一种制备2,3,4,5-四氟苯甲酸和1,2,3,4-四氟苯的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于精细化工领域，涉及一种制备2, 3, 4, 5-四氟苯甲酸和1，2, 3, 4-四氟 苯的方法。
【背景技术】
[0002] 2, 3, 4, 5_ 四氟苯甲酸（2, 3, 4, 5-Tetrafluorobenzoicacid，CAS编号： 1201-31-6)，分子式：C7H2F402，结构式如下，白色结晶，熔点85-87°C，是有机合成、医药合 成、液晶、农药等中间体，主要用于合成含氟喹诺酮类抗菌药。
[0003]
[0004] 现有技术中，2, 3, 4, 5-四氟苯甲酸的制备方法主要有以下两种：
[0005] (1)以邻苯二甲酸酐为起始原料，先经过氯化反应得到3, 4, 5, 6-四氯邻苯二甲酸 酐，然后和苯胺在乙酸存在下缩合得到亚胺化合物，再在DMF存在下用氟化钾氟化取代苯 环上的氯得到四氟邻苯二甲酰亚胺，四氟邻苯二甲酰亚胺水解得到四氟邻苯二甲酸，最后 四氟邻苯二甲酸脱羧得到2, 3, 4, 5-四氟苯甲酸；
[0006] (2)以邻苯二甲酸为原料，先经过氯化反应得到3, 4, 5, 6-四氯邻苯二甲酸，然 后经过酯化反应得到四氯邻苯二甲酸酯，四氯邻苯二甲酸酯经过部分酰氯化反应，与氟 化钾反应置换苯环上的氯，再水解、脱羧反应得到四氟苯甲酸酯，最后经过酯水解得到 2, 3, 4, 5-四氟苯甲酸。
[0007]1，2, 3, 4-四氟苯（1，2, 3, 4-Tetrafluorobenzene，CAS编号：551-62-2)，分子式： C6H2F4，结构式如下，无色透明液体，沸点95°C，闪点20°C，相对密度1. 4g/cm3 (25°C)，可用于 合成新一代喹诺酮类抗生素及某些农药的重要中间体。
[0008]
[0009] 1，2, 3, 4-四氟苯的制备方法主要有以下三种：
[0010] (1)以2, 3, 4-三氟苯胺为原料，与亚硝酸发生重氮化反应，产物再与氟硼酸反应 生成固态氟硼酸重氮盐，氟硼酸重氮盐经热分解的Schiemann反应得到1，2, 3, 4-四氟苯；
[0011] (2)以邻苯二甲酸酐为起始原料，先经过氯化反应得到四氯邻苯二甲酸酐，然后与 苯胺反应生成亚胺化合物，再与氟化钾发生置换氟代反应取代苯环上的氯得到四氟邻苯二 甲酰亚胺，四氟邻苯二甲酰亚胺经过水解、两步脱羧反应得到1，2, 3, 4-四氟苯；
[0012] (3)以邻苯二甲酸为原料，先经过氯化反应得到四氯邻苯二甲酸，然后与二氯亚砜 反应生成四氯邻苯二甲酰氯、然后与氟化钾反应生成四氟邻苯二甲酰氟、再用KHC03水解成 四氟邻苯二甲酸、最后经过两步脱羧反应得到目标产物1，2, 3, 4-四氟苯。
[0013] 上述2, 3, 4, 5-四氟苯甲酸和1，2, 3, 4-四氟苯制备方法中都需要经过脱羧反应步 骤，现有技术公开中均需使用高沸点有机胺如三正丁基胺作为反应介质，存在毒性大、环境 污染等问题。故需要对脱羧反应开发一种安全、绿色无毒的方法。
【发明内容】
[0014] 本发明的目的在于提供一种绿色环保由四氟邻苯二甲酸脱羧制备2, 3, 4, 5-四氟 苯甲酸和1，2, 3, 4-四氟苯的方法。
[0015] 为达到发明目的本发明采用的技术方案是：
[0016] -种由四氟邻苯二甲酸制备2, 3, 4, 5-四氟苯甲酸和1，2, 3, 4-四氟苯的方法， 在含氨高温液态水介质中、在180~250°C反应温度下，四氟邻苯二甲酸经脱羧反应制备 2, 3, 4, 5-四氟苯甲酸和1，2, 3, 4-四氟苯。
[0017] 作为优选的方式，上述含氨高温液态水介质中，氨水溶液的氨浓度优选为0. 5~ l〇g/L，并进一步优选为1~5g/L。
[0018] 作为优选的方式，上述氨水溶液与3, 4, 5, 6-四氟邻苯二甲酸质量比优选为2:1~ 8:1，并进一步优选为4:1~6:1。
[0019] 当调整本发明的反应温度为180~220°C、反应时间为25~lOOmin时，四氟邻苯 二甲酸经脱羧反应制备的产物基本上为2, 3, 4, 5-四氟苯甲酸。作为优选的方式，反应温度 为180~200°C、反应时间为40~90min时，四氟邻苯二甲酸经脱羧反应制备的产物基本上 为2, 3, 4, 5-四氟苯甲酸。
