專(zhuān)利名稱(chēng)：二苯醚類(lèi)化合物的化學(xué)合成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種二苯醚類(lèi)化合物的化學(xué)合成方法。本方法適用于由N-烷基吡啶陽(yáng)離子或1，3-二烷基咪唑陽(yáng)離子與含氟陰離子組成的室溫離子液體作為反應(yīng)介質(zhì)，酚和芳香鹵代烴作為反應(yīng)物，在堿性條件下合成二苯醚類(lèi)化合物的場(chǎng)合。
背景技術(shù)：
二苯醚類(lèi)化合物是一類(lèi)重要的有機(jī)合成中間體或產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥和農(nóng)藥等領(lǐng)域。其傳統(tǒng)合成方法通常是在非質(zhì)子極性溶劑如丙酮、乙腈、二甲基甲酰胺、二甲亞砜或環(huán)丁砜中進(jìn)行(J.B.Hendrickson，C.Kandall，Tetrahedron Lett.，1970，5，343；R.A.W.Johnstone，M.E.Rose，Tetrahedron，1979，35，2169；A.Mckillop，J.C.Fiaud，R.P.Hug，Tetrahedron，1974，30，1379；H.H.Freedaman，R.A.Duboes，Tetrahedron Lett.，1975，38，3251.)，有時(shí)需要加入少量催化劑如碘化鉀、四丁基溴化銨等以促進(jìn)反應(yīng)。盡管如此，仍然存在反應(yīng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、反應(yīng)溶劑和催化劑難以回收利用從而造成環(huán)境污染、反應(yīng)溶劑對(duì)操作人員有毒有害等問(wèn)題。
室溫離子液體，又稱(chēng)作“設(shè)計(jì)者溶劑”，是指在室溫或室溫附近溫度下呈液態(tài)的由離子構(gòu)成的物質(zhì)。近十年來(lái)，由于離子液體的特定組成，越來(lái)越引起有機(jī)合成化學(xué)工作者的廣泛關(guān)注。與傳統(tǒng)的有機(jī)溶劑、水、超臨界流體相比，離子液體具有液態(tài)范圍寬、溶解范圍廣、零蒸汽壓、穩(wěn)定性好、酸堿性可調(diào)和電化學(xué)窗口寬等優(yōu)越性。正是由于離子液體的獨(dú)特性質(zhì)，在已經(jīng)報(bào)道的許多合成反應(yīng)應(yīng)用中，離子液體表現(xiàn)出了高的選擇性、良好的反應(yīng)活性以及一定的催化性能，而且在反應(yīng)完成以后，產(chǎn)物可以通過(guò)簡(jiǎn)單的傾瀉、蒸餾或者選取與離子液體不互溶的有機(jī)溶劑萃取的方式分離出來(lái)，離子液體經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單處理即可以循環(huán)使用，并且不影響反應(yīng)性能。離子液體被認(rèn)為是一種綠色合成和清潔生產(chǎn)中具有重要應(yīng)用價(jià)值的新型溶劑(T.Welton，Chem.Rev.，1999，99，2071；D.B.Zhao，M.Wu，Y.Kou et al.，Catalysis Today，2002，74，157.)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服傳統(tǒng)的合成方法中存在的缺點(diǎn)，提供一種環(huán)境友好的、高效簡(jiǎn)便的二苯醚類(lèi)化合物的化學(xué)合成方法。
本發(fā)明的二苯醚類(lèi)化合物的化學(xué)合成方法，其特征在于采用由N-烷基吡啶陽(yáng)離子或1，3-二烷基咪唑陽(yáng)離子與含氟陰離子組成的室溫離子液體作為反應(yīng)介質(zhì)，酚和芳香鹵代烴作為反應(yīng)物，在堿性條件下連續(xù)法或一鍋法合成二苯醚類(lèi)化合物，所用原料的摩爾質(zhì)量比為酚∶芳香鹵代烴∶堿＝1∶0.8～1.2∶1～1.2，反應(yīng)溫度為20-80℃，反應(yīng)時(shí)間為0.5-3小時(shí)，所合成的二苯醚類(lèi)化合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)式為
