一种2,3,5,6-四氟-4-甲氧基甲基苯甲醇的合成方法技术

本发明专利技术公开了一种由1,4‑二(甲氧基甲基)‑2,3,5,6‑四氟苯合成2,3,5,6‑四氟‑4‑甲氧基甲基苯甲醇的方法，属于有机合成技术领域。1,4‑二(甲氧基甲基)‑2,3,5,6‑四氟苯在硫酸水溶液与有机羧酸组成的混合溶液中反应，所得混合物在无机碱作用下进行酯基水解反应，再在无机碱作用下进行羟基的甲基化反应，最后经分离纯化得到2,3,5,6‑四氟‑4‑甲氧基甲基苯甲醇，并回收1,4‑二(甲氧基甲基)‑2,3,5,6‑四氟苯。本发明专利技术不仅实现了低价值1,4‑二(甲氧基甲基)‑2,3,5,6‑四氟苯的资源化利用，同时具有反应试剂价廉易得、反应条件温和、操作简单、合成收率高、产品质量好等优点，具有很高的社会经济价值。

A synthetic method of 2,3,5,6-tetrafluoro-4-methoxymethylbenzyl alcohol

The invention discloses a method for synthesizing 2,3,5,6_tetrafluorobenzene to 2,3,5,6_tetrafluoro_4_methoxymethyl benzyl alcohol from 1,4_di(methoxymethyl)2,3,5,6_tetrafluorobenzene, which belongs to the technical field of organic synthesis. 1,4 bis(methoxymethyl)2,3,5,6_tetrafluorobenzene reacts with organic carboxylic acid in a mixed solution of sulfuric acid aqueous solution. The obtained mixture is hydrolyzed by ester group under the action of inorganic base, methylated by hydroxyl group under the action of inorganic base. Finally, 2,3,5,6_tetrafluoro_4_methoxymethyl benzyl alcohol is obtained by separation and purification, and 1,4_di(methoxymethyl)methyl is recovered. 2,3,5,6 tetrafluorobenzene. The invention not only realizes the resource utilization of low-value 1,4 di (methoxymethyl) 2,3,5,6 tetrafluorobenzene, but also has the advantages of low-cost reagent, mild reaction conditions, simple operation, high yield and good product quality, and has high social and economic value.

