一种4-环丁基联苯含氟化合物的合成方法技术

本发明专利技术公开一种4‑环丁基联苯含氟化合物的合成方法，以对氯卤苯为初始原料，格氏反应生成；与环丁酮偶联反应生成环丁醇氯代苯；脱水反应生成环丁烯氯苯；一锅法反应生成4‑环丁烯基苯硼酸；与含氟卤代苯偶联反应生成4‑环丁烯基联苯含氟化合物；加氢反应得到4‑环丁基联苯含氟化合物Ⅸ，本发明专利技术具有转化率高、成本低、工艺安全稳定、反应步骤短、工艺路线绿色环保、污染物排放少的特点。

A synthesis method of 4- ring butyl biphenyl fluorine compound

The invention discloses a method for the synthesis of 4 cyclo butyl biphenyl fluoridated compounds to produce chlorobenzene as initial raw material, Grignard reaction, and ring butanone coupling reaction to produce chlorobenzene chlorobenzene; dehydration to produce chlorobenzene chlorobenzene; one pot reaction to produce 4 cyclo butylene benzyl boric acid; coupling reaction with fluorine halogenated benzene The present invention has the characteristics of high conversion, low cost, safe and stable process, short reaction steps, green environmental protection of process route, and less discharge of pollutants, with the hydrogenation reaction of 4 cyclo butylene based biphenyl containing fluorine compounds.

