本文将介绍2,6-二氟-4-羟基苯甲睛的合成方法,这对于理解该化合物的制备过程以及在材料等领域的应用具有重要意义。
背景:2,6-二氟-4-羟基苯甲睛(DFCP)是一种新型液晶面板用材料,适用于高级TN、宽温TN和STN-LCD的液晶材料。相较于传统的CRT材料,这类液晶材料具有价格低廉、易制备大面积平板型宽视角、节能和无闪烁等特点。此外,DFCP也可作为医药中间体使用。
合成:
以3,5-二氟苯胺为原料,经溴化、重氮化水解和氰化合成2,6-二氟-4-羟基苯甲腈。重氮化水解步骤的最佳反应条件为:n(4-溴-3,5-二氟苯胺):n(水)=1:30,n(4-溴-3,5-二氟苯胺):n(磷酸)=1:6,n(4-溴-3,5-二氟苯胺):n(五水硫酸铜)=1:1.0。该法生产成本低廉,反应条件温和,适合于工业化生产。产物含量为99%,摩尔产率为21.7%。具体步骤如下:
(1)4-溴-3,5-二氟苯胺的合成
在干燥的2000 mL四口烧瓶中加入200 mL DMF 和40.0 g(0.310 mol)3,5-二氟苯胺,搅拌使其溶解,分批慢慢投入 55.6 g(0.313 mol)NBS,控制反应温度在 25~30℃,得到棕黄色透明液体。加完 NBS 后即取样分析,此时原料 3,5二氟苯胺的含量<1.5%(GC),结束反应。向烧瓶内倒入1000 mL的水,搅拌,用饱和碳酸氢钠水溶液调节溶液的pH 值至 8~9,将析出的白色晶体抽滤,水洗,烘干,得白色固体粉末 4-溴-3,5-二氟苯胺 62.4 g,产率为 96.8%(以3,5-二氟苯胺计),含量为 98.846%(GC)。
(2)4-溴-3,5-二氟苯酚的合成
在一个500毫升的四口烧瓶中,首先加入70毫升水和160毫升85%工业磷酸,搅拌均匀后加入41.6克(0.20摩尔)的4-溴-3,5-二氟苯胺。将温度升至85℃保温成盐30分钟,然后降温至5℃以下。接着滴加由14.4克亚硝酸钠(0.208摩尔)溶解于25毫升水中形成的溶液。在滴加过程中,需保持反应温度不超过5℃,并且不应有大量红棕色二氧化氮气体冒出。随着亚硝酸钠溶液的滴入,4-溴-3,5-二氟苯胺的磷酸盐固体逐渐生成米黄色浑浊液体。滴加完毕后,继续保温0.5小时,得到黄色半透明带泡沫黏稠的重氮溶液,可低温保存备用。
在另一个500mL四口烧瓶中加入120mL水和80 mL 85%的工业磷酸,搅拌下加人0.20mol(51.0g)五水硫酸铜,升温至105℃回流,滴加上述重氮液,同时利用水蒸气蒸馏馏出油层。调节重氮液的滴加速度,使之和馏出液馏出的速度基本一致。当重氮液滴完时,体系的回流温度会上升至140℃。放出分水器中收集到的油层和浑浊的水溶液,用冰水浴缓慢降温后析出结晶,抽滤得滤饼。滤液用 1,2-二氯乙烷萃取(3X20mL),减压脱溶后将析出的固体与上述滤饼混在一起烘于,得类白色片状结晶 4-溴-3,5-二氟苯酚20.1g,产率为48.1%(以4-溴-3,5-二氟苯胺计),含量为 99,433%(GC)。
(3)2,6-二氟-4-羟基苯甲睛的合成
在干燥的500mL的四口烧瓶中投人120mLNMP,100 mL的甲苯和626 g(030 mol)4-溴-3,5-二氟苯酚,升温至约 110℃回流带水约30min。带水完成后升温蒸出甲苯,再投入33.0g(0.36 mol)氰化亚铜。继续升温到150~160℃反应 5.5 h至GC 跟踪检测原料基本转化完全。
确定反应结束后,降温至60℃以下,把上述混合液倒入2000mL的烧杯中,加人250mL水和250mL醋酸乙酯,搅拌30 min 后抽滤,分别分出水层、油层和滤饼待用。在该油层中补加入新鲜的醋酸乙酯共计 500 mL 用来浸洗滤饼并升温回流 10 min,然后趁热抽滤,弃去滤饼。用此时分出的油层萃取前面分出的水层,弃去水层。用水(2X500mL)洗涤油层后,再用无水硫酸钠干燥脱水,负压脱溶后缓慢降温析出晶体,得到 28.0g粗品。用 50 mL无水乙醇进行重结晶,得淡黄色针状结晶2,6-二氟-4-羟基苯甲睛21.7g,产率为 46.7%(以4-溴-3,5-二氟苯酚计),含量为98.991%(HPLC)。
参考文献:
[1]赵昊昱,陈溶,张裕萍.2,6-二氟-4-羟基苯甲腈的合成[J].精细石油化工,2010,27(01):61-64.