一种间氟苯甲醛生产制造方法
阅读说明：本技术 一种间氟苯甲醛生产制造方法 (M-fluorobenzaldehyde production method ) 是由 马立强 张伟 任建军 于 2021-09-26 设计创作，主要内容包括：本发明属于有机合成工艺技术领域,特别涉及一种间氟苯甲醛生产制造方法。以苯为原料经一系列反应生成苯甲醛,苯甲醛与2-乙基己胺反应,经分层干燥后得到中间体I,中间体I在相转移催化剂作用下于氟化铵反应得到中间体II,中间体II经脱醛基保护后得到间氟苯甲醛,在该反应过程中,利用利用2-乙基己胺对苯环上的醛基进行保护,使其具有较大的空间位阻效应,减少了邻位副产物的生成,提高了产物的纯度,反应过程中合成路线简单,原料廉价易得,便于工业化大批量生产。(The invention belongs to the technical field of organic synthesis processes, and particularly relates to a m-fluorobenzaldehyde production and manufacturing method. Benzene is used as a raw material to generate benzaldehyde through a series of reactions, the benzaldehyde reacts with 2-ethylhexylamine, an intermediate I is obtained after layered drying, the intermediate I reacts with ammonium fluoride under the action of a phase transfer catalyst to obtain an intermediate II, the intermediate II is protected by removing aldehyde groups to obtain m-fluorobenzaldehyde, and in the reaction process, the aldehyde groups on the benzene ring are protected by using the 2-ethylhexylamine, so that the p-phenylaldehyde has a larger steric hindrance effect, the generation of ortho-position byproducts is reduced, the purity of the product is improved, the synthetic route in the reaction process is simple, the raw materials are cheap and easy to obtain, and the industrial mass production is facilitated.)
技术领域
本发明涉及有机合成工艺技术领域，具体涉及一种间氟苯甲醛生产制造方法。
背景技术
间氟苯甲醛是无色或淡黄色的液体，有刺激性气味，易被空气中的氧气氧化成间氟苯甲酸，应密闭存放。间氟苯甲醛是重要的有机合成中间体，可广泛地应用于医药、农药、塑料添加剂等精细化学品的合成。将氟引入到染料中能增强染料的光泽与艳度，提高其耐晒、耐水和耐有机溶剂等性能。另外，醛基的活泼性使得间氟苯甲醛成为合成医药、农药和染料等精细化工产品的重要中间体。合成芳醛的方法包括化学氧化法、电解氧化以及气相氧化法等。化学氧化法因使用重金属氧化剂，在合成芳醛的同时，副产大量的金属盐，造成重金属含量超标，对环境污染严重，工业化受到限制；电解氧化具有选择性好、收率高、产物易分离、条件温和等特点，但是电化学法设备投资大，电极一般都是昂贵的稀有金属，产量低难以实现工业化大批量生产，电解液中金属离子浓度较高易造成环境污染；气相空气氧化法速度快、效率高、不需溶剂，对设备无腐蚀性，但对固体催化剂的要求很高，另外，气相氧化法以气态氧为氧化剂，物料与氧气的混合爆炸极限宽，而且反应为强放热反应，存在安全隐患。
