一种2,4,5-三氟-3-甲氧基苯甲酰氯及其中间体的制备方法与流程

专利2022-06-29  193

本发明属于有机化合物合成技术领域,具体地,涉及一种2,4,5-三氟-3-甲氧基苯甲酰氯及其中间体的制备方法。



背景技术:

喹诺酮类药物有高效、抗菌谱广、药物动力学特性优良、低毒的优点,在抗感染治疗方面取得了巨大的成功。当前喹诺酮类已发展到第四代,包括莫西沙星、加替沙星以及巴洛沙星等。2,4,5-三氟-3-甲氧基苯甲酰氯是合成上述三种沙星不可替代的关键原料。2,4,5-三氟-3-甲氧基苯甲酰氯cas号为112811-66-2,分子式为c8h4clf3o2,无色透明液体,结构式如下:

目前国内外文献报道的适合工业化生产的制备路线主要有下述三条:

路线一:

该路线以四氟邻苯二甲酸为原料经碱性条件下水解成钠盐、选择脱羧、酸化、硫酸二甲酯甲基化最后酰氯化得到2,4,5-三氟-3-甲氧基苯甲酰氯。该路线反应条件较为温和,总收率较高,目前国内大多数产家采用该工艺路线。此路线使用剧毒品硫酸二甲酯,极不环保,工业污染严重,同时使用氯化亚砜作为酰氯化试剂,会产生大量二氧化硫(国家环保对大气严格控制的六大指标之一),尾气后处理很困难,且能耗大。

路线二:

该路线以四氟邻苯二甲酸为原料,碱性条件下,先用甲醇做甲基化试剂甲基化反应,再用三正丁胺选择性脱羧,最后酰氯化得到2,4,5-三氟-3-甲氧基苯甲酰氯。在专利us5488152中记载制备2,4,5-三氟-3-甲氧基苯甲酸,总收率为66%。该路线采用甲醇甲基化替代了硫酸二甲酯,但收率较低,处理较为繁琐,使用剧毒品三正丁胺脱羧,选择性差,且同样使用氯化亚砜作为酰氯化试剂。

路线三:

该路线以四氟邻苯二亚酰胺为原料,在碱性条件下,亚酰胺水解的同时4-位氟也选择性水解为羟基,硫酸二甲酯甲基化后再用三正丁胺选择性脱羧,最后酰氯化得到2,4,5-三氟-3-甲氧基苯甲酰氯。在专利cn103450013b中记载制备2,4,5-三氟-3-甲氧基苯甲酰氯,反应总收率为55%。该路线同样采用了硫酸二甲酯、三正丁胺和氯化亚砜做反应试剂,毒性和污染均较为严重。

在现有制备工艺中采用的甲基化试剂通常为硫酸二甲酯,但硫酸二甲酯为剧毒化学品,具有基因毒性,对人体伤害极大,对环境也极其不友好,增加工艺后处理难度。针对这一问题,人们对甲基化试剂进行了优化,即选用碳酸二甲酯替换硫酸二甲酯。碳酸二甲酯(dimethylcarbonate,简称dmc)是一个绿色新化学品,其毒性很低,欧洲在1992年把它列为无毒化学品,是一种具有发展前景的"绿色"化工产品,是一类理想的甲基化试剂。

碳酸二甲酯较硫酸二甲酯反应活性低,若反应体系不使用催化剂,反应速度极慢,基本不反应,因此选择合适的催化剂十分关键。在专利cn1041516c中采用金属碘化物和烷基化催化剂组成的催化剂体系,以碘化钾和4-二甲胺氨基吡啶混合物为催化剂时,反应收率为88%,产物纯度95%。虽然反应选择性较高,但该催化剂体系存在两个主要缺陷:1、反应催化剂后会产生大量的固废,后处理较为繁琐。2、体系使用的催化剂且价格昂贵,且用量较大,导致成本高昂,不利于工业化生产。

苯酚或苯甲醇类与碳酸二甲酯发生甲基化反应常采用1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯、三乙胺、三丙胺等催化剂,而将这些催化剂运用到2,4,5-三氟-3-羟基苯甲酸与碳酸二甲酯反应时会出现反应选择性差、产物纯度低等问题。同样条件下,1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯为催化剂,以2,4,5-三氟-3-羟基苯甲酸做底物时,反应的选择性仅10%左右,经后处理最终得到的产物中2,5-二氟-3,4-二甲氧基苯甲酸含量高达90%,目标产物仅有9%,且极难分离。推断甲基化过程中可能生成了大量的甲氧基负离子,从而进攻4位上的f,最终生成了双甲氧基的副产物。



技术实现要素:

