一種對三氟甲基苯甲醛的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及一種對三氟甲基苯甲醛的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]對三氟甲基苯甲醛是一種重要的農(nóng)藥、醫(yī)藥中間體和有機(jī)合成試劑，在許多領(lǐng)域 有著廣泛的應(yīng)用。其分子結(jié)構(gòu)式：
[0004] 目前有報(bào)道的制備方法主要有:①以對三氟甲基苯甲酰氯、對三氟甲基苯甲腈為 原料與氫氣還原得到對三氟甲基苯甲醛。②以對三氟甲基苯胺經(jīng)制用備成重氮鹽后再與甲 醛肟反應(yīng)得到對三氟甲基苯甲醛。③以對氯三氟甲苯與磺?；噭┓磻?yīng)后再重排得到對三 氟甲基苯甲醛。
[0005] 專利US5124487、US4500721和有機(jī)氟工業(yè)，2011 (4):48-49報(bào)道了以對三氟甲基苯 甲腈為原料，在鎳/鋁合金催化劑作用下，在一種水合酸中進(jìn)行催化加氫還原反應(yīng)得到對三 氟甲基苯甲醛，得到的對三氟甲基苯甲醛收率87.9%，步驟簡單，反應(yīng)條件溫和，但是該反 應(yīng)的原料難得，催化劑昂貴、后處理麻煩，且氫氣具有一定的危險(xiǎn)性。
[0007]專利US4111998報(bào)道了在含甲苯溶劑的鉑金催化劑和二甲基甲酰胺體系中，通入 氫氣后，加入對三氟甲基苯甲酰氯后再用鹽酸酸化得到對三氟甲基苯甲醛，步驟簡單，反應(yīng) 條件溫和，但是該反應(yīng)的原料難得，催化劑昂貴、DMF溶劑后處理麻煩，且氫氣具有一定的危 險(xiǎn)性。
[0009]陳劍君等（農(nóng)藥，2006(45) :104-105)報(bào)道了一種使用對三氟甲基苯胺為起始原 料，總收率為35.9%，該方法步驟簡便，無需用較貴的催化劑劑，反應(yīng)條件溫和，操作方便， 但是原材料價(jià)格高，重氮化反應(yīng)含鹽廢水量多且處理難度大，反應(yīng)收率低。
[0011]JOSEPHA·MESCHIN0等（J·Org·Chem·，Vo1 · 36，No· 23，1971)報(bào)道了 一種使用對氯 三氟甲苯為起始原料與甲磺酰基試劑反應(yīng)后再酸性條件下重排得到對三氟甲基苯甲醛，該 方法步驟簡便，原料對氯三氟甲苯價(jià)格便宜，操作方便，但是反應(yīng)中產(chǎn)品容易焦化、副產(chǎn)品 多。
[0013]綜上所述可知，由于以上合成路線存在著原料成本高、對環(huán)境不友好或反應(yīng)條件 苛刻等因素，發(fā)明一種新路線合成對三氟甲基苯甲醛很有必要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014] 本發(fā)明提供的對三氟甲基苯甲醛的制備方法，是以對氯三氟甲苯、硝基甲烷、三乙 胺為起始原料，在無溶劑或有溶劑條件下經(jīng)取代反應(yīng)制得中間體1-硝基甲基-4-三氟甲基 苯，然后在臭氧的作用下經(jīng)氧化反應(yīng)制得目標(biāo)產(chǎn)物對三氟甲基苯甲醛。所得對三氟甲基苯 甲醛的質(zhì)量百分含量為98.1 %~99.5% (液相色譜，外標(biāo)法），總收率90.3 %~96.5% (以對 氯三氟甲苯計(jì)）。
[0015]反應(yīng)式為：
[0017]本發(fā)明具體操作步驟如下：
[0018]①取代反應(yīng)制備中間體1-硝基甲基-4-三氟甲基苯：
[0019]以對氯三氟甲苯、硝基甲烷、三乙胺為起始原料，在無溶劑條件下進(jìn)行取代反應(yīng)， 反應(yīng)溫度_5°C，反應(yīng)時(shí)間1.5~5.5h，得到1 -硝基甲基-4-三氟甲基苯。
[0020] 或者以對氯三氟甲苯和硝基甲烷、三乙胺為起始原料，在溶劑條件下進(jìn)行取代反 應(yīng)，取代反應(yīng)溫度〇°C，反應(yīng)時(shí)間1.5~5.5h。所述溶劑為甲苯，溶劑質(zhì)量用量為對氯三氟甲 苯質(zhì)量的4~8倍。
[0021] 反應(yīng)結(jié)束后反應(yīng)液經(jīng)萃取、過濾、蒸餾后處理得到1 -硝基甲基-4-三氟甲基苯。 [0022]所述對氯三氟甲苯：：三乙胺:硝基甲烷的投料摩爾比=1:1~2:1~6。
[0023]②氧化反應(yīng)制備目標(biāo)產(chǎn)物對三氟甲基苯甲醛：
