背景技術(shù)
2,6-二氟-4-羥基苯腈(DFCP)是一種新型液晶面板用材料，可用作高檔TN、寬溫TN、STN-LCD的液晶材料。與傳統(tǒng)的CRT材料相比，此類液晶材料具有價格便宜、易做成大面積平板型、寬視角、節(jié)電和無閃爍等特點。2,6-二氟-4-羥基苯腈也可用作醫(yī)藥中間體。
有關(guān)2,6-二氟-4-羥基苯腈的合成方法主要有以下3種:
第一種方法以3,5-二氟苯甲醚為原料，經(jīng)過引入羧基生成羧酸、繼而生成酰胺以后氰化，最后斷裂醚鍵去保護將甲氧基還原成酚羥基等幾步反應(yīng)得到產(chǎn)品。此法使用了不易得到的原料3,5-二氟苯甲醚，且在第一步反應(yīng)中使用干冰引入羧基，反應(yīng)溫度需維持在-78℃的低溫，反應(yīng)條件苛刻。該法得到的2,6-二氟-4-羥基苯腈的總產(chǎn)率約為11%(以3,5-二氟苯甲醚計)，產(chǎn)物的含量只有94%。該法不利于工業(yè)化大生產(chǎn)，且生產(chǎn)成本較高。
第二種方法是以3,5-二氟苯酚為原料，經(jīng)過溴化、醚化保護酚羥基、氰化和水解去保護等4步反應(yīng)得到含量>99%的2,6-二氟-4-羥基苯腈產(chǎn)品。此法使用了價格昂貴且來源渠道不多的起始原料3,5-二氟苯酚，反應(yīng)的總摩爾產(chǎn)率約為30%(以3,5-二氟苯酚計)，生產(chǎn)成本高。
第三種方法以2,6-二氟苯胺為原料，經(jīng)硝化生成4-硝基-2,6-二氟苯胺、再重氨化氰化生成4-硝基-2,6-二氟苯甲腈以后，還原生成4-氰基-3,5-二氟苯胺，最后經(jīng)重氨化水解得到2,6-二氟-4-羥基苯腈產(chǎn)物。
制備方法
1、4-溴-3,5-二氟苯胺的合成
在干燥的燒瓶中加入200mL DMF和40.0g(0.310mol)3,5-二氟苯胺，攪拌使其溶解，分批慢慢投入55.6g(0.313mol)NBS，控制反應(yīng)溫度在25~30℃，得到棕黃色透明液體。加完NBS后即取樣分析，此時原料3,5-二氟苯胺的含量<1.5%(GC)，結(jié)束反應(yīng)。向燒瓶內(nèi)倒入1000mL的水，攪拌，用飽和碳酸氫鈉水溶液調(diào)節(jié)溶液的pH值至8~9，將析出的白色晶體抽濾,水洗，烘干，得白色周體粉末4-溴-3,5-二氟苯胺62.4g，產(chǎn)率為96.8%。
2、4-溴-3,5-二氟苯酚的合成
在四口燒瓶中加入70mL水和160mL 85%的工業(yè)磷酸，攪拌下加入41.6g(0.20mol)4-溴-3,5-二氟苯胺，升溫在85℃保溫成鹽30min后降溫到5℃以下，滴加由亞硝酸鈉(14.4g,0.208mol)的25mL水溶液。滴加過程中不超過5℃，并且沒有大量紅棕色二氧化氦氣體冒出。隨著亞硝酸鈉溶液的滴入，化合物4-溴-3,5-二氟苯胺的磷酸鹽固體逐漸生成米黃色的渾濁液體。滴完后保溫0.5h，得黃色半透明帶泡沫黏稠重氨淬液，低溫保存?zhèn)溆谩?/p>
在另一個四口燒瓶中加入120mL水和80mL 85%的工業(yè)磷酸，攪拌下加入0.20mol(51.0g)五水硫酸銅，升溫至105℃回流，滴加上述重氨液，同時利用水蒸氣蒸餾餾出油層。當(dāng)重氨液滴完時，體系的回流溫度會上升至140℃。放出分水器中收集到的油層和渾濁的水溶液，用冰水浴降溫析出結(jié)晶，抽濾得濾餅。濾液用1,2-二氯乙烷萃取(3X20mL)，減壓脫溶后烘干，得類白色片狀結(jié)晶4-溴-3,5-二氟苯酚20.1g，產(chǎn)率為48.1%。
3、2,6-二氟-4-羥基苯腈的合成
在干燥的500mL的四口燒瓶中投入120mL NMP，100mL的甲苯和62.6g(0.30mol)4-溴-3,5-二氟苯酚，升溫至約110℃回流帶水約30min。帶水完成后升溫蒸出甲苯，再投入33.0g(0.36mol)氰化亞銅。繼續(xù)升溫到150~160℃反應(yīng)5.5h至GC跟蹤檢測原料基本轉(zhuǎn)化完全。
反應(yīng)結(jié)束后，降溫至60℃以下，把上述混合液倒入燒杯中，加入250mL水和250mL醋酸乙酯，攪拌30min后抽濾，分別分出水層、油層和濾餅待用。在該油層中補加醋酸乙酯共計500mL用來浸洗濾餅并升溫回流10min，然后趁熱抽濾，棄去濾餅。用此時分出的油層萃取前面分出的水層，棄去水層。用水(2X500mL)洗滌油層后，再用無水硫酸鈉干燥，脫溶后緩慢降溫析出晶體，得到28.0g粗品。用50mL無水乙醇進行重結(jié)晶，得淡黃色針狀結(jié)晶2,6-二氟-4-羥基苯腈21.7g，產(chǎn)率為46.7%。
參考文獻
[1]趙昊昱,陳溶,張裕萍. 2,6-二氟-4-羥基苯甲腈的合成[J]. 精細(xì)石油化工,2010,27(1):61-64. DOI:10.3969/j.issn.1003-9384.2010.01.017.