【技术实现步骤摘要】
一种2,3,5,6-四氟-4-甲氧基甲基苯甲醇的合成方法
本专利技术属于有机合成
，具体地说，涉及一种由1,4-二(甲氧基甲基)-2,3,5,6-四氟苯合成2,3,5,6-四氟-4-甲氧基甲基苯甲醇的方法。
技术介绍
2,3,5,6-四氟-4-甲氧基甲基苯甲醇是合成四氟苯甲醚菊酯、甲氧苄氟菊酯以及氯氟醚菊酯的关键中间体。四氟苯甲醚菊酯和甲氧苄氟菊酯由日本住友化学工业株式会社研发，氯氟醚菊酯由江苏扬农化工股份有限公司研发，三者均为低毒高效的拟除虫菊酯类杀虫剂，对蚊、蝇等卫生害虫具有卓越的击倒和杀死活性，目前广泛应用于卫生害虫的防治。目前有文献报道的2,3,5,6-四氟-4-甲氧基甲基苯甲醇的合成方法主要有以下几种：(1)文献J.Fluo.Chem.130(2009),938-941报道了以2,3,5,6-四氟苯甲醇为原料，经甲醚化、羧化和羧基还原三步反应合成2,3,5,6-四氟-4-甲氧基甲基苯甲醇。该方法反应步骤长，合成过程需用到强碱、强还原剂等危险试剂，并要求低温等苛刻条件，对反应过程的控制要求高，合成成本高昂，因此仅适合于研究而不适用于工业化生产。(2)专利技术专利JP2000344703报道了以四氟对苯二甲醇为原料，经卤代、甲氧基化反应合成2,3,5,6-四氟-4-甲氧基甲基苯甲醇。该合成方法反应步骤较短，仅需两步反应即可得到产品，且所用试剂均为工业化常规原料，价廉易得，因此合成成本较低，适用于工业化生产。不足之处在于，原料四氟对苯二甲醇中的羟基与卤代产物2,3,5,6-四氟-4-卤甲基苯甲醇中的羟基的化学性质相近，在进行卤代反应时两者的选择性较差，易生成二卤代副产物，并在后续的甲氧基化反应时进一步生成副产物1,4-二(甲氧基甲基)-2,3,5,6-四氟苯，导致反应收率下降，合成成本上升。(3)以四氟对苯二甲醇为原料，在甲基化试剂作用下，经选择性甲基化反应得到2,3,5,6-四氟-4-甲氧基甲基苯甲醇。如日本住友化学工业株式会社申请的专利技术专利CN1297875A，采用硫酸二甲酯作为甲基化试剂，贵州柏丝特化工申请的专利技术专利CN101913997A采用一氯甲烷作为甲基化试剂。该方法合成步骤短，仅需一步反应即可得到产品，且所用试剂价廉易得，是目前工业化合成2,3,5,6-四氟-4-甲氧基甲基苯甲醇的主要方法。主要不足在于，反应过程中，原料四氟对苯二甲醇中的羟基与产物2,3,5,6-四氟-4-甲氧基甲基苯甲醇中的羟基的化学性质相近，导致反应过程中选择性较差，易生成副产物1,4-二(甲氧基甲基)-2,3,5,6-四氟苯，通常情况下，该副产物的含量在10％左右，导致反应收率下降，合成成本上升。目前，2,3,5,6-四氟-4-甲氧基甲基苯甲醇的工业化制造过程中，都会有副产物1,4-二(甲氧基甲基)-2,3,5,6-四氟苯生成，根据工艺路线和工艺条件的不同，该副产物占比通常在5～15％之间，目前尚未发现其应用价值，只能作为危险废弃物进行焚烧处理，不仅需要支付大量的处理费用，而且在焚烧处理过程中也可能产生二次污染。因此，如何资源化利用1,4-二(甲氧基甲基)-2,3,5,6-四氟苯，成为急需解决的问题。
技术实现思路
本专利技术通过设计新工艺路线，采用创新工艺条件，实现了以1,4-二(甲氧基甲基)-2,3,5,6-四氟苯为原料，合成2,3,5,6-四氟-4-甲氧基甲基苯甲醇，不仅将低价值的1,4-二(甲氧基甲基)-2,3,5,6-四氟苯转化成高价值的2,3,5,6-四氟-4-甲氧基甲基苯甲醇，并且通过技术创新，使工艺过程具有反应条件温和、试剂价廉易得、操作简单、合成收率高、产品质量好等优点，具有很高的社会经济价值。本专利技术采用的技术方案如下：一种2,3,5,6-四氟-4-甲氧基甲基苯甲醇的合成方法，包括以下步骤：(1)1,4-二(甲氧基甲基)-2,3,5,6-四氟苯(I)在硫酸水溶液与有机羧酸组成的混合溶液中反应，得到混合物(II)；(2)混合物(II)在无机碱作用下，发生水解反应，得到混合物(III)；(3)混合物(III)在无机碱作用下，与甲基化试剂反应，得到混合物(IV)，混合物(IV)经分离纯化得到2,3,5,6-四氟-4-甲氧基甲基苯甲醇(V)，并回收1,4-二(甲氧基甲基)-2,3,5,6-四氟苯(I)。具体地说，首先，原料1,4-二(甲氧基甲基)-2,3,5,6-四氟苯(I)在硫酸水溶液与有机羧酸组成的混合溶液中进行醚键断裂与羟基原位酯化反应，得到由少量1,4-二(甲氧基甲基)-2,3,5,6-四氟苯(I)与大部分比例的羧酸酯、醇组成的混合物(II)；然后，混合物(II)在无机碱作用下，其中的羧酸酯发生酯基水解反应，恢复羟基，得到主要由一元醇、二元醇以及少量1,4-二(甲氧基甲基)-2,3,5,6-四氟苯(I)组成的混合物(III)；接着，混合物(III)在无机碱作用下发生羟基的甲基化反应，将二元醇转化为一元醇，得到主要由一元醇和少量的1,4-二(甲氧基甲基)-2,3,5,6-四氟苯(I)组成混合物(IV)，其中一元醇即为2,3,5,6-四氟-4-甲氧基甲基苯甲醇(V)；最后，混合物(IV)经分离纯化，分别得到产品2,3,5,6-四氟-4-甲氧基甲基苯甲醇(V)和回收原料1,4-二(甲氧基甲基)-2,3,5,6-四氟苯(I)。该方案成功将低价值的1,4-二(甲氧基甲基)-2,3,5,6-四氟苯通过简单可控的反应过程和成本低廉的反应试剂转化成高价值的2,3,5,6-四氟-4-甲氧基甲基苯甲醇(V)，同时，回收的1,4-二(甲氧基甲基)-2,3,5,6-四氟苯(I)还可以循环套用，社会经济价值显著。本专利技术采用的技术路线可用如下反应式所示：本专利技术的进一步设置如下：步骤(1)中：对硫酸水溶液与有机羧酸组成的混合溶液的配制进行研究，确定优选的复配方案为：所述的硫酸水溶液由硫酸与水配制而成，其中硫酸的质量分数为50～90％，硫酸水溶液的用量为化合物(I)质量的1～10倍；所述有机羧酸，是指碳原子数为1～6的直链或支链的一元烷基羧酸中的任一种或多种的组合，具体如：甲酸、乙酸、丙酸、正丁酸、异丁酸、正戊酸、异戊酸、己酸等，优选的有机羧酸为乙酸和丙酸中的一种或两种。有机羧酸在反应过程中既作为反应溶剂，又作为反应试剂，用量为化合物(I)质量的0.5～10倍。反应温度与硫酸水溶液的浓度和用量、有机羧酸的种类和用量相关。不同的硫酸水溶液浓度和用量、不同的有机羧酸种类和用量组成的反应体系，对于化合物(I)的反应活性各不相同，因此反应温度需根据具体情况作适当的调整，优选的反应温度90～160℃。反应过程中，首先原料1,4-二(甲氧基甲基)-2,3,5,6-四氟苯(I)在硫酸作用下发生醚键断裂，生成2,3,5,6-四氟-4-甲氧基甲基苯甲醇(V)和2,3,5,6-四氟对苯二甲醇，上述醚键断裂产物在硫酸催化下，原位与有机羧酸发生酯化反应，生成混合物(II)，实现原料醚键断裂-羟基保护同步进行，彻底避免了醚键断裂产物发生两分子或多分子分子间醚化副反应。反应得到的混合物(II)主要有以下化合物组成：2,3,5,6-四氟-4-甲氧基甲基苯甲醇羧酸酯、2,3,5,6-四氟对苯二甲醇二羧酸酯、2,3,5,6-四氟对苯二甲醇单羧酸酯、2,3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种2,3,5,6‑四氟‑4‑甲氧基甲基苯甲醇的合成方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)1,4‑二(甲氧基甲基)‑2,3,5,6‑四氟苯(I)在硫酸水溶液与有机羧酸组成的混合溶液中反应，得到混合物(II)；(2)混合物(II)在无机碱作用下，发生水解反应，得到混合物(III)；(3)混合物(III)在无机碱作用下，与甲基化试剂反应，得到混合物(IV)，混合物(IV)经分离纯化得到2,3,5,6‑四氟‑4‑甲氧基甲基苯甲醇(V)，并回收1,4‑二(甲氧基甲基)‑2,3,5,6‑四氟苯(I)。

