一种邻三氟甲基苯甲酰胺的制备方法
阅读说明：本技术 一种邻三氟甲基苯甲酰胺的制备方法 (Preparation method of o-trifluoromethyl benzamide ) 是由 潘强彪 陈静华 谢四维 李俊奇 于 2021-10-22 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种邻三氟甲基苯甲酰胺的制备方法。该制备方法包括如下步骤：(1)在有机溶剂中,将邻硝基三氟甲苯和氟化盐进行如下所示的脱硝氟代反应,得到邻氟三氟甲苯；(2)在有机溶剂中,将邻氟三氟甲苯和氰基化试剂进行如下所示的脱氟氰代反应,得到邻三氟甲基苯腈；(3)在碱存在下,将邻三氟甲基苯腈、过氧化氢进行如下所示的水解反应。该制备方法后处理简单,产物纯度高,杂质少,收率高。(The invention discloses a preparation method of o-trifluoromethyl benzamide. The preparation method comprises the following steps: (1) in an organic solvent, carrying out denitration and fluorination reaction on ortho-nitrobenzotrifluoride and fluoride salt as shown in the specification to obtain ortho-fluorobenzotrifluoride; (2) in an organic solvent, carrying out the defluorination cyanation reaction shown in the specification on ortho-fluorobenzotrifluoride and a cyanation reagent to obtain ortho-trifluoromethylbenzonitrile; (3) in the presence of a base, o-trifluoromethylbenzonitrile and hydrogen peroxide are subjected to the following reactionHydrolysis reaction of (3). The preparation method has the advantages of simple post-treatment, high product purity, less impurities and high yield.)
技术领域
本发明涉及一种邻三氟甲基苯甲酰胺的制备方法。
背景技术
邻三氟甲基苯甲酰胺为白色固体，是重要的含氟精细化工中间体。邻三氟甲基苯甲酰胺合成方法国内外文献报道较少，目前合成该中间体的方法主要是以邻三氟甲基苯甲酸为原料，与氯化亚砜经酰化反应得到邻三氟甲基苯甲酰氯，再与氨进行酰胺化反应得到邻三氟甲基苯甲酰胺，该方法所用起始原料邻三氟甲基苯甲酸价格高，酰化反应和酰胺化反应三废产生多，不利于环保。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种合成邻三氟甲基苯甲酰胺的方法。该方法以邻硝基三氟甲苯为原料，与氟化盐进行脱硝氟代生成邻氟三氟甲苯，再与氰基化试剂进行脱氟氰代生成邻三氟甲基苯腈，最后与双氧水进行水解反应生成邻三氟甲基苯甲酰胺，纯度99.6％以上，杂质种类少，产品质量稳定。
本发明提供了一种邻氟三氟甲苯的制备方法，其包括如下步骤：在有机溶剂中，将邻硝基三氟甲苯和氟化盐进行如下所示的脱硝氟代反应，得到邻氟三氟甲苯；
所述的有机溶剂可为非质子极性溶剂。所述非质子极性溶剂可为酮类溶剂、醚类溶剂、酰胺类溶剂和砜类溶剂中的一种或多种。所述酮类溶剂优选为丙酮。所述醚类溶剂优选为四氢呋喃。所述酰胺类溶剂优选为N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮和六甲基磷酰胺中的一种或多种，例如N,N-二甲基甲酰胺。所述砜类溶剂优选为二甲基亚砜和/或环丁砜。
所述的氟化盐可为氟化钠、氟化钾、氟化铯、四甲基氟化铵和四丁基氟化铵中的一种或多种，例如四甲基氟化铵和/或氟化钾。
所述的有机溶剂用量可为本领域该类型反应的常规用量。所述的邻硝基三氟甲苯与所述的有机溶剂的摩尔体积可为1～3mol/L，例如2～2.5mol/L。
