呋喃等）作为溶剂，该类溶剂亲水性较强，生产后的废水中含大量溶剂，废水处理压力大，不利于环保。
专利 CN107793295A 公开了一种使用3，4，5-三氟苯胺经重氮化反应制备3，5-二氟苯酚的方法，简化了合成工艺且反应条件较为温和。但重氮化反应对反应操作要求较高，且制得的产品收率偏低，而且重氮化反应需用到毒性较大的亚硝酸盐，后续废水处理难度大，不利于环保。
专利CN 112608220A公开了一种用2，4，6-三氟苯甲酸制备3，5-二氟苯酚的方法：2，4，6-三氟苯甲酸在碱中得到酚盐，酸化后得到3，5-二氟苯酚，该法一定程度上减少了生产3，5-二氟苯酚的步骤，提高了生产的经济性。但该专利报道所用的2，4，6-三氟苯甲酸是通过上游原料制备的，制备需用到到催化加氢等过程，同样存在安全隐患较大、原材料成本偏高的缺陷。
发明内容
本发明的目的在于改进已有技术的不足而提供一种由1，3，5-三氟苯直接拔氟制备3，5-二氟苯酚的方法，该方法具有原料廉价、原子经济性好、制程简单、工艺安全、产品收率与纯度高等特点。
本发明的目的是这样实现的，一种3，5-二氟苯酚的制备方法，其特征在于：1，3，5-三氟苯在溶剂中，在乙酰氧肟酸与碱的作用下，反应得到3，5-二氟苯酚盐，酸化后得到3，5-二氟苯酚。
为了进一步实现本发明的目的，可以是在氮气保护、室温条件下，将1，3，5-三氟苯、乙酰氧肟酸与反应溶剂混合搅拌均匀，再加入相应的碱，使1，3，5-三氟苯在碱性条件下由乙酰氧肟酸进行拔氟制得中间体，再升温至80℃~200℃进行重排反应，反应结束后，用酸淬灭至体系pH为5~7，再用疏水性后处理溶剂对反应体系进行萃取得到产品3，5-二氟苯酚有机溶液，脱去溶剂得到3，5-二氟苯酚粗品，最后用纯化溶剂进行重结晶或者经过高真空蒸馏后得到目标产品的精品，其化学合成路线用如下反应式表示：
，
所述的反应溶剂为 N，N-二甲基甲酰胺（DMF）、二甲基亚砜（DMSO），甲苯，N-甲基吡咯烷酮（NMP），N，N-二甲基乙酰胺（DMAc）中的一种，所述的碱为碳酸钾、碳酸钠、氢氧化钾、氢氧化钠中的一种，所述的酸为盐酸、硝酸、稀硫酸中的一种，所述的后处理溶剂为甲苯，所述的重结晶溶剂为石油醚。
为了进一步实现本发明的目的，可以是所述1，3，5-三氟苯与乙酰氧肟酸的物料比为1：1.5~1：3。
为了进一步实现本发明的目的，可以是所述1，3，5-三氟苯与乙酰氧肟酸的物料比为1：1.5。
为了进一步实现本发明的目的，可以是所述的1，3，5-三氟苯与溶剂的比例为1g：2.5g~1g：10g。
为了进一步实现本发明的目的，可以是1，3，5-三氟苯与溶剂的比例为1g：5g。
为了进一步实现本发明的目的，可以是所述1，3，5-三氟苯与酸的物料比为1：2.5~1：6.25。
为了进一步实现本发明的目的，可以是所述1，3，5-三氟苯与酸的物料比为1：2.5。
本发明与现有技术相比具有以下显著特点和积极效果：
（1）原料1，3，5-三氟苯与乙酰氧肟酸在碱的作用下，一锅反应生成酚盐，经酸化制备成3，5-二氟苯酚，转化率高，原子经济性良好，适合工业化生产。
（2）原料1，3，5-三氟苯与乙酰氧肟酸以及所用的酸、碱、溶剂，为廉价原料，经济性强。
（3）反应为一锅法，步骤简洁，操作简单，工业应用价值高。
（4）涉及原料与反应过程危险程度低，危害程度小，更加符合安全生产与环保的需求。
具体实施方式
以下结合具体实施方式对本发明进行进一步阐述，实施例用于解释本发明，不构成对发明本身的限定。以下所述的实施例不能全盘描述本发明的所有特征，仅选取了具有代表性的实施例用于描述该发明。
实施例1，一种3，5-二氟苯酚的制备方法，在氮气保护、室温下向1L三口烧瓶中加入1，3，5-三氟苯132.1g，乙酰氧肟酸112.5g，N，N-二甲基甲酰胺（以下简称DMF）660g，搅拌状态下，加入碳酸钾276g，加料结束，由室温升温至90℃，反应5h，GC过控转化完成。加入盐酸300g水解，用甲苯260g进行萃取，减压脱溶后得到产品117.1g，用石油醚进行一次重结晶，含量＞99.8%，收率80.9%。