中国专利201610972046.9公开了一种间氟甲苯连续氧化制备间氟苯甲醛的方法，该方法以间氟甲苯化合物为原料，钴、钼、溴的一种或几种金属离子络合物为催化剂，双氧水为氧化剂，醋酸为溶剂，可实现在管式反应器中连续将间氟甲苯氧化制备间氟苯甲醛，条件温和，反应时间短，原料利用率高，可实现反应过程中的有效控制，安全稳定，连续化操作，生产效率高。
发明内容
针对上述存在的生产过程中副产物多，设备投资大，难以实现工业化大批量生产的问题，本发明提供了一种间氟苯甲醛生产制造方法，产物纯度高，副产物少。
本发明解决上述问题的技术方案如下：
一种间氟苯甲醛生产制造方法，包括以下制备步骤：
S1、在苯中通入氯甲烷，并加入氯化铝，搅拌均匀，加热升高温度，反应4-6h后在光照条件下通入氯气，之后加入氢氧化钠水溶液，加入铜粉作为催化剂，加热，反应完成后过滤，得到苯甲醛；
S2、在反应釜中加入苯甲醛，降低至一定温度，向反应釜中缓慢加入2-乙基己胺并开启搅拌，搅拌均匀后加热升高温度反应，反应完成后冷却至室温，分层后利用干燥剂对有机层进行干燥，得到中间体I；
S3、将中间体I与溶剂混合，并向其中加入氟化铵和相转移催化剂，开启搅拌并升高温度，反应3-5h，反应完成后得到中间体II；
S4、在中间体II内加入磷酸并开启搅拌，升高温度，反应完成后，进行减压蒸馏，得到间氟苯甲醛。
本发明具有如下有益效果：
1.苯甲醛合成间氟苯甲醛的过程中，利用苯甲醛和2-乙基己胺反应，在苯环上引入具有较大空间位阻效应的基团，有效的阻碍了对邻位的进攻，减少邻位副产物的生成，大大提高了产物的纯度；
2.反应过程中合成路线简单，操作简单，易于操作；
3.本发明所用原料廉价易得，设备投资较小，易于工业化大批量生产。
具体实施方式
下面对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
实施例1
一种间氟苯甲醛生产制造方法，包括以下制备步骤：
S1、苯甲醛的合成：在30重量份苯中通入氯甲烷，并加入12重量份氯化铝，搅拌均匀，加热升高温度至50℃，反应4h后在光照条件下通入氯气，之后加入35重量份氢氧化钠水溶液，加入6重量份铜粉作为催化剂，加热至80℃，反应完成后过滤，得到苯甲醛；
S2、醛基的保护：在反应釜中加入25重量份苯甲醛，降低至5℃，向反应釜中缓慢加入30重量份2-乙基己胺并开启搅拌，搅拌均匀后加热升高温度至30℃反应2h，反应完成后冷却至室温，分层后利用干燥剂无水氯化钙对有机层进行干燥，得到中间体I，反应过程如下：
S3、引入氟元素：将20重量份中间体I与50重量份N,N-二甲基甲酰胺混合，并向其中加入25重量份氟化铵和15重量份苄基三乙基氯化铵，开启搅拌并升高温度至85℃，反应3h，反应完成后得到中间体II，反应过程如下：
S4、脱醛基保护：在15重量份中间体II内加入12重量份磷酸并开启搅拌，升高温度至45℃，反应完成后，进行减压蒸馏，得到间氟苯甲醛，经气相色谱分析纯度达98.2％，反应过程如下：
具体地，醛基为间位定位基，具有吸电子效应，能使苯环上的电子云密度下降，邻位和对位钝化程度较间位大，在取代反应中，新取代基大多进入间位，形成间位异构体。但在取代过程中还存在邻位、对位异构体，由于醛基对对位的钝化甚于邻位，因此邻位为主副产物，为了减少邻、对位副产物的含量，本发明利用苯甲醛与2-乙基己胺反应生成中间体I，先对醛基进行保护，中间体I上苯环的取代基相比于醛基具有较大的空间位阻效应，当进行氟元素取代时能够有效的降低邻位副产物的生成。
实施例2
一种间氟苯甲醛生产制造方法，包括以下制备步骤：
S1、苯甲醛的合成：在50重量份苯中通入氯甲烷，并加入18重量份氯化铝，搅拌均匀，加热升高温度至65℃，反应6h后在光照条件下通入氯气，之后加入55重量份氢氧化钠水溶液，加入10重量份铜粉作为催化剂，加热至90℃，反应完成后过滤，得到苯甲醛；