所述的氟化盐与所述的邻硝基三氟甲苯的摩尔比可为1.0～2.5:1，例如1.3～2.0:1。
所述反应的反应温度可为25～250℃，例如110℃～210℃。
所述反应的反应进程可采用本领域中的常规测试方法(如TLC、HPLC、GC或NMR)进行监控，一般以邻硝基三氟甲苯不再反应时作为反应终点。所述反应的反应时间可为2.5～4小时。
所述反应还可包括如下后处理步骤：过滤，从滤液中分离出产物。所述的分离方式优选为蒸馏。
本发明还提供了一种邻三氟甲基苯腈的制备方法，其包括如下步骤：
(1)按照如上所述的邻氟三氟甲苯的制备方法，制备得到邻氟三氟甲苯；
(2)在有机溶剂中，将所述的邻氟三氟甲苯和氰基化试剂进行如下所示的脱氟氰代反应，得到邻三氟甲基苯腈；
所述的脱氟氰代反应中，所述有机溶剂可为非质子极性溶剂，所述非质子极性溶剂可为酮类溶剂、醚类溶剂、酰胺类溶剂和砜类溶剂中的一种或多种。所述酮类溶剂优选为丙酮。所述醚类溶剂优选为四氢呋喃。所述酰胺类溶剂优选为N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮和六甲基磷酰胺中的一种或多种，例如N,N-二甲基甲酰胺。所述砜类溶剂优选为二甲基亚砜和/或环丁砜。
所述的脱氟氰代反应中，所述的氰基化试剂可为氰化钠或氰化钾。
所述的有机溶剂用量可为本领域该类型反应的常规用量。所述的邻氟三氟甲苯与所述的有机溶剂的摩尔体积可为1～3mol/L，例如2～2.5mol/L。
所述的脱氟氰代反应中，所述的氰基化试剂与邻氟三氟甲苯的摩尔比可为1.0～2.0:1，例如1.1～1.6:1。
所述的脱氟氰代反应的反应温度可为50～200℃，例如90℃～120℃，又例如100℃。
所述的脱氟氰代反应的反应进程可采用本领域中的常规测试方法(如TLC、HPLC、GC或NMR)进行监控，一般以邻硝基三氟甲苯不再反应时作为反应终点。所述的脱氟氰代反应的反应时间可为5～6小时。
所述的脱氟氰代反应还可包括如下后处理步骤：过滤，从滤液中分离出产物。所述的分离方式优选为减压蒸馏。
本发明提供了一种邻三氟甲基苯甲酰胺的制备方法，其包括如下步骤：
(1)按照如上所述的邻三氟甲基苯腈的制备方法制备得到邻三氟甲基苯腈；
(2)在溶剂中，在碱存在下，将邻三氟甲基苯腈、过氧化氢进行如下所示的水解反应，得到邻三氟甲基苯甲酰胺；
所述的水解反应中，所述的过氧化氢质量浓度可为27％～50％，例如30％。
所述的水解反应中，所述的过氧化氢与邻三氟甲基苯腈的摩尔比可为2.0～3.0:1，例如2.5～2.8:1。
所述的水解反应中，所述的碱可为本领域常规使用的碱，优选为碳酸钠、碳酸钾、氢氧化钠和氢氧化钾中的一种，例如氢氧化钠。所述的水解反应中，所述反应的反应液pH可为10～13，例如11～12。
所述的水解反应中，所述的过氧化氢的加入时间可为4～8h，例如4.5h～5h。水解反应为两相反应，反应需要一定的传质时间。
所述的水解反应的反应温度可为30℃～90℃，例如40～50℃。
所述的水解反应中，所述的溶剂可为水。部分所述的溶剂可与所述的碱形成碱溶液使用。所述的碱溶液质量浓度优选为5％～30％，例如20％。
所述的水解反应还可包括如下后处理步骤：过滤，干燥。
本发明还提供了一种邻三氟甲基苯甲酰胺的制备方法，其包括如下步骤：
(1)在有机溶剂中，将所述的邻氟三氟甲苯和氰基化试剂进行如下所示的脱氟氰代反应，得到邻三氟甲基苯腈；
(2)在碱存在下，将邻三氟甲基苯腈、过氧化氢进行如下所示的水解反应；
所述的脱氟氰代反应和所述的水解反应中，各反应条件均可以如前所述。
本发明还提供一种邻三氟甲基苯腈的制备方法，其包括如下步骤：在有机溶剂中，将所述的邻氟三氟甲苯和氰基化试剂进行如下所示的脱氟氰代反应，得到邻三氟甲基苯腈；
所述的邻三氟甲基苯腈的制备方法中，各反应条件均可以如前所述。
在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。
本发明所用试剂和原料均市售可得。
本发明的积极进步效果在于：
(1)本发明提供了一种邻三氟甲基苯甲酰胺及其中间体的制备方法，本方法以企业生产间硝基三氟甲苯时产生的副产物邻硝基三氟甲苯为原料，挖掘了副产物的潜在价值，对副产物进行了资源化利用。
(2)本发明方法三废少，且后处理简单，制备过程中产生的亚硝酸盐和氟化盐可资源化利用，通过水解反应制备邻三氟甲基苯甲酰胺时无有机溶剂使用、副产物为氧气、后处理简单，绿色环保。
(3)制备得到的邻三氟甲基苯甲酰胺纯度高，杂质少，收率高。
