微波合成2-硝基-3’,4’,5’-三氟-1,1’-聯(lián)苯的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明具體涉及一種2-硝基-3'，4'，5' -三氟-1，Γ -聯(lián)苯的合成方法，其可應(yīng) 用為酰胺類(lèi)殺菌劑Xemium的重要中間體，屬于有機(jī)化學(xué)中聯(lián)苯類(lèi)化合物的制備技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 官能團(tuán)聯(lián)苯化合物，由于其自身的物理、化學(xué)性質(zhì)，被廣泛地直接或間接用于藥物 和農(nóng)藥的合成制備中，是一種非常重要的化合物，研究其合成方法對(duì)于相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展具 有重大意義。
[0003] 其中，2_硝基_3'，4'，5' -二氣_1，1 ' -聯(lián)苯作為一種官能團(tuán)聯(lián)苯化合物，是化工 領(lǐng)域中重要的中間體，尤其可以作為巴斯夫最新的酰胺類(lèi)殺菌劑Xemium的合成中間體，該 產(chǎn)品為巴西大豆種植者提供了新的技術(shù)及作用模式，加強(qiáng)真菌性病害的管理。在巴西，第 一款基于Xemium的商業(yè)化產(chǎn)品是Orkestra,結(jié)合了兩種有效成分Xemium和F500,幫助農(nóng) 民對(duì)抗嚴(yán)重?fù)p害大豆產(chǎn)量的亞洲大豆銹病。以Xemium為基礎(chǔ)的產(chǎn)品計(jì)劃在全球50多個(gè)國(guó) 家超過(guò)100種作物上推出。預(yù)計(jì)Xemium的銷(xiāo)售峰值為4億歐元，并將繼續(xù)加強(qiáng)巴斯夫在殺 菌劑市場(chǎng)中的領(lǐng)先地位。
[0004] 關(guān)于2-硝基-3'，4'，5' -三氟-1，Γ -聯(lián)苯，其分子式為：C12H6F3N02^學(xué)名稱(chēng) 為：2_ 硝基-3'，4'，5' -三氟-1，1' -聯(lián)苯；英文名稱(chēng)為：2-nitrobiphenyl-3'，4'，5' -tr ifluoro-1, Γ -biphenyl ;CAS 號(hào)為：1056196-56-5。
[0005] 傳統(tǒng)合成過(guò)程中的反應(yīng)物為鄰硝基溴苯或鄰硝基碘苯，而鄰硝基氯苯的成本為 1498元/10千克，179元/500克，鄰硝基溴苯的價(jià)錢(qián)為2398元/500克，故將反應(yīng)物換為鄰 硝基氯苯可大大降低成本。現(xiàn)2-硝基-3'，4'，5' -三氟-1，Γ -聯(lián)苯的生產(chǎn)方法一般為 多步，成本較高且時(shí)間較長(zhǎng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的主要目的在于提供一種2-硝基-3'，4'，5' -三氟-1，Γ -聯(lián)苯的合成 方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。
[0007] 為實(shí)現(xiàn)前述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案包括：
[0008] -種2-硝基-3'，4'，5' -三氟-1，Γ -聯(lián)苯的微波合成方法，其包括：將鄰硝基 氯苯和3, 4, 5-三氟苯硼酸溶于溶劑中，并加入催化劑和堿均勻混合，之后置于微波反應(yīng)器 中進(jìn)行反應(yīng)，再經(jīng)純化處理獲得2-硝基-3'，4'，5' -三氟_1，1' -聯(lián)苯；其中所述催化劑 采用鈀/石墨系催化劑。
[0009] 在一些較佳方案中，所述的微波合成方法包括：采用的微波功率為0~300瓦，反 應(yīng)時(shí)間為1. 5~6小時(shí)，反應(yīng)溫度為80~120°C。尤其優(yōu)選的，所述反應(yīng)溫度為95~105°C。
[0010] 在一些實(shí)施方案中，所述純化處理包括：在反應(yīng)結(jié)束后，除去反應(yīng)混合物中的 催化劑，之后以有機(jī)溶劑進(jìn)行萃取，其后取有機(jī)相進(jìn)行硅膠柱層析，獲得純化的2-硝 基-3'，4'，5' -二氣-1，1 ' -聯(lián)苯。