[0024]將步驟①制得的中間體1-硝基甲基-4-三氟甲基苯在臭氧的作用下進(jìn)行氧化反 應(yīng)，氧化反應(yīng)溫度40°C，反應(yīng)時(shí)間2.5~8.5h。所述臭氧：1 -硝基甲基-4-三氟甲基苯的投料 摩爾比= 2:1。反應(yīng)結(jié)束后，反應(yīng)液經(jīng)萃取、水洗、干燥、精餾后處理得到目標(biāo)產(chǎn)物對三氟甲 基苯甲醛。
[0025]本發(fā)明對合成原料、工藝路線進(jìn)行了改進(jìn)和創(chuàng)新，不再使用金屬催化劑，原料便 宜、易得，工藝流程和操作簡單，后處理容易，經(jīng)取代和臭氧氧化兩個(gè)常規(guī)反應(yīng)步驟便可制 得高品質(zhì)對三氟甲基苯甲醛產(chǎn)品，反應(yīng)收率和產(chǎn)品質(zhì)量均高，總收率大于90%，質(zhì)量百分含 量大于98%。
【具體實(shí)施方式】
[0026]以下結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0027]實(shí)施例1~6為中間體1-硝基甲基-4-三氟甲基苯的制備實(shí)施例；實(shí)施例7~8為目 標(biāo)產(chǎn)物對三氟甲基苯甲醛的制備實(shí)施例。
[0028]實(shí)施例1中間體1-硝基甲基-4-三氟甲基苯的制備
[0029] 將18.0g((hlmol)對氯三氟甲苯和20.2g(0.2mol)三乙胺投入250ml四口燒瓶中攪 拌混合，降溫至-5°C，滴入30.5g(0.5mo1)硝基甲烷，滴畢保溫反應(yīng)3h。反應(yīng)結(jié)束后加入10 % 鹽酸溶液109.5g(0.3mol)，用100mL甲苯萃取分層，過濾，蒸餾得20.7g1-硝基甲基-4-三氟 甲基苯，含量96.9 % (液相色譜，外標(biāo)法）。
[0030] 實(shí)施例2中間體1-硝基甲基-4-三氟甲基苯的制備
[0031] 將18.0g(0.1mol)對氯三氟甲苯和15.2g(0.15mol)三乙胺投入250ml四口燒瓶中 攪拌混合，降溫至_5°C，滴入12.2g(0.2mol)硝基甲烷，滴畢保溫反應(yīng)2h。反應(yīng)結(jié)束后加入 10%鹽酸溶液109.58(0.3111〇1)，用1001111^甲苯萃取分層，過濾，蒸餾得20.6區(qū)1-硝基甲基-4-三氟甲基苯，含量95.5 % (液相色譜，外標(biāo)法）。
[0032]實(shí)施例3中間體1-硝基甲基-4-三氟甲基苯的制備
[0033] 將18.0g((hlmol)對氯三氟甲苯和lO.lg(O.lmol)三乙胺投入250ml四口燒瓶中攪 拌混合，降溫至-5°C，滴入12.2g(0.2mol)硝基甲烷，滴畢保溫反應(yīng)2h。反應(yīng)結(jié)束后加入10% 鹽酸溶液109.5g(0.3mol)，用100mL甲苯萃取分層，過濾，蒸餾得20.6g1-硝基甲基-4-三氟 甲基苯，含量95.4 % (液相色譜，外標(biāo)法）。
[0034]實(shí)施例4中間體1-硝基甲基-4-三氟甲基苯的制備
[0035] 將100g甲苯溶劑、18.0g(0.1mol)對氯三氟甲苯和15.2g(0.15mol)三乙胺投入 250ml四口燒瓶中攪拌混合，降溫至0°C，滴入18.3g(0.3mol)硝基甲烷，滴畢保溫反應(yīng)3h。反 應(yīng)結(jié)束后加入10%鹽酸溶液109.58(0.3111〇1)，分層，過濾，蒸餾得20.78 1-硝基甲基-4-三 氟甲基苯，含量97.5 % (液相色譜，外標(biāo)法）。
[0036]實(shí)施例5中間體1-硝基甲基-4-三氟甲基苯的制備
[0037] 將100g甲苯溶劑、18.0g(0.1mol)對氯三氟甲苯和15.2g(0.15mol)三乙胺投入 250ml四口燒瓶中攪拌混合，降溫至0°C，滴入12.2g(0.2mol)硝基甲烷，滴畢保溫反應(yīng)2h。反 應(yīng)結(jié)束后加入10%鹽酸溶液109.58(0.3111〇1)，分層，過濾，蒸餾得20.68 1-硝基甲基-4-三 氟甲基苯，含量96.3 % (液相色譜，外標(biāo)法）。
[0038]實(shí)施例6中間體1-硝基甲基-4-三氟甲基苯的制備
[0039] 將1000g甲苯溶劑、180.5g(lmol)對氯三氟甲苯和101.2g(lmol)三乙胺投入 2500ml四口燒瓶中攪拌混合，降溫至0°C，滴入73.2g(l.2mol)硝基甲烷，滴畢保溫反應(yīng)2h。 反應(yīng)結(jié)束后加入10%鹽酸溶液l〇95g(3mol)，分層，過濾，蒸餾得205.1g1-硝基甲基-4-三 氟甲基苯，含量96.1 % (液相色譜，外標(biāo)法）。