为解决制备2,4,5-三氟-3-甲氧基苯甲酰氯现有技术存在的问题,本发明提供了一种绿色高效的2,4,5-三氟-3-甲氧基苯甲酰氯及其关键中间体的制备方法,该制备方法以四氟邻苯二甲酸为原料,经脱氟羟基化、酸化脱羧反应得到2,4,5-三氟-3-羟基苯甲酸,再与碳酸二甲酯反应得到2,4,5-三氟-3-甲氧基苯甲酸,最后经酰氯化得到2,4,5-三氟-3-甲氧基苯甲酰氯。

为了实现上述目的,本发明提供了以下技术方案:

一种2,4,5-三氟-3-甲氧基苯甲酰氯中间体的制备方法,包括:

在有机叔胺催化剂和酸性无机盐存在下,2,4,5-三氟-3-羟基苯甲酸与碳酸二甲酯反应,然后经过水解、酸化、萃取得到所述的2,4,5-三氟-3-甲氧基苯甲酰氯中间体;

所述的2,4,5-三氟-3-甲氧基苯甲酰氯中间体为2,4,5-三氟-3-甲氧基苯甲酸

当该催化体系只有有机叔胺催化剂时,反应体系大量生成双甲氧基的副产物,而本发明在有机叔胺催化剂和酸性无机盐存在下,2,4,5-三氟-3-羟基苯甲酸与其2倍当量以上的碳酸二甲酯进行甲基化反应,通过添加酸性无机盐可消除过量甲氧基负离子的影响,提高反应选择性和产物纯度,推测甲基化过程中可能生成了大量的甲氧基负离子,进攻2,4,5-三氟-3-羟基苯甲酸的氟,从而导致现有技术反应的选择性差、产物纯度低等问题。

所述的有机叔胺催化剂选自1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯、n,n-二异丙基乙胺、三乙胺、三丙胺一种,优选n,n-二异丙基乙胺。催化剂用量为2,4,5-三氟-3-羟基苯甲酸的0.01-0.5倍摩尔当量,优选0.03-0.2倍摩尔当量。

所述的酸性无机盐选自磷酸二氢钾、硫酸亚铁或硝酸铵,酸性无机盐的用量为2,4,5-三氟-3-羟基苯甲酸的0.1-1倍当量,优选0.2-0.8倍当量。

反应溶剂选自水、碳酸二甲酯、二甲基亚砜、n,n-二甲基甲酰胺或甲苯一种或多种,加入溶剂的质量为2,4,5-三氟-3-羟基苯甲酸质量的3-20倍,推荐为5-15倍。

甲基化反应温度为100-200℃、优选120-180℃,反应时间反应5-11h、优选6-8h。

待甲基化反应结束后,先除去溶剂再经碱溶液水解、酸化、乙酸乙酯萃取烘干后得到2,4,5-三氟-3-甲氧基苯甲酸。碱溶液为2.5-15wt%naoh或koh溶液,优选5-10wt%,水解温度为20-50℃,优选25-45℃,水解时间为0.5-5h,优选1-4h。调节ph至0.5-5,优选0.5-3进行酸化。

本发明还提供了一种2,4,5-三氟-3-甲氧基苯甲酰氯的制备方法,该制备方法以上述中间体的合成作为关键步骤,具体包括以下步骤:

a)四氟邻苯二甲酸与碱进行脱氟羟基化反应,得到含2,4,5-三氟-3-羟基邻苯二甲酸盐的反应液;

b)步骤a得到的反应液加酸调节ph进行脱羧反应,萃取得到2,4,5-三氟-3-羟基苯甲酸;

c)2,4,5-三氟-3-羟基苯甲酸按照上文所述的方法得到2,4,5-三氟-3-甲氧基苯甲酸;

d)将步骤c得到的2,4,5-三氟-3-甲氧基苯甲酸用溶剂溶解,加热搅拌,加入酰氯化试剂反应,待反应结束回收获得2,4,5-三氟-3-甲氧基苯甲酰氯。

反应路线如下:

在步骤a脱氟羟基化反应中,使用四氟邻苯二甲酸的摩尔量的5-20倍,优选6-12倍的氢氧化钠或氢氧化钾进行脱氟羟基化反应。所述步骤a的反应温度为30-110℃,优选40-90℃,反应时间为4-10h,优选6-9h。

在步骤b脱羧反应中,在调节ph前可加入氨水或铵盐类,铵盐可选氯化铵、三乙胺盐酸盐,优选氨水,加入量为四氟邻苯二甲酸的0.1-5.0倍摩尔当量,优选0.2-2.0倍。氨水在反应体系中以铵根离子的形式存在,主要起质子转移的作用,从而促进脱羧反应的进行,如不加纯度和收率会明显下降,纯度仅为71%左右,收率仅为69%,极难分离。加入盐酸或硫酸调节ph至0.5-7.0,优选1.0-6.0。所述步骤b的反应温度为100-180℃,优选140-160℃,反应时间为3-10h,优选4-7h。