其中R1、R2和R3選自H、NO2、Me、AcO、CF3、Cl和F；R4、R5、R6和R7選自H、NO2、CF3、Cl、F和COOCH3，并且至少有一個(gè)基團(tuán)是NO2或CF3；化學(xué)反應(yīng)式為 所述的由N-烷基吡啶或1，3-二烷基咪唑陽(yáng)離子與含氟陰離子組成的室溫離子液體中含氟陰離子選自BF4-或PF6-或CF3COO-或CF3SO3-，烷基的鏈長(zhǎng)為C1-C8，N-烷基吡啶陽(yáng)離子或1，3-二烷基咪唑陽(yáng)離子與含氟陰離子的摩爾質(zhì)量比為1∶1，離子液體的用量為0.5～1.5L/mol酚。
所述的酚的化學(xué)結(jié)構(gòu)式為 其中R1、R2和R3選自H、NO2、Me、AcO、CF3、Cl和F。
所述的芳香鹵代烴的化學(xué)結(jié)構(gòu)式為 其中R4、R5、R6和R7選自H、NO2、CF3、Cl、F和COOCH3，并且至少有一個(gè)基團(tuán)是NO2或CF3；X選自F或Cl或Br。
所述的堿選自NaOH或KOH或Ba(OH)2或Na2CO3或K2CO3，通常以KOH為最佳。
所述的連續(xù)法操作步驟是先將酚與堿在離子液體中反應(yīng)生成相應(yīng)的鹽，然后再加入芳香鹵代烴進(jìn)行反應(yīng)生成二苯醚類(lèi)化合物；一鍋法操作步驟是將酚、堿與芳香鹵代烴同時(shí)加入反應(yīng)器中進(jìn)行反應(yīng)，直接制備二苯醚類(lèi)化合物。
本方明的二苯醚類(lèi)化合物的化學(xué)合成方法，其技術(shù)關(guān)鍵是以室溫離子液體為反應(yīng)介質(zhì)，酚和芳香鹵代烴作為反應(yīng)物，在堿性條件下連續(xù)法或一鍋法合成二苯醚類(lèi)化合物。其優(yōu)點(diǎn)是1)反應(yīng)條件溫和，操作方便，產(chǎn)品質(zhì)量好、收率高。2)離子液體可以反復(fù)循環(huán)使用，可以有效地減少對(duì)環(huán)境的污染，對(duì)操作者也安全。是一種高效、環(huán)境友好的合成二苯醚類(lèi)化合物的方法。鑒于二苯醚類(lèi)化合物是一類(lèi)重要的醫(yī)藥和農(nóng)藥產(chǎn)品或者有機(jī)合成中間體，本發(fā)明具有廣泛的工業(yè)應(yīng)用前景。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的典型實(shí)例如下所示，但是本發(fā)明并不限于這些化合物
其中，1是除草劑三氟硝草醚Fluorodifen(DE2200479，DE2619489)；4是除草劑Nitrofluorfen(US3888932)；5是除草劑乙羧氟草醚Fluoroglycofen和乳氟禾草靈Lactofen(US4259510，US4262152)的中間體；6是除草劑三氟羧草醚Acifluorfen(US4093446)的重要中間體；8是除草劑甲羧除草醚Bifenox(US3652645)。
實(shí)施例1.制備化合物1對(duì)硝基苯酚(0.84g，6mmol)、KOH(0.35g，82％，6mmol)和離子液體BMImPF6(4mL)依次加入到20mL雙口圓底燒瓶中，在機(jī)械攪拌下于60℃反應(yīng)15分鐘，然后從滴液漏斗中滴加2-硝基-4-三氟甲基氯苯(1.13g，5mmol)，在劇烈攪拌下再反應(yīng)2小時(shí)。反應(yīng)混合物用甲苯萃取(3×10mL)，5％的堿溶液10mL洗一次，水洗至中性，無(wú)水MgSO4干燥，蒸餾去溶劑得到化合物1(1.48g，收率82％)。