[0040]實(shí)施例7目標(biāo)產(chǎn)物對三氟甲基苯甲醛的制備
[0041 ] 取21 · 8g(0 · lmol)中間體1-硝基甲基-4-三氟甲基苯和60mL甲醇投入250ml四口燒 瓶中攪拌混合，6h內(nèi)勾速通入9.6g(0.2mol)臭氧，溫度不超過40°C。反應(yīng)完畢用100mL乙酸 乙酯萃取反應(yīng)液，水洗萃取液，無水硫酸鈉干燥。有機(jī)相脫溶后采用不銹鋼高效填料塔真空 精餾得目標(biāo)產(chǎn)物17.6g無色油狀液體對三氟甲基苯甲醛，含量99.5%(液相色譜，外標(biāo)法）， 總收率96.5 % (以對氯三氟甲苯計(jì)）。
[0042]實(shí)施例8目標(biāo)產(chǎn)物對三氟甲基苯甲醛的制備
[0043] 取21 · 8g(0 ·lmol)中間體1-硝基甲基-4-三氟甲基苯和60mL甲醇投入250ml四口燒 瓶中攪拌混合，3h內(nèi)勻速通入9.6g(0.2mol)臭氧，溫度不超過40°C。反應(yīng)完畢用100mL乙酸 乙酯萃取反應(yīng)液，水洗萃取液，無水硫酸鈉干燥。有機(jī)相脫溶后采用不銹鋼高效填料塔真空 精餾得目標(biāo)產(chǎn)物16.7g無色油狀液體對三氟甲基苯甲醛，含量98.1 % (液相色譜，外標(biāo)法）， 總收率90.3 % (以對氯三氟甲苯計(jì)）。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種對三氟甲基苯甲醛的制備方法，其特征在于是以對氯三氟甲苯、硝基甲烷、三乙 胺為起始原料，在無溶劑或有溶劑條件下經(jīng)取代反應(yīng)制得中間體1-硝基甲基-4-三氟甲基 苯，然后在臭氧的作用下經(jīng)氧化反應(yīng)制得目標(biāo)產(chǎn)物對三氟甲基苯甲醛， 反應(yīng)式為：2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種對三氟甲基苯甲醛的制備方法，其特征在于取代反應(yīng)制備 中間體1-硝基甲基-4-三氟甲基苯時(shí)，對氯三氟甲苯:三乙胺:硝基甲烷的投料摩爾比= 1:1 ~2:1~6，在無溶劑條件下取代反應(yīng)溫度為-5°C，取代反應(yīng)時(shí)間1.5~5.5h，在溶劑條件下 取代反應(yīng)溫度為〇°C，取代反應(yīng)時(shí)間1.5~5.5h，所述溶劑為甲苯，溶劑質(zhì)量用量為對氯三氟 甲苯質(zhì)量的4~8倍，取代反應(yīng)結(jié)束后進(jìn)行萃取、過濾、蒸餾后處理;在臭氧氧化反應(yīng)制備目 標(biāo)產(chǎn)物對三氟甲基苯甲醛時(shí)，臭氧：1-硝基甲基-4-三氟甲基苯的投料摩爾比=2:1，氧化反 應(yīng)溫度為40°C，氧化反應(yīng)時(shí)間2.5~8.5h，氧化反應(yīng)結(jié)束后進(jìn)行萃取、水洗、干燥、精餾后處 理。
【專利摘要】本發(fā)明公開了對三氟甲基苯甲醛的制備方法，是以對氯三氟甲苯、硝基甲烷、三乙胺為起始原料，在無溶劑或有溶劑條件下經(jīng)取代反應(yīng)制得中間體1-硝基甲基-4-三氟甲基苯，然后在臭氧的作用下經(jīng)氧化反應(yīng)制得目標(biāo)產(chǎn)物對三氟甲基苯甲醛。所得對三氟甲基苯甲醛的質(zhì)量百分含量為98.1％～99.5％(液相色譜，外標(biāo)法)，總收率90.3％～96.5％(以對氯三氟甲苯計(jì))。反應(yīng)式為：本發(fā)明對合成原料、工藝路線進(jìn)行了改進(jìn)和創(chuàng)新，不再使用金屬催化劑，原料便宜、易得，工藝流程和操作簡單，后處理容易，經(jīng)取代和臭氧氧化兩個(gè)常規(guī)反應(yīng)步驟便可制得高品質(zhì)對三氟甲基苯甲醛產(chǎn)品，反應(yīng)收率和產(chǎn)品質(zhì)量均高。
【IPC分類】C07C45/40, C07C47/55
【公開號】CN105418391
【申請?zhí)枴緾N201510848780
【發(fā)明人】全春生, 陳明, 周勇, 黃煒, 劉鳳, 李萍, 臧陽陵
【申請人】湖南海利常德農(nóng)藥化工有限公司
【公開日】2016年3月23日
【申請日】2015年11月30日