[发明专利]一种对氟苯甲腈的合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及对氟苯甲腈的一种合成方法，特别是涉及对氟苯甲醛和盐酸羟胺经杂多酸盐催化剂催化合成对氟苯甲腈的方法。

背景技术

对氟苯甲腈是合成各种农药、染料、医药的重要中间体。在农药方面，合成多种吡啶或嘧啶衍生物类除草剂；在医药方面，合成用于治疗氧化不饱和脂肪酸疾病的吡啶并咪唑酮类衍生物，合成抑制细胞分裂素类抗炎药，抗凝血剂，弹性蛋白酶阻聚剂，抗利尿激素拮抗剂及催产素拮抗剂等。并且，此化合物还可用于制备液晶等光学材料。由于对氟苯甲腈用途广泛，开发此中间体具有十分重要的意义。

腈类化合物的合成途径有很多种，国内外报道的合成氟代苯腈的方法主要有以下几种：(1)以氯代苯腈为原料，经氟化合成氟代苯腈。比如2005年，沈之芹等人以4-氯苯腈和无水氟化钾为原料，非质子极性溶剂(环丁砜、1，3-二甲基-2-咪唑啉酮等)为反应介质，经氟化反应合成了4-氟苯腈，反应温度为230～280℃，反应时间为2.0～4.5h，产品收率89.5％，并可用于工业化生产。(2)以氟代甲苯为原料经侧链氯化、水解生成氟代苯甲醛、再与羟胺反应脱水得氟代苯腈。(3)以氟代苯甲酸为原料，与尿素或氨气脱水合成氟代苯腈。2011年，Stephan Enthaler和Maik Weidauer以対氟苯甲酰胺为原料，用乙酰醋酸铜和N-甲基-N-(三硅甲基)三氟乙酰胺为脱水剂，在甲苯中100℃反应24h能得到99％对氟苯甲腈。

上述第一种方法对温度的要求比较高，在工业生产中将加大能源消耗，并且在生产过程中可能产生强腐蚀性的氢氟酸对设备的要求更高。第二种方法采用N-甲基-N-(三硅甲基)三氟乙酰胺配体价格较高，反应的时间也较长达到了24小时。在合成对氟苯甲腈过程中避免使用有毒物质，简化反应步骤，减少工艺流程，降低设备要求是工业生产迫切需要的。

发明内容

本发明的目的是为了改进传统多步法合成对氟苯甲腈反应时间长、能耗大等不足而提供一种对氟苯甲腈的合成方法。

本发明的技术方案为：一种对氟苯甲腈的合成方法，其具体步骤为：将一定量的对氟苯甲醛加入到反应器中，按对氟苯甲醛与盐酸羟胺的摩尔比为1∶(0.8～1.6)加入盐酸羟胺；再以对氟苯甲醛与杂多酸盐催化剂的摩尔比1∶(0.001～0.06)加入对氟苯甲醛，最后加入有机溶剂搅拌使得反应物混合均匀，在空气中加热到80～130℃，反应8～12h，得到对氟苯甲腈，其反应为：

优选对氟苯甲醛与盐酸羟胺摩尔比为1∶(1～1.5)；优选有机溶剂为：甲苯、对二甲苯、N，N-二甲基甲酰胺(DMF)、N，N-二甲基乙酰胺(DMAC)或N-甲基吡咯烷酮(NMP)，有机溶剂加入量为控制反应物对氟苯甲醛的浓度在有机溶剂中的浓度为0.5～2.0mol/L。

优选所述的杂多酸盐催化剂为：杂多酸与季铵碱、季磷碱或咪唑盐等当量反应生成杂多酸盐，再负载在氧化硅上，从而得到杂多酸盐催化剂；其中杂多酸盐与氧化硅的质量比为1～5∶1。

优选上述的杂多酸盐结构式为：(R₄N)₃[P(W₃O₁₀)₄]、(R₄N)₄[Si(W₃O₁₀)₄]、(R₄N)₃[P(Mo₃O₁₀)₄](R’₄N)₃[P(W₃O₁₀)₄]、(R’₄N)₄[Si(W₃O₁₀)₄]、(R’₄N)₃[P(Mo₃O₁₀)₄]、