实施例2，一种3，5-二氟苯酚的制备方法，在氮气保护、室温下向1L三口烧瓶中加入1，3，5-三氟苯132.1g，乙酰氧肟酸112.5g，二甲基亚砜（以下简称DMSO）660g，搅拌状态下，加入碳酸钾276g。加料结束，由室温升温至90℃，反应5h，GC过控转化完成。加入盐酸300g水解，用甲苯260g进行萃取，减压脱溶后得到产品125g，用石油醚进行一次重结晶，含量＞99.8%，收率75.3%。
实施例3，一种3，5-二氟苯酚的制备方法，在氮气保护、室温下向1L三口烧瓶中加入1，3，5-三氟苯132.1g，乙酰氧肟酸112.5g，DMF 660g，搅拌状态下，加入碳酸钠212g。加料结束，由室温升温至90℃，反应5h，GC过控转化完成。加入盐酸300g水解，用甲苯260g进行萃取，减压脱溶后得到产品118.4g，用石油醚进行一次重结晶，含量＞99.8%，收率80.0%。
实施例4，一种3，5-二氟苯酚的制备方法，在氮气保护、室温下向1L三口烧瓶中加入1，3，5-三氟苯132.1g，乙酰氧肟酸112.5g，DMF 660g，搅拌状态下，加入氢氧化钠80g。加料结束，由室温升温至90℃，反应5h，GC过控转化完成。加入盐酸300g水解，用甲苯260g进行萃取，减压脱溶后得到产品109.1g，用石油醚进行一次重结晶，含量＞99.8%，收率74.5%。
实施例5，一种3，5-二氟苯酚的制备方法，在氮气保护、室温下向1L三口烧瓶中加入1，3，5-三氟苯132.1g，乙酰氧肟酸112.5g，DMF 660g，搅拌状态下，加入氢氧化钾112.2g。加料结束，由室温升温至90℃，反应5h，GC过控转化完成。加入盐酸300g水解，用甲苯260g进行萃取，减压脱溶后得到产品105.6g，用石油醚进行一次重结晶，含量＞99.8%，收率72.8%。
实施例6，一种3，5-二氟苯酚的制备方法，在氮气保护、室温下向1L三口烧瓶中加入1，3，5-三氟苯132.1g，乙酰氧肟酸112.5g， DMF 660g，搅拌状态下，加入碳酸钾276g。加料结束，由室温升温至120℃，反应3h，GC过控转化完成。加入盐酸300g水解，用甲苯260g进行萃取，减压脱溶后得到产品117.6g，用石油醚进行一次重结晶，含量＞99.8%，收率81.1%。
实施例7，一种3，5-二氟苯酚的制备方法，在氮气保护、室温下向1L三口烧瓶中加入1，3，5-三氟苯132.1g，乙酰氧肟酸112.5g， DMSO 660g，搅拌状态下，加入碳酸钾276g。加料结束，由室温升温至120℃，反应3h，GC过控转化完成。加入盐酸300g水解，用甲苯260g进行萃取，减压脱溶后得到产品121g，用石油醚进行一次重结晶，含量＞99.8%，收率75.2%。
实施例8，一种3，5-二氟苯酚的制备方法，在氮气保护、室温下向1L三口烧瓶中加入1，3，5-三氟苯132.1g，乙酰氧肟酸112.5g， DMSO 660g，搅拌状态下，加入碳酸钾276g。加料结束，由室温升温至150℃，反应5h，GC过控转化完成。加入盐酸300g水解，用甲苯260g进行萃取，减压脱溶后得到产品119.1g，用石油醚进行一次重结晶，含量＞99.8%，收率79.8%。
实施例9，一种3，5-二氟苯酚的制备方法，在氮气保护、室温下向2L三口烧瓶中加入1，3，5-三氟苯132.1g，乙酰氧肟酸225.2g， DMF 660g，搅拌状态下，加入碳酸钾690g。加料结束，由室温升温至90℃，反应5h，GC过控转化完成。加入盐酸750g水解，用甲苯260g进行萃取，减压脱溶后得到产品101g，用石油醚进行一次重结晶，含量＞99.8%，收率69.2%。
实施例10，一种3，5-二氟苯酚的制备方法，在氮气保护、室温下向2L三口烧瓶中加入1，3，5-三氟苯132.1g，乙酰氧肟酸225.2g， DMF 1320g，搅拌状态下，加入碳酸钾690g。加料结束，由室温升温至90℃，反应5h，GC过控转化完成。加入盐酸750g水解，用甲苯520g进行萃取，减压脱溶后得到产品92.7g，用石油醚进行一次重结晶，含量＞99.8%，收率63.3%。
