專利名稱：5－氯－2,4,6－三氟－1,3－苯二甲腈的催化合成工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及5-氯-2，4，6-三氟-1，3-苯二甲腈(俗名三氟百菌清)的催化合成工藝及該合成所用的催化劑。
5-氯-2，4，6-三氟-1，3-苯二甲腈是將百菌清(2，4，5，6-四氯-1，3-苯二甲腈)分子中的三個氯原子用氟取代后得到的氟代衍生物。試驗證明5-氯-2，4，6-三氟-1，3-苯二甲腈比商品農用殺菌劑百菌清具有更強的抑菌、殺菌作用，對防治番茄早疫病、馬鈴薯晚疫病、黃瓜白粉病、水稻稻瘟病等多種作物病害有特效。5-氯-2，4，6-三氟-1，3-苯二甲腈原藥可用于制成煙劑、煙霧片劑、可濕性粉劑、水分散性粒劑、懸浮劑、懸浮乳劑等5-氯-2，4，6-三氟-1，3-苯二甲腈制劑(參見中國專利CN1449661)。
本發明涉化合物5-氯-2，4，6-三氟-1，3-苯二甲腈的催化合成工藝，在合成反應中，加入少量的催化劑可提高反應的收率、穩定性和重現性，且產品品質穩定。
本發明涉及催化法合成5-氯-2，4，6-三氟-1，3-苯二甲腈所使用的催化劑。所涉及的催化劑為冠醚類化合物(12-冠-4、15-冠-5、18-冠-6、苯并18-冠-6、二苯并18-冠-6、二苯并24-冠-8)、聚乙二醇類化合物(PEG-200、PEG-300、PEG-400、PEG-600、PEG-800、PEG-1000、PEG-1500、PEG-2000、PEG-3000、PEG-4000、PEG-6000、PEG-8000)和季銨鹽類化合物(四甲基氯化胺、四甲基溴化胺、四乙基氯化胺、四乙基溴化胺、四丁基氯化胺、四丁基溴化胺、芐基三甲基氯化銨、芐基三甲基溴化銨、十二烷基三甲基氯化銨、十六烷基三甲基氯化銨、十八烷基三甲基氯化銨、十二烷基二甲基芐基氯化銨、十四烷基二甲基芐基氯化銨、十八烷基二甲基芐基氯化銨)。
背景技術：
5-氯-2，4，6-三氟-1，3-苯二甲腈的合成已有報道(參見中國專利CN1226551)。該方法從2，4，5，6-四氯-1，3-苯二甲腈出發，用N，N-二甲基甲酰胺作溶劑，通入氮氣，無水氟化鉀作為氟源加熱3小時后，進行一系列后處理得到5-氯-2，4，6-三氟-1，3-苯二甲腈。這種制備5-氯-2，4，6-三氟-1，3-苯二甲腈的方法明顯的缺點是重現性較差(甚至得不到產品)且產品品質不穩定，無水條件要求特別高。在進行大規模實施時，充入氮氣及無水條件等給生產帶來不便，產率也有很大降低。
發明內容
本發明的目的是應用催化法通過鹵素交換的氟代反應，對百菌清進行結構修飾，得到百菌清的氟代衍生物——5-氯-2，4，6-三氟-1，3-苯二甲腈，這種應用催化法得到5-氯-2，4，6-三氟-1，3-苯二甲腈的方法重現性好，產品品質好，且進行大規模實施時，產率不會有明顯降低，克服了已知生產方法的弊端。
本發明的目的是這樣實現的，本發明所述的化合物(II)的合成方法包括化合物(I)在不同催化劑作用下進行氟代反應，氟代只在CN-的鄰、對位發生，即由2，4，5，6-四氯-1，3-苯二甲腈得到三氟取代的5-氯-2，4，6-三氟-1，3-苯二甲腈。具體反應式如下 本發明具體地說是應用不同催化劑在不同溶劑中催化百菌清發生氟代反應得三氟百菌清。這里涉及不同的溶劑和催化劑，詳述如下1用冠醚類化合物做催化劑，用經過干燥并蒸餾過的乙腈做溶劑，加熱回流24小時。
