一種可工業化的2-溴-5-氟三氟甲苯的制備方法

卜魯周，張增興，張泉泉，李俊奇，常絢超

（1.浙江巍華化工有限公司，浙江東陽322109；2.浙江巍華新材料股份有限公司，浙江紹興312300）

一種可工業化的2-溴-5-氟三氟甲苯的制備方法

卜魯周1，張增興2，張泉泉1，李俊奇1，常絢超1

（1.浙江巍華化工有限公司，浙江東陽322109；2.浙江巍華新材料股份有限公司，浙江紹興312300）

以鄰三氟甲基苯胺為原料，經桑德邁爾反應溴代、硝化、加氫還原，最后再重氮化氟代合成2-溴-5-氟三氟甲苯，總收率70%；該方法原料廉價易得，所涉及到的反應都是工業上較成熟的反應，可工業化生產。

鄰三氟甲基苯胺；2-溴-5-氟三氟甲苯；重氮化；溴代；氟代

2-溴-5-氟三氟甲苯為淡黃色液體，是重要的醫藥、農藥和新型液晶材料中間體，隨著其用途不斷擴大，市場需求量也日益擴大。其合成方法國外未見報道，國內有幾篇專利報道了該化合物的合成方法，如專利[1]報道了以間氟三氟甲苯為原料，經硝化、催化加氫還原，最后通過桑德邁爾反應溴代合成了目標化合物，總收率76.1%。專利[2]報道了以間三氟甲基苯胺為原料，先用氨基保護試劑將氨基保護，再與溴化試劑進行苯環溴代，脫氨基保護基，最后經希曼反應氟代合成目標化合物，總收率82%。專利[3]報道了以間氟三氟甲苯為原料，以硫酸溶液為溶劑，溴酸或溴酸鹽為溴化試劑直接溴代得目標化合物，最高收率93.9%。以上合成方法都是以間氟三氟甲苯或間三氟甲基苯胺為原料，原料價格都較高。另外，專利[2]用到了氨基保護劑，苯環溴代用到大量溶劑及氧化劑，這不僅增加了生產成本，還產生大量三廢。專利[3]同樣在苯環溴代反應中產生大量廢酸，且不易處理。我公司是一家以研發、生產含氟精細化學品的高新企業，公司年產間三氟甲基苯胺5000 t，在生產間三氟甲基苯胺過程中會有一定比例的鄰三氟甲基苯胺副產品生成，純度達99.5%。鄰三氟甲基苯胺應用范圍小，市場需求小，價格也便宜。本方法以我公司的副產鄰三氟甲基苯胺為原料，經桑德邁爾反應溴代，硝化、加氫還原，最后經重氮化氟代合成了2-溴-5-氟三氟甲苯。該方法涉及到的反應溫度適中，所有的反應都在工業上已有應用且安全可控，因此該方法可工業化，其合成工藝路線如Scheme 1所示。

1 實驗部分

1.1 試劑與儀器

試劑：鄰三氟甲基苯胺（本公司產品，純度：99.5%）；亞硝酸鈉、氫溴酸（40%）、溴化亞銅、發煙硝酸、濃硫酸、甲醇、脫鹵保護劑、Raney Ni、無水氟化鉀均為市售化學純；氫氣、無水氫氟酸為工業級。

儀器：島津GC-14C高效氣相色譜。

1.2 操作步驟

1.2.1 桑德邁爾溴代

在常溫和攪拌下，向900 mL氫溴酸（40%）中緩慢加入308 g（1.9 mol）鄰三氟甲基苯胺，加完后用冰浴冷卻至0℃。將135 g（1.95 mol）亞硝酸鈉溶于290 mL水中，在攪拌下緩慢滴加到反應體系中，并使反應溫度不超過5℃。滴加完畢后繼續攪拌20 min，保溫待用。向2 L四口瓶中加入28 g（0.34 mol）溴化亞銅，80 mL氫溴酸（40%），常溫下劇烈攪拌，將上述重氮液倒入到四口反應瓶中，反應有大量氣體產生，重氮液加完后繼續攪拌20 min，分液，下層有機相堿洗至中性、水洗后簡單蒸餾得黃色液體產物鄰溴三氟甲苯390 g，GC含量：99%，收率：90%。上層水相可回收氫溴酸和溴化亞銅套用。

Scheme 1.2-溴-5-氟三氟甲苯合成工藝路線

1.2.2 硝化反應

在常溫和攪拌下，向237 g濃硫酸（98%）中緩慢加入122 g發煙硝酸，配成硝化混酸。在50℃～60℃下向混酸中緩慢滴加上步產物鄰溴三氟甲苯390 g，加畢后保溫攪拌，GC檢測已無原料即為反應終點。分液，上層有機相經堿洗至中性，水洗后簡單蒸餾得亮黃色液體硝基物2-溴-5-硝基三氟甲苯454 g，GC含量：95%，收率：93%。

