[发明专利]3-氟-4-硝基苯酚的生产方法

说明书

技术领域

本发明属于有机化学领域，具体涉及3-氟-4-硝基苯酚的生产方法。

背景技术

3-氟-4-硝基苯酚为橙黄色单斜棱柱体结晶，常压蒸馏时分解；溶于热稀酸和强碱溶液，不溶于石油醚。近年来的研究表明，3-氟-4-硝基苯酚是合成新型抗菌剂，杀虫剂，液晶材料的重要有机含氟中间体，市场需求量逐年增加。目前已经报道的合成方法有：1、以间氟苯胺为原料合成间氟苯酚来合成3-氟-4-硝基苯酚；2、以间氟苯胺与苯甲醛加成缩合、硝化，水解、重氮化、再水解得到3-氟-4-硝基苯酚；3、由间氟苯酚硝化合成3-氟-4-硝基苯酚。这三种方法合成后都会出现异构体，均采用水蒸气蒸馏来除去异构体，能耗大，且收率低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种3-氟-4-硝基苯酚的生产方法，该方法收率高，能耗小。

本发明解决技术问题的技术方案是3-氟-4-硝基苯酚的生产方法，该方法包括如下步骤：

a、反应：将间氟苯酚、水、硝酸钠加入到100L的反应釜中，搅拌，使反应液冷却至-5~0℃，滴加98%硫酸，滴加完毕后在-5~0℃保温50~60min，收集固体，得粗品；其中，反应式如下：

b、纯化：将步骤a得到的粗品加入到水、乙醚、二氯甲烷的混合液中，室温下搅拌2~3h，收集固体物质，烘干，即得目标物质。

其中，间氟苯酚︰水︰硝酸钠的质量比为11.2︰30︰9.35。

其中，粗品与水、乙醚、二氯甲烷的混合液之间的质量比为13~14︰21。

其中，步骤b中水︰乙醚︰二氯甲烷之间的体积比为5︰3︰10。

本发明方法合成路线简单，反应时间大幅度缩短，中间产物少；使用混合溶剂来除异构体，操作简单，生产成本低，节省大量能源和时间，同时将收率可达到45.5%。

具体实施方式

本发明3-氟-4-硝基苯酚的生产方法包括如下步骤：

a、反应：将间氟苯酚、水、硝酸钠加入到100L的反应釜中，搅拌，使反应液冷却至-5~0℃，滴加98%硫酸，滴加完毕后在-5~0℃保温50~60min，收集固体，得粗品；其中，反应式如下：

b、纯化：将步骤a得到的粗品加入到水、乙醚、二氯甲烷的混合液中，室温下搅拌2~3h，收集固体物质，烘干，即得目标物质。

其中，间氟苯酚︰水︰硝酸钠的质量比为11.2︰30︰9.35。

其中，粗品与水、乙醚、二氯甲烷的混合液之间的质量比为13~14︰21。

其中，步骤b中水︰乙醚︰二氯甲烷之间的体积比为5︰3︰10。

本发明中，间氟苯酚的羟基和氟均为邻对位定位基团，且羟基和氟间为间位，由于空间位阻效应硝基易定位于4位和6位。所以在合成3-氟-4-硝基苯酚时同时也产生了3-氟-6-硝基苯酚。3-氟-4-硝基苯酚和3-氟-6-硝基苯酚为同分异构体，各方面性质非常接近，要分离两个化合物相当困难。传统方法采用水蒸气蒸馏得到3-氟-4-硝基苯酚。这个方法收率低，操作难度大，时间长，能耗大。本发明人在合成3-氟-4-硝基苯酚的多次实验中，尝试过许多种溶剂来进行洗涤、重结晶以除去3-氟-4-硝基苯酚中的同分异构体3-氟-6-硝基苯酚。在多次试验过程中偶然发现水、乙醚、二氯甲烷的混合溶剂中可以将3-氟-6-硝基苯酚洗掉，洗涤后的产品经过检测各方面指标均达到文献指标，符合要求。从而简化了纯化操作，能达到很好的经济效益。

实施例1 采用本发明方法制备3-氟-4-硝基苯酚

将间氟苯酚11.2kg（100mol），水30kg，硝酸钠9.35kg（110mol），苯30L加入100L反应釜。冷却到-5~0℃滴加98%硫酸（5.39kg，55mol）。滴加完毕后-5~0℃保温1小时。离心，收集固体，得粗品，褐色固体13.8kg。将粗品加入水5L、乙醚3L、二氯甲烷10L的混合溶液中搅拌3小时，离心过滤，烘干得到紫褐色略带金属光泽固体7.140kg，即为纯化后的3-氟-4-硝基苯酚。收率（纯化后3-氟-4-硝基苯酚的摩尔量÷间氟苯酚的摩尔量）：45.5%，熔点：92~94℃，气相色谱检测，含量:99.2%。HNMR：5.36,1H、6.80,1H、7.39,1H、8.11,1H.。

在反应过程中，会形成3-氟-4-硝基苯酚和3-氟-6-硝基苯酚两种同分异构体。当收率达到45.5%时，即两种同分异构体中3-氟-4-硝基苯酚总量的91%得到了回收。

实施例2对比实验