在步骤d酰氯化反应中,以乙酸乙酯、二氯甲烷或甲苯一种或多种有机溶剂作为反应溶剂,优选乙酸乙酯,光气先溶于有机溶剂,再滴入2,4,5-三氟-3-甲氧基苯甲酸中反应。光气的用量为2,4,5-三氟-3-羟基苯甲酸的1-5倍当量,优选1-2.5倍当量。有机溶剂的用量为2,4,5-三氟-3-羟基苯甲酸当量1.0-2.0倍。所述反应温度为30-110℃,优选40-80℃、反应时间为2-10h,优选2.5-7.5h。反应结束后减压回收乙酸乙酯得到2,4,5-三氟-3-甲氧基苯甲酰氯粗品,最后精馏得到成品,气相纯度高达99.45%。

本发明与现有技术相比具有以下优点:

1、在制备2,4,5-三氟-3-羟基苯甲酸过程中,未使用三正丁胺类有毒有机溶剂,绿色环保,该步反应产物收率达90%,纯度≥96%。

2、以无毒碳酸二甲酯为甲基化试剂,替代传统剧毒的硫酸二甲酯,对环境友好,降低废液后处理难度;并且甲基化反应使用的催化剂廉价易得,该步反应收率高,产品纯度高,无需纯化可投入下步反应。

3、在酰氯化反应中以光气替代氯化亚砜,避免二氧化硫尾气的处理,有效降低生产成本。

4、本发明的工艺简单,总体收率高达72.97%,2,4,5-三氟-3-甲氧基苯甲酰氯纯度高达99.45%。

具体实施方式

以下仅是本发明的具体应用范例,对本发明的保护范围不构成任何限制。凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方案,均落在本发明权利保护范围之内

以下实施例中的中间产物和最终产物的纯度如无特别说明,都指hplc纯度,并且与标准品的保留时间进行过比对;所提到的收率都是以纯品计算得到的收率。

实施例1:2,4,5-三氟-3-甲氧基苯甲酰氯的制备

称取四氟邻苯二甲酸47.60g,80.0g氢氧化钠溶解在600g蒸馏水加入1500ml三颈烧瓶中,升温至90℃搅拌反应,反应7h,停止反应。再往上述反应体系中加入27.2g25wt%的氨水,再加入浓盐酸调节至ph=4.0左右,升温至150℃,0.8mpa搅拌反应6h,停止反应,冷却至室温,加入乙酸乙酯萃取三次,合并有机相,减压蒸馏(40℃,-0.08mpa)回收乙酸乙酯,回收完毕后,真空干燥4h,得浅棕色固体2,4,5-三氟-3-羟基苯甲酸35.76g,纯度为96.85%,收率为90.18%。

将上述棕色固体35.76g加入高压釜中,再依次加入150g水、150gdmc(碳酸二甲酯)和1.20gdipea(n,n-二异丙基乙胺),4.25g磷酸二氢钾,升温至170℃,搅拌反应8h,停止反应冷却,减压回收溶剂至无明显液态流出,得到棕黑色油状液体,加入144.00g10wt%naoh溶液35℃水解3h后加入盐酸再调节ph=1.0,用乙酸乙酯萃取,回收烘干得到灰白色固体2,4,5-三氟-3-甲氧基苯甲酸32.49g,纯度97.45%,收率85.20%。

将上述灰白色固体32.49g化合物2,4,5-三氟-3-甲氧基苯甲酸、250ml乙酸乙酯置于1000ml的三口烧瓶中,光气18.00g用10ml乙酸乙酯吸收。滴入2,4,5-三氟-3-甲氧基苯甲酸的乙酸乙酯溶液,滴加完毕后,升温至77℃,回流反应4h,减压回收乙酸乙酯得到粗产品,转入成品精馏釜精馏得成品,白色透明液体2,4,5-三氟-3-甲氧基苯甲酰氯32.98g,纯度99.45%,收率95.08%。

实施例2:2,4,5-三氟-3-羟基苯甲酸的制备

称取四氟邻苯二甲酸47.60g,80.0g氢氧化钠溶解在600g蒸馏水加入1500ml三颈烧瓶中,升温至90℃搅拌反应,反应7h,停止反应。再加入浓盐酸调节至ph=4.0左右,升温至150℃,0.8mpa搅拌反应6h,反应结束后冷却至室温,加入乙酸乙酯萃取三次,合并有机相,减压蒸馏(40℃-0.08mpa)回收乙酸乙酯,回收完毕后,真空干燥4h,得浅棕色固体2,4,5-三氟-3-羟基苯甲酸37.28g,纯度为71.11%。收率为69.03%。