1.2.3 催化加氫還原

向1 L高壓加氫反應釜中依次加入300 mL甲醇，284 g上步硝基產物，Raney Ni 20 g，脫鹵保護劑1.0 g。用氫氣置換釜中的空氣3～4次，然后在0.8～1.0 MPa的壓力、80℃～90℃的溫度下進行反應，直至反應不再吸氫為止。反應液冷卻后濾除催化劑，脫除甲醇、脫除水分、簡單蒸餾后得淡黃色液體氨基物4-溴-3-三氟甲基苯胺248 g，GC含量：95%，收率：98%。Raney Ni和溶劑甲醇可回收套用。

1.2.4 重氮化氟代

將1 L不銹鋼反應釜冷卻到-10℃，依次向釜中加入380 g無水氫氟酸、5.8 g無水氟化鉀、248 g上步氨基物，然后將72.4 g亞硝酸鈉在攪拌下分批緩慢加到反應體系中，并使反應體系溫度不超過5℃，加完后繼續攪拌30 min，使重氮化反應完全。升溫至60℃并維持此溫度，氟化重氮鹽開始緩慢分解并放出氣體，尾氣通過一冷卻緩沖裝置后堿液吸收。反應不再放出氣體后反應結束，將釜內多余氫氟酸回收后冷卻至0℃，向釜內加入10%KOH溶液中和至中性，水蒸氣蒸餾得無色液體2-溴-5-氟三氟甲苯粗品225 g，GC含量：93%?；厥盏臍浞峤洺幚沓蔁o水氫氟酸后可套用。6批上述2-溴-5-氟三氟甲苯粗品經填料精餾柱減壓精餾，于40 mm Hg下收集110℃～120℃餾分，得無色透明液體1227 g，即2-溴-5-氟三氟甲苯產品，GC含量：99%，收率：85%

2 結論

以鄰三氟甲基苯胺為起始原料，經桑德邁爾反應溴代、硝化、加氫還原、最后再重氮化氟代合成了2-溴-5-氟三氟甲苯，總收率70%。該合成路線未見文獻報道，且所涉及到的反應都是工業上較成熟和已有應用的反應，反應中用到的氫溴酸、溴化亞銅、Raney Ni、甲醇和氟化氫都可回收套用，三廢較少，污染較小，生產成本低，可工業化生產。

鄰三氟甲基苯胺為我公司生產間三氟甲基苯胺的副產品，因其用途較少，市場需求較小，銷售量不大，導致庫存量較大。以我公司副產鄰三氟甲基苯胺為起始原料合成2-溴-5-氟三氟甲苯，原料廉價易得，且將價值低的副產轉變成高附加值的產品，變廢為寶，不僅可緩解公司鄰三氟甲基苯胺庫存壓力，還可帶來較大的經濟效益。

[1]宮本海,于圣慧.一種2-溴-5-氟三氟甲苯的合成方法: CN,102951996[P].2013-03-06

[2]徐曉明,樊小彬,沈啟富，等.2-溴-5-氟三氟甲苯的制備方法:CN，104447183[P].2015-03-25.

[3]王良清，仲漢根，顧國梁，等.2-溴-5-氟三氟甲苯的制備方法:CN，104610015[P].2015-05-13.

A Industrialization Method for Preparing 2-Bromo-5-fluorobenzotrifluoride

BU Lu-zhou1,ZHANG Zeng-xing2,ZHANG Quan-quan1,LiJun-qi1，CHANG Xuan-chao1
（1.Zhejiang Weihua Chemical Co.,Ltd.,Dongyang,Zhejiang 322109,China;2.Zhejiang Weihua Advanced Materials Co.,Ltd.,Shaoxing,Zhejiang 312300,China）

2-Bromo-5-fluorobenzotrifluoride was synthesized by using 2-aminobenzotrifluoride as the starting material through four steps including Sandmeyer reaction,nitration reaction,hydrogenation reduction, fluoridation reaction.The total yield was 70%.The raw materials of this method are inexpensive and readily available.The reactions involved are industrially more mature reactions thatcan be industrially produced.

2-aminobenzotrifluoride;2-bromo-5-fluorobenzotrifluoride;diazotization;bromination,fluoridation

1006-4184（2017）8-0003-02

2017-06-30

卜魯周(1964-），男，工程師，主要從事含氟中間體開發及市場信息研究。E-mail:blz@chinafluorochem.com。