实施例11，一种3，5-二氟苯酚的制备方法，在氮气保护、室温下向1L三口烧瓶中加入1，3，5-三氟苯132.1g，乙酰氧肟酸112.5g， DMF 660g，搅拌状态下，加入碳酸钾276g。加料结束，由室温升温至90℃，反应5h，GC过控转化完成。加入盐酸300g水解，用甲苯260g进行萃取，减压脱溶后得到产品117.1g，产品经蒸馏含量＞99.8%，收率85.5%。
实施例12，一种3，5-二氟苯酚的制备方法，在氮气保护、室温下向1L三口烧瓶中加入1，3，5-三氟苯132.1g，乙酰氧肟酸112.5g， DMSO 660g，搅拌状态下，加入碳酸钾276g。加料结束，由室温升温至90℃，反应5h，GC过控转化完成。加入盐酸300g水解，用甲苯260g进行萃取，减压脱溶后得到产品118.2g，产品经蒸馏含量＞99.8%，收率76.5%。
实施例13，一种3，5-二氟苯酚的制备方法，在氮气保护、室温下向1L三口烧瓶中加入1，3，5-三氟苯132.1g，乙酰氧肟酸112.5g，N，N-二甲基乙酰胺（DMAc）660g，搅拌状态下，加入碳酸钾276g。加料结束，由室温升温至90℃，反应5h，GC过控转化完成。加入盐酸300g水解，用甲苯260g进行萃取，减压脱溶后得到产品114.2 g，用石油醚进行一次重结晶，含量＞99.8%，收率71.3%。
实施例14，在氮气保护、室温下向1L三口烧瓶中加入1，3，5-三氟苯132.1g，乙酰氧肟酸112.5g，N-甲基吡咯烷酮（NMP）660g，搅拌状态下，加入碳酸钾276g。加料结束，由室温升温至90℃，反应5h，GC过控转化完成。加入盐酸300g水解，用甲苯260g进行萃取，减压脱溶后得到产品115.2 g，用石油醚进行一次重结晶，含量＞99.8%，收率73.3%。
实施例15，一种3，5-二氟苯酚的制备方法，在氮气保护、室温下向1L三口烧瓶中加入1，3，5-三氟苯132.1g，乙酰氧肟酸112.5g，N-甲基吡咯烷酮（NMP）660g，搅拌状态下，加入碳酸钾276g。加料结束，由室温升温至90℃，反应5h，GC过控转化完成。加入盐酸300g水解，用甲苯260g进行萃取，减压脱溶后得到产品115.1 g，产品经蒸馏含量＞99.8%，收率74.5%。
Claims (6)
1.一种3，5-二氟苯酚的制备方法，其特征在于：1，3，5-三氟苯在溶剂中，在乙酰氧肟酸与碱的作用下，反应得到3，5-二氟苯酚盐，酸化后得到3，5-二氟苯酚；在氮气保护、室温条件下，将1，3，5-三氟苯、乙酰氧肟酸与反应溶剂混合搅拌均匀，再加入相应的碱，使1，3，5-三氟苯在碱性条件下由乙酰氧肟酸进行拔氟制得中间体，再升温至80℃~200℃进行重排反应，反应结束后，用酸淬灭至体系pH为5~7，再用疏水性后处理溶剂对反应体系进行萃取得到产品3，5-二氟苯酚有机溶液，脱去溶剂得到3，5-二氟苯酚粗品，最后用纯化溶剂进行重结晶或者经过高真空蒸馏后得到目标产品的精品，其化学合成路线用如下反应式表示：
，
所述的反应溶剂为 N，N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、甲苯、N-甲基吡咯烷酮或N，N-二甲基乙酰胺；所述的碱为碳酸钾、碳酸钠、氢氧化钾或氢氧化钠；所述的酸为盐酸、硝酸或稀硫酸；所述的后处理溶剂为甲苯；所述的重结晶溶剂为石油醚；所述1，3，5-三氟苯与乙酰氧肟酸的物料比为1：1.5~1：3。
2.根据权利要求1所述的一种3，5-二氟苯酚的制备方法，其特征在于：所述1，3，5-三氟苯与乙酰氧肟酸的物料比为1：1.5。
3.根据权利要求1所述的一种3，5-二氟苯酚的制备方法，其特征在于：所述的1，3，5-三氟苯与溶剂的比例为1g：2.5g~1g：10g。
4.根据权利要求1所述的一种3，5-二氟苯酚的制备方法，其特征在于：1，3，5-三氟苯与溶剂的比例为1g：5g。
5.根据权利要求1所述的一种3，5-二氟苯酚的制备方法，其特征在于：所述1，3，5-三氟苯与酸的物料比为1：2.5~1：6.25。
6.根据权利要求1所述的一种3，5-二氟苯酚的制备方法，其特征在于：所述1，3，5-三氟苯与酸的物料比为1：2.5。
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