实施例3:2,4,5-三氟-3-羟基苯甲酸的制备

称取四氟邻苯二甲酸47.60g,80.0g氢氧化钠溶解在600g蒸馏水加入1500ml三颈烧瓶中,升温至90℃搅拌反应,反应10h,停止反应。加入氯化铵2.14g,再加入浓盐酸调节至ph=3.0左右,升温至150℃,0.8mpa搅拌反应10h,停止反应,冷却至室温,加入乙酸乙酯萃取三次,合并有机相,减压蒸馏(40℃-0.08mpa)回收乙酸乙酯,回收完毕后,真空干燥4h,得浅棕色固体2,4,5-三氟-3-羟基苯甲酸36.29g,纯度为92.78%。收率为87.67%。

实施例4:2,4,5-三氟-3-羟基苯甲酸的制备

称取四氟邻苯二甲酸47.60g,80.0g氢氧化钠溶解在600g蒸馏水加入1500ml三颈烧瓶中,升温至90℃搅拌反应,反应6h,停止反应。加入三乙胺20.20g,再加入浓盐酸调节至ph=3.0左右,升温至160℃,0.9mpa搅拌反应7h,停止反应,冷却至室温,加入乙酸乙酯萃取三次,合并有机相,减压蒸馏(40℃-0.08mpa)回收乙酸乙酯,回收完毕后,真空干燥4h,得浅棕色固体2,4,5-三氟-3-羟基苯甲酸36.45g,纯度为94.31%。收率为89.51%。

实施例5:2,4,5-三氟-3-羟基苯甲酸的制备

称取四氟邻苯二甲酸47.60g,160.0g氢氧化钠溶解在800g蒸馏水加入1500ml三颈烧瓶中,升温至90℃搅拌反应,反应9h,停止反应。加入三丙胺30.00g,再加入浓盐酸调节至ph=1.0左右,升温至140℃,1mpa搅拌反应7h,停止反应,冷却至室温,加入乙酸乙酯萃取三次,合并有机相,减压蒸馏(40℃-0.08mpa)回收乙酸乙酯,回收完毕后,真空干燥4h,得浅棕色固体2,4,5-三氟-3-羟基苯甲酸36.30g,纯度为95.59%。收率为90.35%。

实施例6:2,4,5-三氟-3-羟基苯甲酸的制备

称取四氟邻苯二甲酸47.60g,80.0g氢氧化钠溶解在600g蒸馏水加入1500ml三颈烧瓶中,升温至90℃搅拌反应,反应6h,停止反应。再往上述反应体系中加入67.85g25wt%氨水,再加入浓盐酸调节至ph=4.0左右,升温至150℃,0.8mpa搅拌反应6h,停止反应,冷却至室温,加入乙酸乙酯萃取三次,合并有机相,减压蒸馏(40℃,-0.08mpa)回收乙酸乙酯,回收完毕后,真空干燥4h,得浅棕色固体2,4,5-三氟-3-羟基苯甲酸38.32g,纯度为88.96%,收率为88.77%。

实施例7:2,4,5-三氟-3-羟基苯甲酸的制备

称取四氟邻苯二甲酸47.6g,80.0g氢氧化钠溶解在600g蒸馏水加入1500ml三颈烧瓶中,升温至90℃搅拌反应,反应6h,停止反应。再往上述反应体系中加入13.59g25wt%的氨水,再加入浓盐酸调节至ph=7左右,升温至150℃,0.8mpa搅拌反应6h,停止反应,冷却至室温,加入乙酸乙酯萃取三次,合并有机相,减压蒸馏(40℃,-0.08mpa)回收乙酸乙酯,回收完毕后,真空干燥4h,得浅棕色固体2,4,5-三氟-3-羟基苯甲酸37.08g,纯度为85.27%,收率为82.33%

实施例8:2,4,5-三氟-3-羟基苯甲酸的制备

称取四氟邻苯二甲酸47.60g,80.0g氢氧化钠溶解在600g蒸馏水加入1500ml三颈烧瓶中,升温至40℃搅拌反应,反应9h,停止反应。再往上述反应体系中加入2.72g25wt%氨水,再加入浓盐酸调节至ph=4.0左右,升温至150℃,0.8mpa搅拌反应6h,反应结束后冷却至室温,加入乙酸乙酯萃取三次,合并有机相,减压蒸馏(40℃,-0.08mpa)回收乙酸乙酯,回收完毕后,真空干燥4h,得浅棕色固体2,4,5-三氟-3-羟基苯甲酸35.64g,纯度为92.79%,收率为86.11%。

实施例9:2,4,5-三氟-3-羟基苯甲酸的制备

称取四氟邻苯二甲酸47.60g,80.0g氢氧化钠溶解在600g蒸馏水加入1500ml三颈烧瓶中,升温至40℃搅拌反应,反应9h,停止反应。再往上述反应体系中加入1.36g25wt%氨水,再加入浓盐酸调节至ph=4.0左右,升温至150℃,0.8mpa搅拌反应6h,反应结束后冷却至室温,加入乙酸乙酯萃取三次,合并有机相,减压蒸馏(40℃,-0.08mpa)回收乙酸乙酯,回收完毕后,真空干燥4h,得浅棕色固体2,4,5-三氟-3-羟基苯甲酸38.92g,纯度为86.21%,收率为87.37%。