實(shí)施例2.制備化合物2對(duì)乙酰基苯酚(0.75g，5.5mmol)、Na2CO3(0.64g，99.8％，6mmol)和離子液體HMImPF6(4mL)25℃下反應(yīng)5分鐘，然后分三批加入2，6-二硝基-4-三氟甲基氯苯(1.35g，5mmol)，于25℃下攪拌反應(yīng)0.5小時(shí)，反應(yīng)混合物用甲苯萃取(3×10mL)，5％的堿溶液10mL洗一次，水洗至中性，無(wú)水MgSO4干燥，蒸餾去溶劑得到化合物2(1.68g，收率91％)。
實(shí)施例3.制備化合物3苯酚(0.48g，5mmol)、NaOH(0.25g，95％，6mmol)和離子液體EMImCF3CO2(4mL)依次加入到20mL雙口圓底燒瓶中，攪拌使得大部分原料溶解，然后加入2-硝基-4-三氟甲基氯苯(1.13g，5mmol)，在劇烈攪拌下于50℃反應(yīng)2小時(shí)。通過(guò)類(lèi)似實(shí)施例1的后處理方法得到化合物3(1.11g，收率90％)。
實(shí)施例4.制備化合物42-氯-4-三氟甲基苯酚(0.98g，5mmol)、KOH(0.35g，82％，6mmol)、對(duì)氟硝基苯(0.71g，5mmol)和離子液體HMImBF4(4mL)于60℃反應(yīng)3小時(shí)。用甲苯萃取反應(yīng)物，水洗至中性，無(wú)水CaCl2干燥，蒸餾去溶劑得到化合物4(1.24g，收率78％)。
實(shí)施例5.制備化合物52-氯-4-三氟甲基苯酚(0.98g，5mmol)、K2CO3(0.84g，99％，6mmol)和離子液體EMImCF3SO3(4mL)依次加入到20mL雙口圓底燒瓶中，在機(jī)械攪拌下于30℃反應(yīng)30分鐘，然后從滴液漏斗滴加5-氟-2-硝基苯甲酸甲酯(0.99g，5mmol)，于30℃再反應(yīng)2.5小時(shí)。反應(yīng)混合物用乙醚充分萃取，水洗至中性，無(wú)水MgSO4干燥，蒸餾去溶劑得到化合物5(1.68g，收率90％)。
實(shí)施例6.制備化合物6間甲基苯酚(0.54g，5mmol)、Ba(OH)2(0.45g，96％，2.5mmol)和離子液體BMImBF4(4mL)依次加入到20mL雙口圓底燒瓶中，在機(jī)械攪拌下于60℃反應(yīng)15分鐘，然后加入3，4-二氯三氟甲苯(1.08g，5mmol)，80℃下反應(yīng)2小時(shí)，通過(guò)類(lèi)似實(shí)施例1的后處理方法得到化合物6(0.96g，收率67％)。
實(shí)施例7.制備化合物7鄰氯苯酚(0.64g，5mmol)、KOH(0.35g，82％，6mmol)、3-氯-4-氟-硝基苯(0.89g，5mmol)和BMImPF6(4mL)依次加入反應(yīng)瓶中，然后在80℃下反應(yīng)2小時(shí)，通過(guò)類(lèi)似實(shí)施例1的后處理方法得到化合物7(0.87g，收率61％)。
實(shí)施例8.制備化合物82，4-二氯苯酚(0.81g，5mmol)代替實(shí)施例5中的對(duì)2-氯-4-三氟甲基苯酚，通過(guò)類(lèi)似的方法得到化合物8(1.33g，收率78％)。
實(shí)施例9.制備化合物9對(duì)硝基苯酚(0.84g，6mmol)、K2CO3(0.84g，99％，6mmol)和離子液體BPyBF4(4mL)于25℃反應(yīng)15分鐘，然后加入2，4-二硝基氯苯(1.04g，5mmol)，于60℃反應(yīng)2小時(shí)，通過(guò)類(lèi)似實(shí)施例1的后處理方法得到化合物9(1.37g，收率90％)。
實(shí)施例1O.離子液體循環(huán)使用實(shí)驗(yàn)將實(shí)施例1中萃取后剩下的離子液體層，加入10mL水?dāng)嚢?0分鐘，靜置分離，離子液體層在80℃下真空干燥4小時(shí)，回收的離子液體可以直接用于下一次的反應(yīng)。按照實(shí)施例1進(jìn)行反應(yīng)，離子液體至少可循環(huán)使用5次以上，所得到的結(jié)果見(jiàn)表1。
表1離子液體循環(huán)使用實(shí)驗(yàn)

權(quán)利要求
