[发明专利]氟苯和苯甲酸次氟化物的制备工艺

说明书

本发明涉及氟化气体的用途，其中单质氟(F₂)优选以高浓度存在，例如单质氟(F₂)的浓度特别是等于远远高于15体积％或甚至20体积％(即至少15体积％或甚至20体积％)，并涉及从苯甲酸开始制备氟化苯的工艺，涉及使用氟化气体的直接氟化步骤，其中单质氟(F₂)优选以高浓度存在，以及随后对通过直接氟化获得的苯甲酸次氟化物进行的脱羧。本发明的工艺还涉及通过对苯甲酸的直接氟化制备苯甲酸次氟化物。本发明尤其关注于制备用于农业、制药、电子、催化剂、溶剂和其他功能性化学应用的氟化苯、终产物和中间体。本发明的氟化工艺可以分批或以连续方式进行。

技术领域

本发明涉及在所述工艺的步骤中使用包含单质氟(F₂)的氟化气体制造或制备氟化苯、特别是单氟苯的工艺。例如，本发明的工艺可以包括使用包含单质氟(F₂)的氟化气体分批或连续制造或制备氟化苯，特别是单氟苯。本发明还涉及一种生产或制备苯甲酸次氟化物的新工艺。此外，本发明的后一种工艺例如可以包括使用包含单质氟(F₂)的氟化气体批量或连续制造或制备苯甲酸次氟化物。

背景技术

氟苯仍然通过Balz-Schiemann，Sandmeyer或Halex反应制备。所有这些类型的反应都提供了良好的产率，但完全不是环境友好的。特别是在亚洲，由于这种类型的化学品不能解决的环境问题，权威机构关闭了工厂。已知羧酸可以被氟化和光解脱羧，如J.Am.Chem.Soc.2015137175654-5657(https://doi.org/10.1021/jacs.5b02244)所述。但是所描述的F源(例如，Selectfluor是非常昂贵的并且不能以氟代苯所需的大工业体积商购。一个巨大的缺点是携带F原子的Selectfluor的巨大束腰(sceleton)，并且该束腰不能被再循环和煅烧。显然，该方法在工业规模和环境方面是新的但不可行的，甚至比Balz-Schiemann和Sandmeyer反应更差。此外，需要复杂的Ir基光催化剂，这是另一个大的缺点。没有提供有关设备的信息，因为化学，尤其是含氟化合物的光化学需要非常特殊的专用设备，这是因为实验室中所有玻璃器皿中的氟化物都受到腐蚀，但在工业规模上更为重要。如早期在Synthesis8,487-8(1973)已经描述的，氰尿酰氟(2,4,6-三氟-1,3,5-三嗪)的使用，即使对于制备氟苯的第一步而言，也不是工业上可行的选择。

工业规模的氟化有机化合物通过使用无水HF的氟卤素交换，向烯烃双键添加HF，如胺xnHF的氟化剂，用HF的电氟化(原位产生F₂)来制备，其中在后一种情况下，选择性、可缩放性和缺少环境友好性(形成非常有毒的部分氟化化合物)经常是并且仍然是未解决的问题。另一种现有的氟化工艺是直接使用F₂-气体。但是，除了可获得工业量之外，这需要非常熟练处理F₂气体和共同产生的HF(氢(H)对氟(F)交换反应)。

单质氟(F₂)是一种黄色的压缩气体(氟气、F₂气体)，具有刺激性气味,它是强氧化剂，与可燃和还原性物质剧烈反应。由于其强的化学活性，且因此需要对氟和HF具有强耐腐蚀性的设备和容器，F₂气体通常与氮气(N₂)混合。在欧洲，通常仅允许输送95％N₂与仅5％F₂气体的混合物，或者仅允许免除高达10％含量的F₂气体。

在亚洲，在诸如N₂的惰性气体中可获得高达20％F₂-气体的比率。