【技术实现步骤摘要】
一种4-环丁基联苯含氟化合物的合成方法
本专利技术属于液晶中间体
，尤其是涉及一种4-环丁基联苯含氟化合物的合成方法，其结构式如Ⅸ所示：其中：-(F)表示F、H。
技术介绍
4-环丁基联苯含氟化合物Ⅸ是环丁基类含氟液晶中的重要中间体，其合成具有重要的应用价值；员国良等人介绍了如合成路线1合成4-环丁基联苯含氟化合物的方法。在合成路线1中，原料对二溴苯成本高，锂代反应选择性低，转化率在70％左右，在锂代法用n-BuLi存在较高的危险系数，产生的废水中含锂，增加三废处理难度；含氟苯硼酸不易制取，制取含氟苯硼酸成本较高，产生大量废水、废溶剂；购买含氟苯硼酸成本更高且要受市场制约；4-环丁烯基溴苯与含氟苯硼酸偶联后再加氢得到产品4-环丁基联苯含氟化合物Ⅸ收率低，并且在实验、生产中给操作人员带来健康隐患，设施寿命缩短，废液产生较多，环保压力较大。
技术实现思路
本专利技术的目的在于改进已有技术的不足而提供一种合成路线便利、原材料成本低，可操作性强、合成环境友好的4-环丁基联苯含氟化合物Ⅸ的合成方法。本专利技术的目的是这样实现的，一种4-环丁基联苯含氟化合物Ⅸ的合成方法，其合成路线如下：其中：X表示Cl、Br、I；X'表示Cl、Br、I；-(F)表示F、H。与合成路线1的合成方法对比，本专利技术具有以下优点及区别：(1)购买的原料为对氯卤苯和含氟溴苯，较对二溴苯和含氟苯硼酸价格低，且易购买。(2)对氯卤苯替代对二溴苯作为原料，择性高达95％～98％，成本降低30％以上，收率提高20％以上；用格氏法替代锂代法，成本低，环境污染小，安全性能高；(3)4-环丁烯基氯苯进行格氏反应后再硼化制取4-环丁烯基苯硼酸与传统的溴代物制备硼酸方法对比，选择性高，收率可达到85％以上；采用一锅法，操作步骤少，溶剂量少，后处理环保便捷，远低于制备含氟苯硼酸的成本；(4)4-环丁烯基苯硼酸与含氟卤苯在特定的钯类催化剂下(醋酸钯，四三苯基膦钯等)进行偶联反应再用钯碳或者镍加氢制备4-环丙基联苯含氟化合物，转化率高达98％，收率高达95％以上。本专利技术路线是合成4-环丁基联苯含氟化合物一个全新的方法。具体实施方式实施例1，一种4-环丁基联苯含氟化合物Ⅸ的合成方法，本实施例是4’-环丁基-3,5-二氟联苯的合成方法，合成路线如下：其中4-环丁烯基氯苯Ⅴ的制备是：在惰性气体的保护下，向装有机械搅拌、回流冷凝干燥管、加料漏斗的500ml反应瓶中依次加入镁片13g，THF35ml，搅拌；升温至50℃，滴加已配置好的对氯溴苯100g/THF100ml的混液20ml进入体系，反应引发，控温50℃～70℃滴加，滴加完毕，保温反应2h，然后开始滴加已配置好的环丁酮47g/甲苯200ml混合溶液，滴加完毕90min后，停止反应，将反应液倒入已加有浓盐酸100ml的500ml反应瓶中，搅拌2h，再加入甲苯100ml，搅拌1h静置分液，有机相保留，水相用甲苯提取，有机相合并水洗至中性；再次加入该500ml反应瓶，加入对甲苯磺酸10g，升温至100℃～110℃回流分水2h，停止反应，再加入甲苯100ml，搅拌1h静置分液，水洗至中性，干燥、过滤、浓缩、重结晶、高蒸得产品，GC分析含量>99％，得率>85％，DSC(p.m.)74.53～77.46℃。GC-MS:165[M]+,165,138,75,39,28；元素分析实测值(计算值)/％:C72.95(72.96),H5.50(5.51),Cl21.54(21.53)。4-环丁烯基苯硼酸Ⅵ的制备是：惰性气体保护下，向装有机械搅拌的500ml反应瓶中依次加入镁片11g，THF20ml，升温至70℃，滴加已经配置好的4-环丁烯基氯苯Ⅴ70g/THF100ml、甲苯60ml的混液20ml，反应引发，控温70℃～75℃滴加混液，滴加后反应2h，降温至-70℃～-75℃滴加硼酸三丁酯100g，THF100ml的混液，滴加完毕反应2h，倒入已加有浓盐酸100ml的500ml反应瓶中，搅拌2h，再加入甲苯100ml，搅拌1h静置分液，静置分液，水洗至中性，干燥、过滤、浓缩、洗脱得产品，LC分析含量>99％，得率>85％。4’-环丁烯基-3,5-二氟联苯Ⅷ的制备是：氩气保护1000ml三口瓶，加入环丁烯苯硼酸62g，加入3，5-二氟溴苯70g，加入四丁基溴化铵5g，加入无水乙醇188g，搅拌至全溶，升温至40℃，加入四三苯基膦钯催化剂0.6g，继续升温至68～72℃弱回流，控温68～72℃滴加已配置好的碳酸钾100g/水200g溶液，滴加毕在此温度下保温反应4h，停止反应，加入甲苯200g，加入200g水，搅拌2h，分液，水洗至中性，干燥、过滤、浓缩得产品，GC分析含量>95％，得率>98％，DSC(p.m.)119.52～119.64℃；GC-MS:242[M]+,242,224(-F),175(-C5H7*),144,114,78,68；元素分析实测值(计算值)/％:C79.31(79.32),H4.88(4.99),F15.69(15.68)。4’-环丁基-3,5-二氟联苯Ⅸ的制备是：向装有电磁力搅拌，密闭的1000ml加热反应瓶中依次加入4’-环丁烯基-3,5-二氟联苯Ⅷ90g，甲苯200ml，乙醇300ml搅拌溶解后再加入钯炭1g，然后用惰性气体置换空气三次，再用氢气换气三次，通入氢气控制体系温度在60℃，反应8h，停止反应，过滤除去催化剂、有机相浓缩、高蒸得到产品，GC分析含量>99.5％，得率>96％。GC-MS:244[M]+,244,226(-F),177(-C5H7*)，114,78,68；元素分析实测值(计算值)/％:C78.68(78.67),H5.79(5.78),F16.48(15.41)。实施例2，一种4-环丁基联苯含氟化合物Ⅸ的合成方法，本实施例是4’-环丁基-3,4,5-三氟联苯的合成方法，合成路线如下：其中4-环丁烯基氯苯Ⅴ的制备是：在惰性气体的保护下，向装有机械搅拌、回流冷凝干燥管、加料漏斗的500ml反应瓶中依次加入镁片13g，THF35ml，搅拌；升温至70℃，滴加已配置好的对二氯苯77g/THF100ml的混液20ml进入体系，反应引发，控温70℃～80℃滴加，滴加完毕，保温反应2h，然后开始滴加已配置好的环丁酮47g/甲苯200ml混合溶液，滴加完毕120min后，停止反应，将反应液倒入已加有浓盐酸100ml的500ml反应瓶中，搅拌2h，再加入甲苯100ml，搅拌1h静置分液，有机相保留，水相用甲苯提取，有机相合并水洗至中性；再次加入该500ml反应瓶，加入硫酸氢钾10g，升温至100℃～110℃回流分水2h，停止反应，再加入甲苯100ml，搅拌1h静置分液，水洗至中性，干燥、过滤、浓缩、重结晶、高蒸得产品，GC分析含量>99％，得率>85％，DSC(p.m.)74.53～77.46℃。GC-MS:165[M]+,165,138,75,39,28；元素分析实测值(计算值)/％:C72.95(72.96),H5.50(5.51),Cl21.54(2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种4‑环丁基联苯含氟化合物的合成方法，其特征是其合成路线如下：