【技术特征摘要】
1.一种2,3,5,6-四氟-4-甲氧基甲基苯甲醇的合成方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)1,4-二(甲氧基甲基)-2,3,5,6-四氟苯(I)在硫酸水溶液与有机羧酸组成的混合溶液中反应，得到混合物(II)；(2)混合物(II)在无机碱作用下，发生水解反应，得到混合物(III)；(3)混合物(III)在无机碱作用下，与甲基化试剂反应，得到混合物(IV)，混合物(IV)经分离纯化得到2,3,5,6-四氟-4-甲氧基甲基苯甲醇(V)，并回收1,4-二(甲氧基甲基)-2,3,5,6-四氟苯(I)。2.根据权利要求1所述的一种2,3,5,6-四氟-4-甲氧基甲基苯甲醇的合成方法，其特征在于：步骤(1)中，所述硫酸水溶液由硫酸与水配制而成，其中硫酸的质量分数为50～90％，硫酸水溶液的用量为1,4-二(甲氧基甲基)-2,3,5,6-四氟苯质量的1～10倍。3.根据权利要求1所述的一种2,3,5,6-四氟-4-甲氧基甲基苯甲醇的合成方法，其特征在于：步骤(1)中，所述有机羧酸选自碳原子数为1～6的直链或支链的一元烷基羧酸中任一种或多种的组合，有机羧酸用量为1,4-二(甲氧基甲基)-2,3,5,6-四氟苯质量的0.5～10倍。4.根据权利要求1和权利要求3所述的一种2,3,5,6-四氟-4-甲氧基甲基苯甲醇的合成方法，其特征在于：步骤(1)中，所述有机羧酸选自甲酸、乙酸、丙酸、正丁酸、异丁酸、正戊酸、异戊酸、己酸中任一种或多种的组合。5.根据权利要求1所述的一种2,3,5,6-四氟-4-甲氧基甲基苯甲醇的合成方法，其特征在于：步骤(1)的反应温度为90～160℃。6.根据权利要求1所述的一种2,3,5,6-四氟-4-甲氧基甲基苯甲醇的合成方法，其特征在于：步骤(2)中，反应溶剂为水或水与有机溶剂组成的混合溶剂；以水作反应溶剂时，水的用量为混合物(II)重量的1～10倍；以水与有机溶剂组成的混合溶剂作反应溶剂时，有机溶剂选自二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、氯仿、甲苯、二甲苯、氯苯、二氯苯中任一种或几种的组合，混合溶剂中水的用量为混合物(II)...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁其亮，张敬德，陈海峰，崔毅鑫，陈寅镐，王超，
申请(专利权)人：浙江中欣氟材股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33