[发明专利]一种五氟苯的安全绿色生产方法

说明书

本发明公开了一种五氟苯的安全绿色生产方法，属于精细化工领域。氮气保护下，以五氟苯甲酸为原料，在长链烷基叔胺和高浓度盐水条件下回流反应，反应的同时将产物不断蒸出，馏出物油水分离后得到五氟苯粗品，经过精馏得到五氟苯成品。本发明所得五氟苯纯度大于99.5％，水分低于0.10％。反应完毕含长碳链烷基叔胺的釜残在氮气保护下可直接进行套用，套用次数可达三次以上，从而大幅减少废水排放，实现了绿色化生产五氟苯，整个操作过程污染小，生产过程安全可靠。

技术领域

本发明涉及一种五氟苯的安全绿色生产方法，属于精细化工技术领域。

背景技术

五氟苯是重要的有机氟化物，CAS：363-72-4，无色液体，密度为1.514，熔点为-48℃，沸点85℃，折射率为1.39，闪点10℃。能与乙醇、乙醚、丙酮、四氯化碳等溶剂混溶，难溶于水；结构式如下：

五氟苯是重要的芳香族氟化物，经硝化、氯化、溴化、烃化、酰化等化学反应可合成多种医药、农药、染料、高分子塑料中间体，如氟哌酸、五氟苯菊酯、五氟苯丙氨酸等。目前合成五氟苯工业化方法主要有两种：

一是采用五氟苯甲酸在N,N-二甲基苯胺反应介质和催化的作用下170℃脱羧得到五氟苯。此工艺成熟，收率高，但工艺中使用的试剂N,N-二甲基苯胺毒性较大，对环境不友好。

二是用高温液态水为溶剂五氟苯甲酸无催化剂的条件下脱羧制备五氟苯。高温液态水通常是指温度在150-350℃之间压缩液态水。高温液态水作为反应介质在不同状态下具有不同的溶剂性质和反应性能。但高温液态水需要用到高压设备，对安全不利；同时产物不能从反应体系分离出来，容易产生副产物。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提出一种安全有效的五氟苯绿色制备方法。该方法包括脱羧反应、蒸馏、精馏、釜残套用等工艺步骤。

本发明所述一种五氟苯的安全绿色生产方法，包括如下步骤：以五氟苯甲酸为原料，在长链烷基叔胺和高浓度盐水条件下回流反应，反应的同时将产物不断蒸出，馏出物油水分离后得到五氟苯粗品，经过精馏得到五氟苯成品。

进一步地，在上述技术方案中，所述高浓度盐水为无机盐水溶液，包括硫酸盐或盐酸盐水溶液，所述硫酸盐为硫酸钠或硫酸钾，盐酸盐为氯化钠或氯化钾。一定浓度无机盐溶液可提高水溶液沸点。一般地，反应温度每提高10℃反应速率就可以提高2-4倍；提高反应温度有助于脱羧。

进一步地，在上述技术方案中，所述高浓度的盐水是指含盐浓度30％以上，较佳浓度为40％以上。其用量为2-10份(份数指质量比，以下同)。

进一步地，在上述技术方案中，所述脱羧反应为，将五氟苯甲酸和长链烷基叔胺在盐水中回流脱去羧基产生五氟苯。

进一步地，在上述技术方案中，所述长链烷基叔胺是指十六烷基二甲胺、十二烷基二甲胺等具有长碳链类叔胺。选择长链烷基叔胺类物质是利用分子结构中胺基与五氟苯甲酸分子结构中的羧基成盐，同时利用长链烷基的疏水作用以提高脱羧的活性。

进一步地，在上述技术方案中，所述长链烷基叔胺用量为0.005-0.5份，较佳用量为0.01-0.05份。

进一步地，在上述技术方案中，所述反应的同时将产物不断蒸出为：在升温回流一段时间后会逐渐有五氟苯产生，这时沸点会有所降低，需要蒸出五氟苯以提高反应温度。五氟苯蒸出时会有部分水带出，下层为有机相。

进一步地，在上述技术方案中，所述反应完毕，蒸出五氟苯后的反应液釜残直接用于下一批投料，循环套用三次以上。

釜残在氮气保护可用于下一批脱羧是指蒸出五氟苯后的反应液在氮气保护下仍具有脱羧活性。所述套用三次是指蒸出五氟苯后的反应液用于脱羧反应进行三批次投料活性没有明显降低。