S2、醛基的保护：在反应釜中加入30重量份苯甲醛，降低至5℃，向反应釜中缓慢加入40重量份2-乙基己胺并开启搅拌，搅拌均匀后加热升高温度至30℃反应4h，反应完成后冷却至室温，分层后利用干燥剂无水氯化钙对有机层进行干燥，得到中间体I，反应过程如下：
S3、引入氟元素：将30重量份中间体I与60重量份N,N-二甲基甲酰胺混合，并向其中加入35重量份氟化铵和20重量份苄基三乙基氯化铵，开启搅拌并升高温度至95℃，反应5h，反应完成后得到中间体II，反应过程如下：
S4、脱醛基保护：在25重量份中间体II内加入15重量份磷酸并开启搅拌，升高温度至55℃，反应完成后，进行减压蒸馏，得到间氟苯甲醛，经气相色谱分析纯度达98.6％，反应过程如下：
实施例3
一种间氟苯甲醛生产制造方法，包括以下制备步骤：
S1、苯甲醛的合成：在45重量份苯中通入氯甲烷，并加入16重量份氯化铝，搅拌均匀，加热升高温度至55℃，反应5h后在光照条件下通入氯气，之后加入45重量份氢氧化钠水溶液，加入8重量份铜粉作为催化剂，加热至85℃，反应完成后过滤，得到苯甲醛；
S2、醛基的保护：在反应釜中加入28重量份苯甲醛，降低至5℃，向反应釜中缓慢加入35重量份2-乙基己胺并开启搅拌，搅拌均匀后加热升高温度至30℃反应3h，反应完成后冷却至室温，分层后利用干燥剂无水氯化钙对有机层进行干燥，得到中间体I，反应过程如下：
S3、引入氟元素：将25重量份中间体I与55重量份N,N-二甲基甲酰胺混合，并向其中加入30重量份氟化铵和16重量份苄基三乙基氯化铵，开启搅拌并升高温度至90℃，反应4h，反应完成后得到中间体II，反应过程如下：
S4、脱醛基保护：在18重量份中间体II内加入13重量份磷酸并开启搅拌，升高温度至50℃，反应完成后，进行减压蒸馏，得到间氟苯甲醛，经气相色谱分析纯度达99.6％，反应过程如下：
实施例4
一种间氟苯甲醛生产制造方法，包括以下制备步骤：
S1、苯甲醛的合成：在42重量份苯中通入氯甲烷，并加入14重量份氯化铝，搅拌均匀，加热升高温度至55℃，反应5h后在光照条件下通入氯气，之后加入42重量份氢氧化钠水溶液，加入7重量份铜粉作为催化剂，加热至85℃，反应完成后过滤，得到苯甲醛；
S2、醛基的保护：在反应釜中加入26重量份苯甲醛，降低至5℃，向反应釜中缓慢加入32重量份2-乙基己胺并开启搅拌，搅拌均匀后加热升高温度至30℃反应2.5h，反应完成后冷却至室温，分层后利用干燥剂无水氯化钙对有机层进行干燥，得到中间体I，反应过程如下：
S3、引入氟元素：将22重量份中间体I与55重量份丙酮混合，并向其中加入28重量份氟化铵和16重量份三丁胺，开启搅拌并升高温度至88℃，反应3.5h，反应完成后得到中间体II，反应过程如下：
S4、脱醛基保护：在16重量份中间体II内加入13重量份磷酸并开启搅拌，升高温度至50℃，反应完成后，进行减压蒸馏，得到间氟苯甲醛，经气相色谱分析纯度达99.1％，反应过程如下：
通过以上实施例可以看出，本发明制备的间氟苯甲醛纯度较高，能达到99.6％。本发明首先利用苯为原料制备了苯甲醛，再利用苯甲醛与2-乙基己胺反应，对醛基进行保护，虽然醛基为间位定位基，但在反应时，不可避免会产生邻、对位副产物，尤其地由于醛基对对位的钝化甚于邻位，邻位副产物将成为主要副产物。在本发明中，由于中间体I上苯环的取代基相比于醛基具有较大的空间位阻效应，能够减少氟对邻位的进攻，减少邻位副产物的生成，提高产物的纯度；反应过程中合成路线简单，易于操作，原料廉价易得，有利于工业化生产。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本申请的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本申请的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本申请的范围由所附权利要求及其等同物限定。
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