1.一種二苯醚類(lèi)化合物的化學(xué)合成方法，其特征在于采用由N-烷基吡啶陽(yáng)離子或1，3-二烷基咪唑陽(yáng)離子與含氟陰離子組成的室溫離子液體作為反應(yīng)介質(zhì)，酚和芳香鹵代烴作為反應(yīng)物，在堿性條件下連續(xù)法或一鍋法合成二苯醚類(lèi)化合物，所用原料的摩爾質(zhì)量比為酚∶芳香鹵代烴∶堿＝1∶0.8～1.2∶1～1.2，反應(yīng)溫度為20-80℃，反應(yīng)時(shí)間為0.5-3小時(shí)，所合成的二苯醚類(lèi)化合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)式為 其中R1、R2和R3選自H、NO2、Me、AcO、CF3、Cl和F；R4、R5、R6和R7選自H、NO2、CF3、Cl、F和COOCH3，并且至少有一個(gè)基團(tuán)是NO2或CF3。
2.如權(quán)利要求1所述的合成方法，其特征在于由N-烷基吡啶或1，3-二烷基咪唑陽(yáng)離子與含氟陰離子組成的室溫離子液體中含氟陰離子選自BF4-或PF6-或CF3COO-或CF3SO3-，烷基的鏈長(zhǎng)為C1-C8，N-烷基吡啶陽(yáng)離子或1，3-二烷基咪唑陽(yáng)離子與含氟陰離子的摩爾質(zhì)量比為1∶1，離子液體的用量為0.5～1.5L/mol酚。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所用酚的化學(xué)結(jié)構(gòu)式為 其中R1、R2和R3選自H、NO2、Me、AcO、CF3、Cl和F。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所用的芳香鹵代烴的化學(xué)結(jié)構(gòu)式為 其中R4、R5、R6和R7選自H、NO2、CF3、Cl、F和COOCH3，并且至少有一個(gè)基團(tuán)是NO2或CF3；X選自F或Cl或Br。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所用的堿選自NaOH或KOH或Ba(OH)2或Na2CO3或K2CO3，通常以KOH為最佳。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于連續(xù)法操作步驟是先將酚與堿在離子液體中反應(yīng)生成相應(yīng)的鹽，然后再加入芳香鹵代烴進(jìn)行反應(yīng)生成二苯醚類(lèi)化合物；一鍋法操作步驟是將酚、堿與芳香鹵代烴同時(shí)加入反應(yīng)器中進(jìn)行反應(yīng)，直接制備二苯醚類(lèi)化合物。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種二苯醚類(lèi)化合物的化學(xué)合成方法。其特征是采用由N－烷基吡啶陽(yáng)離子或1，3－二烷基咪唑陽(yáng)離子與含氟陰離子組成的室溫離子液體作為反應(yīng)介質(zhì)，酚和芳香鹵代烴作為反應(yīng)物，在堿性條件下連續(xù)法或一鍋法合成二苯醚類(lèi)化合物。與傳統(tǒng)的合成方法相比，該方法具有反應(yīng)條件相對(duì)溫和，反應(yīng)時(shí)間短，產(chǎn)品容易分離，產(chǎn)物收率高、質(zhì)量好，反應(yīng)介質(zhì)可以高效率地循環(huán)使用等優(yōu)點(diǎn)。鑒于二苯醚類(lèi)化合物是一類(lèi)重要的醫(yī)藥和農(nóng)藥產(chǎn)品或者有機(jī)中間體，本發(fā)明具有廣泛的工業(yè)應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)C07C41/00GK1535944SQ0311622
公開(kāi)日2004年10月13日 申請(qǐng)日期2003年4月3日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月3日
發(fā)明者許丹倩, 劉寶友, 徐振元 申請(qǐng)人:浙江工業(yè)大學(xué)