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件，或按照商品说明书选择。
下述实施例中，DMF表示N,N-二甲基甲酰胺。
实施例1
(1)脱硝氟代
反应烧瓶中加入邻硝基三氟甲苯(19.1g,0.10mol)、无水四甲基氟化铵(12.1g,0.13mol)，40mL溶剂DMF，加热升温至110℃，保温反应2.5h，反应完毕后降温至室温，过滤除去生成的亚硝酸钾，滤液蒸出无色油状液体邻氟三氟甲苯15.6g，纯度99.2％，收率95.1％，再减压回收DMF。
制备得到的产物与标样化合物(购买的邻氟三氟甲苯)进行GC对比分析，两者保留时间一致，为2.233min。
GC分析方法如下：
项目
参数
色谱柱
OV-1701
柱长×柱内径×膜厚
30m×0.5mm×0.32μm
汽化室温度/℃
280
FID检测器温度/℃
280
柱箱温度/℃
170
进样量/μL
0.1
载气
N<sub>2</sub>
载气流量/(mL/min)
0.6
空气流量/(mL/min)
300
氢气流量/(mL/min)
30
分流比
50:1
(2)脱氟氰代
反应烧瓶中加入邻氟三氟甲苯(16.4g,0.10mol)、氰化钾(7.2g,0.11mol)，40mL溶剂DMF，加热升温至100℃，保温反应5h，反应完毕后降温至室温，过滤除去生成的氟化钾和未反应的氰化钾，滤液减压精馏，回收DMF，并得无色油状液体邻三氟甲基苯腈16.1g，纯度99.3％，收率94.1％。
制备得到的产物与标样化合物(购买的邻三氟甲基苯腈)进行LC对比分析，两者保留时间一致，为4.208min。
LC分析方法如下：
项目
参数
色谱柱
ZORBAX Eclopse XDB-C18(4.6mm*250mm*5μm)
柱温/℃
35
流动相
水:甲醇＝30:70(v/v)
流速/(mL/min)
1.0mL/min
进样量/μL
1
检测波长/nm
254
检测时间/min
13
(3)水解
将制备的邻三氟甲基苯腈(84g,0.49mol)加入烧瓶内，搅拌下向烧瓶内缓慢滴加139g过氧化氢(30％,139g,1.23mol)水溶液，反应中用氢氧化钠水溶液(30％)调节反应体系pH在11～12，并控制反应温度在40～50℃，5h过氧化氢水溶液滴加完毕，反应有大量白色针状晶体生成。停止反应，抽滤，滤饼烘干后得白色固体邻三氟甲基苯甲酰胺91g，纯度99.6％，收率98％。
制备得到的产物与标样化合物(购买的邻三氟甲基苯甲酰胺)进行LC对比分析，两者保留时间一致，为2.747min。
LC分析方法同步骤(2)中的LC分析方法。
实施例2
(1)脱硝氟代
反应烧瓶中加入邻硝基三氟甲苯(19.1g,0.10mol)、11.6g无水氟化钾(11.6g,0.20mol)，50mL溶剂环丁砜，加热升温至210℃，保温反应4h，反应完毕后降温至室温，过滤除去生成的亚硝酸钾和未反应的氟化钾，滤液蒸出无色油状液体邻氟三氟甲苯15.3g，纯度99.0％，收率93.3％，再减压回收DMF。
制备得到的产物与标样化合物(购买的邻氟三氟甲苯)进行GC对比分析，两者保留时间一致，为2.233min。
GC分析方法同实施例1步骤(1)中的GC分析方法。
(2)脱氟氰代
反应烧瓶中加入邻氟三氟甲苯(16.4g,0.10mol)、氰化钠(7.8g,0.16mol)，50mL溶剂DMF，加热升温至120℃，保温反应6h，反应完毕后降温至室温，过滤除去生成的氟化钠和未反应的氰化钠，滤液减压精馏，回收DMF，并得无色油状液体邻三氟甲基苯腈16.6g，纯度99.1％，收率97.1％。
制备得到的产物与标样化合物(购买的邻三氟甲基苯腈)进行LC对比分析，两者保留时间一致，为4.208min。
LC分析方法同实施例1步骤(2)中的LC分析方法。
(3)水解
将制备的邻三氟甲基苯腈(100.8g,0.53mol)加入烧瓶内，搅拌下向烧瓶内缓慢滴加过氧化氢(50％,100.8g,1.48mol)水溶液，反应中用氢氧化钠水溶液(20％)调节反应体系pH在11～12，并控制反应温度在40～50℃，4.5h过氧化氢水溶液滴加完毕，反应有大量白色针状晶体生成。停止反应，抽滤，滤饼烘干后得白色固体邻三氟甲基苯甲酰胺110.3g，纯度99.9％，收率99％。
制备得到的产物与标样化合物(购买的邻三氟甲基苯甲酰胺)进行LC对比分析，两者保留时间一致，为2.747min。
LC分析方法同实施例1步骤(2)中的LC分析方法。
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