实施例10:2,4,5-三氟-3-甲氧基苯甲酸的制备

称取30.00g(96.85%)2,4,5-三氟-3-羟基苯甲酸(按照实施例1制备方法获得)加入高压釜中,再依次加入150.00g水、150.00gdmc(碳酸二甲酯)和10.08gdipea(n,n-二异丙基乙胺),4.25g磷酸二氢钾,升温至170℃,搅拌反应5.5h,反应结束后冷却,减压回收溶剂至无明显液态流出,得到棕黑色油状液体,加入125g10wt%naoh溶液35℃水解3h后加入盐酸再调节ph=1.0,用乙酸乙酯萃取,回收烘干得到灰白色固体2,4,5-三氟-3-甲氧基苯甲酸26.18g,纯度95.46%,收率80.16%。

实施例11:2,4,5-三氟-3-甲氧基苯甲酸的制备

称取30.00g(96.85%)2,4,5-三氟-3-羟基苯甲酸加入高压釜中,再依次加入150.00gdmf(n,n-二甲基甲酰胺)、150gdmc(碳酸二甲酯)和1.20gdipea(n,n-二异丙基乙胺),4.25g磷酸二氢钾,升温至170℃,搅拌反应8h,反应结束后冷却,减压回收溶剂至无明显液态流出,得到棕黑色油状液体,加入125g10wt%naoh35℃水解3h后加入盐酸再调节ph=1.0,用乙酸乙酯萃取,回收烘干得到灰白色固体2,4,5-三氟-3-甲氧基苯甲酸27.10g,纯度94.55%,收率82.19%。

实施例12:2,4,5-三氟-3-甲氧基苯甲酸的制备

称取30.00g(96.85%)2,4,5-三氟-3-羟基苯甲酸加入高压釜中,再依次加入60gdmc、240gdmso(二甲基亚砜)、1.30gdbu(1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯)和7.80g磷酸二氢钾,升温至170℃,搅拌反应8h,反应结束后冷却,减压回收溶剂至无明显液态流出,得到棕黑色油状液体,加入125g10wt%naoh水解后加入盐酸再调节ph=1.0,用乙酸乙酯萃取,回收烘干得到灰白色固体2,4,5-三氟-3-甲氧基苯甲酸27.19g,纯度95.24%,收率83.06%。

实施例13:2,4,5-三氟-3-甲氧基苯甲酸的制备

称取30.00g(96.85%)2,4,5-三氟-3-羟基苯甲酸加入高压釜中,再依次加入200g水、150gdmc、1.20gdipea、4.25g磷酸二氢钾,升温至170℃,搅拌反应10h,反应结束后冷却,减压回收溶剂至无明显液态流出,得到棕黑色油状液体,加入125g10wt%naoh水解后加入盐酸再调节ph=1.5,用乙酸乙酯萃取,回收烘干得到灰白色固体2,4,5-三氟-3-甲氧基苯甲酸27.11g,纯度94.67%,收率82.32%。

实施例14:2,4,5-三氟-3-甲氧基苯甲酸的制备

称取30.00g(96.85%)2,4,5-三氟-3-羟基苯甲酸加入高压釜中,再依次加入30gdmc、270g甲苯、1.00g三乙胺和10.00g磷酸二氢钾,升温至180℃,搅拌反应9h,反应结束后冷却,减压回收溶剂至无明显液态流出,得到棕黑色油状液体,加入125g10wt%naoh水解后加入盐酸再调节ph=2.0,用乙酸乙酯萃取,回收烘干得到灰白色固体2,4,5-三氟-3-甲氧基苯甲酸27.12g,纯度93.39%,收率81.24%。

实施例15:2,4,5-三氟-3-甲氧基苯甲酸的制备

称取30.00g(96.85%)2,4,5-三氟-3-羟基苯甲酸加入高压釜中,再依次加入60gdmc、350gdmso、1.30gdbu和9.6g磷酸二氢钾,升温至170℃,搅拌反应8h,反应结束后冷却,减压回收溶剂至无明显液态流出,得到棕黑色油状液体,加入125g10wt%naoh水解后加入盐酸再调节ph=1.0,用乙酸乙酯萃取,回收烘干得到灰白色固体2,4,5-三氟-3-甲氧基苯甲酸27.71g,纯度93.82%,收率83.39%。

实施例16:2,4,5-三氟-3-甲氧基苯甲酸的制备

称取30.00g(96.85%)2,4,5-三氟-3-羟基苯甲酸加入高压釜中,再依次加入50gdmc、300g水、1.12g三丙胺和17g磷酸二氢钾,升温至180℃,搅拌反应9h,反应结束后冷却,减压回收溶剂至无明显液态流出,得到棕黑色油状液体,加入125g10wt%naoh水解后加入盐酸再调节ph=1.0,用乙酸乙酯萃取,回收烘干得到灰白色固体2,4,5-三氟-3-甲氧基苯甲酸26.77g,纯度96.47%,收率82.83%。

