背景及概述

3，4-二氟苯腈為白色至淡黃色晶體粉末，常作為醫(yī)藥、農(nóng)藥、液晶材料中間體在醫(yī)藥、化工等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。3，4-二氟苯腈是合成選擇性除草劑氰氟草酯(cyhalofop butyl)的重要中間體?？捎?，4-二氯苯甲酰氯為原料經(jīng)酰氨化、脫水和氟化制得3，4-二氟苯腈。本文簡述3，4-二氟苯腈的應(yīng)用與制備。

應(yīng)用

3，4-二氟苯腈是選擇性除草劑氰氟草酯的重要中間體。氰氟草酯是用于水稻的選擇性除草劑。無論對移栽和直播水稻均相當(dāng)安全，是自前國際上公認(rèn)的優(yōu)良的水稻除草劑。氰氟草酯專利保護(hù)即將到期，預(yù)計今后國內(nèi)需求量會很大。目前3，4-二氟苯腈在國內(nèi)尚無生產(chǎn).進(jìn)口價格相當(dāng)昂貴，因此及早開發(fā)中間體3，4-二氟苯腈是非常必要的。

制備

文獻(xiàn)報道3，4-二氟苯腈的合成方法較多，本文由3，4-二氯苯甲酰氯為原料經(jīng)酰氨化、脫水和氟化制得3，4-二氟苯腈。原料3，4-二氯苯甲酰氯市場上有供應(yīng)且價廉，前二步為經(jīng)典反應(yīng)且收率高，僅氟化一步有難度，是一種較好的工業(yè)化方法[1]。

圖1 3，4-二氟苯腈的合成反應(yīng)式

實(shí)驗(yàn)操作：

3，4-二氟苯甲酰胺的合成

在2000 mL三口反應(yīng)瓶中加入氨水224.1 g(33mol)和水1100mL，室溫攪拌。在1 h內(nèi)將熔化的3，4-二氯苯甲酰氯232 g(1.1 mol)滴入，滴加溫度控制在20-25℃.加完繼續(xù)攪拌2 h。取樣GC分析顯示原料已反應(yīng)完全，生成的白色固體過濾，烘干得到209.5 g，經(jīng)HPLC定量(外標(biāo)法)測得含量97.5％，收率97.8％。

3，4-二氯苯腈的合成

在500mL三口反應(yīng)瓶中加入3，4-二氯苯甲酰胺96.5 g(0.5 mol)、氯苯250 mL，攪拌加熱至90℃。在1h內(nèi)滴加氯化亞砜89.3 g(0.75 mol)，控制溫度在90-100℃，滴加結(jié)束后加熱回流。此時有大量氣體生成，需用稀堿水吸收。約2.5 h后取樣GC分析顯示原料已反應(yīng)完全。冷卻，用水泵減壓收集氯苯、氯化亞砜餾分(40～95℃／0.095 Mpa)，殘液加入200 g正已烷，在低于60℃下加熱溶解，冷卻至0～10℃結(jié)晶析出，過濾烘干得到淺黃色產(chǎn)品70.8 g，經(jīng)HPLC定量(外標(biāo)法)測得含量95.0％，收率78.2％。

3，4-二氟苯腈的合成

在1000 mL三口反應(yīng)瓶上裝上攪拌器、溫度計和分水器，加入噴霧干燥的氟化鉀145.3 g(2.5 mol)、四苯基溴化磷21g(0.05 mol)和甲苯200mL，油浴加熱共沸脫水。脫水結(jié)束冷卻到50℃，加入1，3-二甲基咪唑啉-2-酮250 mL和3，4-二氟苯腈86 g(0.5mol)，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下回流24 h，冷卻到室溫，加入500mL乙醚。過濾水洗，常壓蒸去乙醚，減壓精餾得到36.1 g產(chǎn)品，經(jīng)HPLC定量(外標(biāo)法)測得含量99.0％，收率52.0％。1HNMR(CDCl3) δ：7.26～7.89(3H，m，Ph)。

結(jié)果與討論

3，4-二氟苯腈用氟化鉀進(jìn)行氟化，首先生成3-氯-4-氟苯腈。必須在非?？量痰臈l件下反應(yīng)：用噴霧干燥的氟化鉀、1，3-二甲基咪唑啉-2-酮作溶劑、四苯基溴化磷作催化劑，在225℃下進(jìn)行回流反應(yīng)，才能得到收率較低(52.0％)的3，4-二氟苯腈，且仍有31.0％的3-氯-4-氟苯腈。由于3-氯-4-氟苯腈和3，4-二氟苯腈的沸點(diǎn)比較接近，必須通過精餾才能得到純的3，4-二氟苯腈。

結(jié)論

綜合上述試驗(yàn)結(jié)果，可得出如下結(jié)論：此合成路線中，以3，4-二氯苯甲酰氯為原料經(jīng)酰氨化、脫水、氟化三步合成3，4-二氟苯腈的合成路線最有希望工業(yè)化，總收率39.8％，產(chǎn)品含量99.0％。但是氟化的收率較低，尚須將回收的3-氯-4-氟苯腈進(jìn)一步氟化為3，4-二氟苯腈。氟化的溶劑也需替代為廉價的溶劑。

參考文獻(xiàn)

[1] Suzuki, Hiroshi; Kimura, Yoshikazu Journal of Fluorine Chemistry, 1991 , vol. 52, # 3 p. 341 - 351