[0011] 在一些實(shí)施方案中，所述鈀/石墨系催化劑的制備方法包括：在溫度為30~90°C 的條件下，將石墨烯、醋酸鈀、堿和還原劑于溶劑中均勻混合，并持續(xù)攪拌至少4h，之后洗 滌、烘干，獲得所述鈀/石墨系催化劑；其中，所述石墨稀是利用Hmiimers法制備的石墨稀， 所述溶劑包括水、乙醇、甲醇中的任意一種或兩種以上的組合，所述還原劑包括四丁基溴化 銨，所述堿包括碳酸鉀、乙酸鈉、氟化鉀、甲酸鈉、磷酸鉀、碳酸鈉、氫氧化鈉中的任意一種或 兩種以上的組合。
[0012] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)包括：工藝簡(jiǎn)單易實(shí)施，反應(yīng)條件溫和，原料廉價(jià) 易得，且反應(yīng)速度快，產(chǎn)率高，節(jié)能環(huán)保，利于工業(yè)化大規(guī)模實(shí)施。
【具體實(shí)施方式】
[0013] 在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，提供的一種微波熱效應(yīng)合成2-硝基-3'，4'，5' -三 氟-1，Γ -聯(lián)苯的方法的合成路線如下：
[0015] 具體的講，所述合成方法可以包括如下步驟：
[0016] 步驟1 :在微波反應(yīng)管中，將原料鄰硝基氯苯和3, 4, 5-三氟苯硼酸溶于溶劑中，并 加入催化劑和堿；
[0017] 步驟2 :置于微波反應(yīng)器中，攪拌反應(yīng)，至結(jié)束；
[0018] 步驟3 :除去催化劑，萃取的有機(jī)相；
[0019] 步驟4 :通過(guò)娃|父柱層析法得到2_硝基_3'，4'，5' -二氣_1，1 ' -聯(lián)苯。
[0020] 其中，所述溶劑可包括乙醇、乙二醇、四氫呋喃、N，N-二甲基丙酰胺、甲醇和水中的 任意一種或多種的組合，優(yōu)選為乙二醇，但不限于此。
[0021] 其中，所述催化劑是鈀/石墨烯催化劑。本發(fā)明中，利用微波具有選擇性加熱的特 點(diǎn)，以具有強(qiáng)吸波性的石墨烯作為載體，使金屬粒子催化劑產(chǎn)生局部高溫，同時(shí)還可發(fā)揮催 化物種和石墨烯之間的協(xié)同作用，從而能大幅提高氯苯取代物參與反應(yīng)的活性。
[0022] 進(jìn)一步地，所述鈀/石墨系催化劑可通過(guò)如下方法制備，包括：
[0023] I :將石墨烯、醋酸鈀、堿、還原劑加入到溶劑中；
[0024] II:攪拌，至結(jié)束；
[0025] III :離心洗滌，并烘干，得到黑色粉末固體，即為鈀/石墨烯催化劑。
[0026] 優(yōu)選地，所述石墨稀可以通過(guò)Hmiimers法制備。
[0027] 優(yōu)選地，所述溶劑包括水、乙醇、甲醇中的任意一種或幾種的混合液，但不限于此。
[0028] 優(yōu)選地，所述攪拌時(shí)間為至少4小時(shí)，攪拌溫度為30~90°C。
[0029] 優(yōu)選地，所述還原劑為四丁基溴化銨。
[0030] 其中，所述堿可以是碳酸鉀、乙酸鈉、氟化鉀、甲酸鈉、磷酸鉀、碳酸鈉、氫氧化鈉中 的任意一種或多種，更優(yōu)選為碳酸鉀，但不限于此。
[0031] 其中，所述催化劑的使用量為硝基氯苯摩爾數(shù)的0. 5~5%，更優(yōu)選為5%。
[0032] 其中，所述鄰硝基氯苯和3, 4,5_三氟苯硼酸的摩爾比可為1:1~1.5,更優(yōu)選為 1:1. 2〇
[0033] 在本發(fā)明的微波反應(yīng)過(guò)程中，反應(yīng)的溫度為80~120°C，優(yōu)選為95~105°C，更優(yōu) 選為100°C。
[0034] 在本發(fā)明的微波反應(yīng)過(guò)程中，采用的微波功率可為0~300瓦，反應(yīng)時(shí)間可為 1. 5~6小時(shí)，更優(yōu)選為1. 5小時(shí)。
[0035] 在前述步驟3中，可以通過(guò)多次離心的方式除去催化劑，并優(yōu)選使用乙酸乙酯進(jìn) 行萃取。
[0036] 在前述步驟4中，硅膠柱層析法采用的洗脫劑優(yōu)選乙酸乙酯和石油醚。
[0037] 本發(fā)明提供的2-硝基-3'，4'，5' -三氟-1，Γ -聯(lián)苯合成方法，使用簡(jiǎn)單易得的 鄰硝基氯苯代替昂貴的鄰硝基溴苯，大大降低了生產(chǎn)成本，使用微波加熱代替?zhèn)鹘y(tǒng)的加熱 方法，其設(shè)備簡(jiǎn)單，化學(xué)反應(yīng)徹底而又省事節(jié)能，同時(shí)能保證較好的轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)率。利用微 波的選擇性加熱，選擇強(qiáng)吸波性材料石墨烯作為載體，負(fù)載鈀后可以使金屬粒子催化劑產(chǎn) 生局部高溫，同時(shí)還可發(fā)揮催化物種和石墨烯之間的協(xié)同作用，與常規(guī)方式加熱合成相比，