实施例17:2,4,5-三氟-3-甲氧基苯甲酸的制备

称取30.00g(96.85%)2,4,5-三氟-3-羟基苯甲酸加入高压釜中,再依次加入400gdmc、1.20gdipea和9.20g磷酸二氢钾,升温至180℃,搅拌反应9h,反应结束后冷却,减压回收溶剂至无明显液态流出,得到棕黑色油状液体,加入125g10wt%naoh水解后加入盐酸再调节ph=1.0,用乙酸乙酯萃取,回收烘干得到灰白色固体2,4,5-三氟-3-甲氧基苯甲酸26.99g,纯度97.66%,收率84.54%。

实施例18:2,4,5-三氟-3-甲氧基苯甲酸的制备

称取30.00g(96.85%)2,4,5-三氟-3-羟基苯甲酸加入高压釜中,再依次加入300gdmc、1.20gdipea和15.30g硫酸亚铁,升温至180℃,搅拌反应8h,反应结束后冷却,减压回收溶剂至无明显液态流出,得到棕黑色油状液体,加入125g10wt%naoh水解后加入盐酸再调节ph=1.0,用乙酸乙酯萃取,回收烘干得到灰白色固体2,4,5-三氟-3-甲氧基苯甲酸26.19g,纯度95.45%,收率80.18%。

实施例19:2,4,5-三氟-3-甲氧基苯甲酸的制备

称取30.00g(96.85%)2,4,5-三氟-3-羟基苯甲酸加入高压釜中,再依次加入350gdmc、1.10gdipea和2.88g硝酸铵,升温至180℃,搅拌反应9h,反应结束后冷却,减压回收溶剂至无明显液态流出,得到棕黑色油状液体,加入125g10wt%naoh水解后加入盐酸再调节ph=1.0,用乙酸乙酯萃取,回收烘干得到灰白色固体2,4,5-三氟-3-甲氧基苯甲酸26.90g,纯度96.84%,收率83.55%。

实施例20:2,4,5-三氟-3-甲氧基苯甲酸的制备(三乙胺、硫酸亚铁)

称取30.00g(96.85%)2,4,5-三氟-3-羟基苯甲酸加入高压釜中,再依次加入300gdmc、7.89g三乙胺和15.00g硫酸亚铁,升温至180℃,搅拌反应8h,反应结束后冷却,减压回收溶剂至无明显液态流出,得到棕黑色油状液体,加入125g10wt%naoh水解后加入盐酸再调节ph=1.0,用乙酸乙酯萃取,回收烘干得到灰白色固体2,4,5-三氟-3-甲氧基苯甲酸27.78g,纯度86.56%,收率77.13%。

实施例21:2,4,5-三氟-3-甲氧基苯甲酸的制备

称取30.00g(96.85%)2,4,5-三氟-3-羟基苯甲酸加入高压釜中,再依次加入350gdmc、2.37gdbu和2.50g硝酸铵,升温至180℃,搅拌反应9h,反应结束后冷却,减压回收溶剂至无明显液态流出,得到棕黑色油状液体,加入加入125g10wt%naoh后加入盐酸再调节ph=1.0,用乙酸乙酯萃取,回收烘干得到灰白色固体2,4,5-三氟-3-甲氧基苯甲酸27.52g,纯度90.47%,收率79.86%。

实施例22:2,4,5-三氟-3-甲氧基苯甲酸的制备

称取30.00g(96.85%)2,4,5-三氟-3-羟基苯甲酸加入高压釜中,再依次加入150g水、150gdmc(碳酸二甲酯)和10.08gdipea(n,n-二异丙基乙胺),4.50g磷酸二氢钾,升温至110℃,搅拌反应8h,反应结束后冷却,减压回收溶剂至无明显液态流出,得到棕黑色油状液体,加入125g10wt%naoh35℃水解3h后加入盐酸再调节ph=1.0,用乙酸乙酯萃取,回收烘干得到灰白色固体2,4,5-三氟-3-甲氧基苯甲酸30.73g,纯度89.44%,收率88.16%。

实施例23:2,4,5-三氟-3-甲氧基苯甲酸的制备

称取30.00g(96.85%)化合物2,4,5-三氟-3-羟基苯甲酸加入高压釜中,再依次加入150水、150gdmc和1.20gdipea,升温至170℃,搅拌反应10h,反应结束后冷却,减压回收溶剂至无明显液态流出,得到棕黑色油状液体,加入125g10wt%naoh水解后加入盐酸再调节ph=1.0,用乙酸乙酯萃取,回收烘干得到灰白色固体28.49g,其中2,5-二氟-3,4-二甲氧基苯甲酸含量高达90.13%,目标产物为8.07%。