【技术特征摘要】
1.一种4-环丁基联苯含氟化合物的合成方法，其特征是其合成路线如下：其中：X表示Cl、Br、I；X'表示Cl、Br、I；-(F)表示F、H。2.根据权利要求1所述的一种4-环丁基联苯含氟化合物的合成方法，其特征是所述的4-环丁烯基氯苯Ⅴ的合成，其反应式如下所示：在惰性气体的保护下，在温度10℃～75℃反应器中，加入镁，以对氯卤苯Ⅰ为原料，对氯卤苯Ⅰ与镁的摩尔比为1：1～1.5，在四氢呋喃或乙醚溶液中进行格氏反应10min～200min生成对氯卤苯的格氏试剂Ⅱ；再滴加环丁酮Ⅲ的甲苯或四氢呋喃溶液至反应器中，环丁酮与对氯卤苯的格氏试剂Ⅱ的摩尔比为1：1～3，在10℃～100℃下搅拌10min～500min生成环丁醇氯苯Ⅳ，甲苯萃取，水洗至中性；加固体酸，环丁醇氯苯Ⅳ与固体酸的摩尔比为1:0.01～2，脱水反应10min～500min，经干燥、过滤、浓缩、重结晶、高蒸得4-环丁烯基氯苯Ⅴ，所述的镁为镁片、镁粉或镁屑，所述的固体酸为对甲苯磺酸或硫酸氢钾。3.根据权利要求1所述的一种4-环丁基联苯含氟化合物的合成方法，其特征是所述的4-环丁烯基苯硼酸Ⅵ的合成，其反应式如下所示：在惰性气体的保护下，采用一锅法，在温度-100℃～100℃反应器中，加入镁，以4-环丁烯基氯苯Ⅴ为原料，4-环丁烯基氯苯Ⅴ与镁的摩尔比为1：1～1.5，在四氢呋喃或乙醚溶液中进行格氏反应10min～200min生成4-环丁烯基氯苯的格氏试剂；再滴加硼酸三甲酯或硼酸三丁酯的四氢呋喃或者乙醚溶液，4-环丁烯基氯苯Ⅴ与硼酸酯的摩尔比为1:1～2，在-30℃～-100℃下搅拌1...

【专利技术属性】
技术研发人员：武生喜，刘煜阳，王德贤，杜开昌，高跟华，
申请(专利权)人：山东盛华科技创业园有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37