[0020] 本发明提供的由四氟邻苯二甲酸制备2, 3, 4, 5-四氟苯甲酸和1，2, 3, 4-四氟苯的 方法，可以按照以下步骤制备：
[0021] (1)在高压反应釜中加入氨浓度为0. 5~10g/L的氨水溶液和四氟邻苯二甲酸，并 开始搅拌，所述氨水溶液与四氟邻苯二甲酸质量比为2:1~8:1 ;
[0022] (2)加热升温至180~250°C，四氟邻苯二甲酸开始脱羧反应，反应维持25~ 150min；
[0023] (3)反应结束后，静置分层得到有机相和水相，所述有机相经精馏后得到 1，2, 3, 4-四氟苯；
[0024] (4)步骤（3)得到的水相，调节pH至3~4,先经结晶、过滤后得到2,3, 4, 5-四氟 苯甲酸粗品，再经热水溶解、脱色、二次结晶和真空干燥后得2, 3, 4, 5-四氟苯甲酸。
[0025] 作为优选的方式，上述步骤（3)中，精馏温度为90~KKTC，精馏压力为常压。
[0026] 相比现有技术，本发明以含氨高温液态水作为脱羧反应的反应介质，提高了高温 液态水的碱性，从而促进了四氟邻苯二甲酸的电离，进而提高了脱羧反应速率、缩短了脱羧 反应时间，并最终减少了苯环上氟原子被取代的副反应的发生；本发明同时利用高温液态 水具有能同时溶解有机物与无机物的特性，降低了反应危险性，且产物四氟苯不溶于水，反 应完成后，产物分离过程简单，氨可以通过简单降温、降压回收利用，实现了生产过程的绿 色化。
【具体实施方式】
[0027] 下面结合具体实施例来对本发明进行进一步说明，但并不将本发明局限于这些具 体实施方式。本领域技术人员应该认识到，本发明涵盖了权利要求书范围内所可能包括的 所有备选方案、改进方案和等效方案。
[0028] 本发明下述实施例中采用高效液相色谱仪（Agilent1100)进行分析，具体分析 条件如下：色谱柱为PhenomenexGeminiC18(250X4.6mm，5ym)，流动相为 0.05mol/L NaH2P04 (Η3Ρ04 调ρΗ3· 5):甲醇=40:60,流速 0· 6mL/min，柱温 35°C，紫外检测波长 215nm。
[0029] 实施例1
[0030] 在500mL间歇式高压反应釜中加入300g去离子水和37. 5g四氟邻苯二甲酸，开 搅拌，升温至230°C脱羧150min;脱羧反应完成后，打开排气阀卸压，降温至室温，静置后 液-液分层得到有机相和水相；水相调节pH至3~4、结晶、过滤得到粗2, 3, 4, 5-四氟苯 甲酸；粗2, 3, 4, 5-四氟苯甲酸经活性炭脱色、二次结晶、真空干燥后得15. 4g2, 3, 4, 5-四 氟苯甲酸产品，产品经HPLC分析纯度为98. 1%，收率为50.4% ;有机相经精馏后得到 1，2, 3, 4-四氟苯5. 2g，产品经HPLC分析纯度为98. 5%，收率为22. 0%。
[0031] 实施例2
[0032] 在500mL间歇式高压反应釜中加入300g氨浓度为4g/L的氨水溶液和100. 0g四 氟邻苯二甲酸，开搅拌，升温至230°C脱羧45min;脱羧反应完成后，打开排气阀卸压，回收 釜内的氨气；降温至室温，静置后液-液分层得到有机相和水相；水相调节pH至3~4、结 晶、过滤得到粗2, 3, 4, 5-四氟苯甲酸；粗2, 3, 4, 5-四氟苯甲酸经活性炭脱色、二次结晶、 真空干燥后得19. 3g2, 3, 4, 5-四氟苯甲酸产品，产品经HPLC分析纯度为99. 0%，收率为 23. 7% ;有机相经精馏后得到1，2, 3, 4-四氟苯43. 2g，产品经HPLC分析纯度为98. 9%，收 率为68. 5%。
[0033] 实施例3
[0034] 在500mL间歇式高压反应釜中加入300g氨浓度为2g/L的氨水溶液和60. 0g四 氟邻苯二甲酸，开搅拌，升温至230°C脱羧60min;脱羧反应完成后，打开排气阀卸压，回收 釜内的氨气；降温至室温，静置后液-液分层得到有机相和水相；水相调节pH至3~4、结 晶、过滤得到粗2, 3, 4, 5-四氟苯甲酸；粗2, 3, 4, 5-四氟苯甲酸经活性炭脱色、二次结晶、 真空干燥后得13. 0g2, 3, 4, 5-四氟苯甲酸产品，产品经HPLC分析纯度为98.9%，收率为 26. 6% ;有机相经精馏后得到1，2, 3, 4-四氟苯25. 8g，产品经HPLC分析纯度为98. 8%，收 率为68. 2%。
[0035] 实施例4
[0036] 在500mL间歇式高压反应釜中加入300