实施例24:2,4,5-三氟-3-甲氧基苯甲酸的制备

称取30.00g(96.85%)2,4,5-三氟-3-羟基苯甲酸加入高压釜中,再依次加入130.20gdmc、0.39g碘化钾和0.73g4-二甲氨基吡啶,升温至170℃,搅拌反应8h,反应结束后冷却,减压回收溶剂至无明显液态流出,得到棕黑色油状液体,加入125g10wt%naoh水解后加入盐酸再调节ph=1.0,用乙酸乙酯萃取,回收烘干得到灰白色固体26.15g,纯度94%,2,5-二氟-3,4-二甲氧基苯甲酸含量为3.01%,收率78.84%。

实施例25:2,4,5-三氟-3-甲氧基苯甲酰氯的制备

称取25.00g(97.33%)2,4,5-三氟-3-甲氧基苯甲酸、300ml二氯甲烷置于1000ml的三口烧瓶中,光气20.00g用10ml二氯甲烷吸收。滴入2,4,5-三氟-3-甲氧基苯甲酸的二氯甲烷溶液,滴加完毕后,升温至40℃回流,回流反应5h,反应结束后减压回收二氯甲烷得到粗产品,转入成品精馏釜精馏得成品,白色透明液体2,4,5-三氟-3-甲氧基苯甲酰氯26.57g,纯度98.48%,收率98.70%。

实施例26:2,4,5-三氟-3-甲氧基苯甲酰氯的制备

称取25.00g(97.33%)2,4,5-三氟-3-甲氧基苯甲酸、200ml甲苯置于1000ml的三口烧瓶中,光气20.00g用10ml甲苯吸收。滴入2,4,5-三氟-3-甲氧基苯甲酸的甲苯溶液,滴加完毕后,升温至110℃回流,回流反应3h,反应结束后减压回收甲苯得到粗产品,转入成品精馏釜精馏得成品,白色透明液体2,4,5-三氟-3-甲氧基苯甲酰氯25.31g,纯度98.11%,收率93.67%。

实施例27:2,4,5-三氟-3-甲氧基苯甲酰氯的制备

称取25.00g(97.33%)化合物2,4,5-三氟-3-甲氧基苯甲酸、250ml乙酸乙酯置于1000ml的三口烧瓶中,光气60.07g用10ml乙酸乙酯吸收。滴入2,4,5-三氟-3-甲氧基苯甲酸的乙酸乙酯溶液,滴加完毕后,升温至77℃,回流反应4h,反应结束后减压回收乙酸乙酯得到粗产品,转入成品精馏釜精馏得成品,白色透明液体2,4,5-三氟-3-甲氧基苯甲酰氯25.94g,纯度97.37%,收率95.28%。

实施例28:2,4,5-三氟-3-甲氧基苯甲酰氯的制备

称取25.00g(97.33%)化合物2,4,5-三氟-3-甲氧基苯甲酸、250ml乙酸乙酯置于1000ml的三口烧瓶中,光气20.00g用10ml乙酸乙酯吸收。滴入2,4,5-三氟-3-甲氧基苯甲酸的乙酸乙酯溶液,滴加完毕后,升温至77℃,回流反应10h,停止反应,减压回收乙酸乙酯得到粗产品,转入成品精馏釜精馏得成品,白色透明液体2,4,5-三氟-3-甲氧基苯甲酰氯25.21g,纯度98.39%,收率93.56%。


技术特征:

1.一种2,4,5-三氟-3-甲氧基苯甲酰氯中间体的制备方法,其特征在于,包括:

在有机叔胺催化剂和酸性无机盐存在下,2,4,5-三氟-3-羟基苯甲酸与碳酸二甲酯进行甲基化反应,反应结束后经过水解、酸化、萃取得到所述的2,4,5-三氟-3-甲氧基苯甲酰氯中间体;

所述的2,4,5-三氟-3-甲氧基苯甲酰氯中间体为2,4,5-三氟-3-甲氧基苯甲酸。

2.根据权利要求1所述的2,4,5-三氟-3-甲氧基苯甲酰氯中间体的制备方法,其特征在于,所述有机叔胺催化剂为1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯、三乙胺、n,n-二异丙基乙胺、三丙胺中的一种或多种,优选为n,n-二异丙基乙胺;所述有机叔胺催化剂与2,4,5-三氟-3-羟基苯甲酸的摩尔比为0.01-0.5:1,优选为0.03-0.2:1。

3.根据权利要求1所述的2,4,5-三氟-3-甲氧基苯甲酰氯中间体的制备方法,其特征在于,所述的酸性无机盐为磷酸二氢钾、硫酸亚铁、硝酸铵中的一种或多种,优选为磷酸二氢钾;所述的酸性无机盐与2,4,5-三氟-3羟基苯甲酸的摩尔比为0.1-1:1,优选为0.2-0.8:1。

4.根据权利要求1所述的2,4,5-三氟-3-甲氧基苯甲酰氯中间体的制备方法,其特征在于,甲基化反应温度为100-200℃,优选为120-180℃;甲基化反应时间为5-11h,优选为6-8h。

5.根据权利要求1所述的2,4,5-三氟-3-甲氧基苯甲酰氯中间体的制备方法,其特征在于,所述的水解在naoh或koh水溶液的作用下进行,所述naoh或koh水溶液浓度为2.5-15wt%,优选为5-10wt%;所述naoh或koh与2,4,5-三氟-3-羟基苯甲酸的摩尔比为1.0-5.0:1,优选为2.0-4.0:1;

水解温度为20-50℃,优选为25-45℃;水解时间为0.5-5h,优选1-4h;

酸化后的ph为0.5-5,优选为0.5-3。

6.根据权利要求1所述的2,4,5-三氟-3-甲氧基苯甲酰氯中间体的制备方法,其特征在于,甲基化反应的溶剂为碳酸二甲酯、水、甲苯、二甲基亚砜或n,n-二甲基甲酰胺中的一种或者多种。

7.一种2,4,5-三氟-3-甲氧基苯甲酰氯的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

a)四氟邻苯二甲酸与碱进行脱氟羟基化反应,得到含2,4,5-三氟-3-羟基邻苯二甲酸盐的反应液;

b)向步骤a得到的反应液加酸进行脱羧反应,萃取得到2,4,5-三氟-3-羟基苯甲酸;

c)按照权利要求1~6任一项所述的方法得到2,4,5-三氟-3-甲氧基苯甲酸;

d)将步骤c得到的2,4,5-三氟-3-甲氧基苯甲酸用溶剂溶解,加热搅拌,加入酰氯化试剂反应,反应结束经过后处理得到所述的2,4,5-三氟-3-甲氧基苯甲酰氯。

8.根据权利要求7所述的2,4,5-三氟-3-甲氧基苯甲酰氯的制备方法,其特征在于,步骤a)中,所述的碱为氢氧化钠或氢氧化钾,所述的碱与四氟邻苯二甲酸的摩尔比为5-20:1,优选为6-12:1。

9.根据权利要求7或8所述的2,4,5-三氟-3-甲氧基苯甲酰氯的制备方法,其特征在于,步骤a)中,反应时间为4-10h,优选为6-9h;反应温度为30-110℃,优选为40-90℃。

10.根据权利要求7所述的2,4,5-三氟-3-甲氧基苯甲酰氯的制备方法,其特征在于,步骤b)中,所述的酸为盐酸或硫酸,优选为硫酸;加酸后的ph为0.5-7.0,优选为1.0-6.0。

11.根据权利要求7所述的2,4,5-三氟-3-甲氧基苯甲酰氯的制备方法,其特征在于,步骤b)中,加酸调节ph之前加入氨水、氯化铵或三乙胺盐酸盐,优选为氨水;加入量为四氟邻苯二甲酸的0.1-5.0倍摩尔当量,优选0.2-2.0倍摩尔当量。

12.根据权利要求7所述的2,4,5-三氟-3-甲氧基苯甲酰氯的制备方法,其特征在于,步骤b)中,反应温度为100-180℃,优选为140-160℃;反应时间为3-10小时,优选为4-7小时。

13.根据权利要求7所述的2,4,5-三氟-3-甲氧基苯甲酰氯的制备方法,其特征在于,步骤d)中,酰氯化试剂为光气;光气的用量为2,4,5-三氟-3-羟基苯甲酸的1-5倍摩尔当量,优选1-2.5倍摩尔当量。

14.根据权利要求7所述的2,4,5-三氟-3-甲氧基苯甲酰氯的制备方法,其特征在于,步骤d)中,反应温度为30-110℃,优选为40-80℃;反应时间为2-10h,优选为2.5-7.5h;溶剂为乙酸乙酯、二氯甲烷或甲苯,优选为乙酸乙酯。

技术总结
本发明公开了一种2,4,5‑三氟‑3‑甲氧基苯甲酰氯及其中间体的制备方法,该酰氯的制备方法以四氟邻苯二甲酸为原料,经脱氟羟基化、酸化脱羧反应得到2,4,5‑三氟‑3‑羟基苯甲酸,再与碳酸二甲酯反应得到2,4,5‑三氟‑3‑甲氧基苯甲酸,最后经酰氯化得到2,4,5‑三氟‑3‑甲氧基苯甲酰氯。本发明的制备工艺简单,反应总收率高、产品质量好,并且工艺路线绿色环保,具有良好的工业化应用前景。

技术研发人员:方向;汪俊;张玉红;张永钗;卢柳春;张贤国;王晓春
受保护的技术使用者:浙江新和成股份有限公司
技术研发日:2018.11.30
技术公布日:2020.06.09

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