2用聚乙二醇類化合物及季銨鹽類化合物做催化劑，干燥過的N，N-二甲基甲酰胺(DMF)做反應溶劑，反應溫度保持在110℃-120℃，反應3～8小時。
以上兩種催化方法的整個反應過程應避免接觸水，化合物(I)為1摩爾時，KF的量為3摩爾，溶劑為1200ml，催化劑量為反應原料百菌清質量的0.1％～10％。
下面結合具體實施方案對本發明進行詳述。
實施例1在500ml圓底燒瓶中依次加入120ml干燥的乙腈，26.6克干燥的百菌清晶體，加熱并用磁力攪拌器攪拌，待百菌清晶體大部分溶解后，加入0.6克18-冠-6，然后迅速將研細且干燥的32克KF粉末加入反應器中，冷凝管末端接一干燥管，加熱回流24小時，冷卻并靜置至室溫，過濾除去不溶物，濾液用水處理，產生固體沉淀，過濾得到粗產物。用環己烷重結晶，過濾，烘干得產物5-氯-2，4，6-三氟-1，3-苯二甲腈的淺黃色晶體，產率30％～60％。
實施例2在500ml圓底燒瓶中加入120ml干燥的DMF，加入26.6克干燥的百菌清晶體，油浴加熱攪拌，實際反應溫度應控制在85℃以下，加熱并研磨32克氟化鉀，待百菌清晶體大部分溶解后趁熱加入研細的氟化鉀，之后加入2.6克聚乙二醇-1000，逐漸升溫，使反應溫度保持在110℃-120℃反應5小時，自然冷卻至室溫。將冷卻后的反應液過濾，用DMF洗滌濾渣，合并洗液和濾液，加入到1500ml水中，產生固體沉淀，抽濾得土黃色粗品，用環己烷重結晶，得淺黃色針狀晶體產物，產率40％～70％，熔點106℃-108℃，純度經氣相色譜法測定達96％以上。
實施例3在500ml的圓底燒瓶中加入120ml過濾干燥過的DMF，1.2克四丁基溴化銨和26.6克干燥的百菌清晶體，油浴加熱至85℃使百菌清晶體大部分溶解。研磨并干燥32克氟化鉀，趁熱加入到反應體系中，逐漸升溫，反應溫度控制在105℃-115℃，攪拌反應8小時后，自然冷卻至室溫。將冷卻后的反應液過濾，用DMF洗滌濾渣，合并洗液和濾液，并加入1500ml水，攪拌后抽濾得土黃色粗品，用環己烷加熱重結晶，得白色針狀晶體產物。產率40％～70％，熔點106℃-108℃，純度經氣相色譜法測定達96％以上。
權利要求
1 5-氯-2，4，6-三氟-1，3-間苯二甲腈(II)的催化合成工藝，合成方法如下式所示
2 權利要求1所述的催化合成方法原料為2，4，5，6-四氯-1，3-間苯二甲腈(I，俗名百菌清)，氟代試劑為無水氟化鉀。化合物(I)在催化劑作用下進行氟化反應，將化合物(I)中2，4，6-位的氯轉變為氟，即生成化合物5-氯-2，4，6-三氟-1，3-間苯二甲腈(II)。
3 根據權利要求1所述的合成方法，其特征在于所用催化劑為冠醚類化合物(12-冠-4、15-冠-5、18-冠-6、苯并18-冠-6、二苯并18-冠-6、二苯并24-冠-8)，乙腈為溶劑。
4 根據權利要求1所述的合成方法，其特征在于所用催化劑為聚乙二醇類化合物(PEG-200、PEG-300、PEG-400、PEG-600、PEG-800、PEG-1000、PEG-1500、PEG-2000、PEG-3000、PEG-4000、PEG-6000、PEG-8000)，DMF為溶劑。
5 根據權利要求1所述的合成方法，其特征在于所用催化劑為季銨鹽類化合物(四甲基氯化胺、四甲基溴化胺、四乙基氯化胺、四乙基溴化胺、四丁基氯化胺、四丁基溴化胺、芐基三甲基氯化銨、芐基三甲基溴化銨、十二烷基三甲基氯化銨、十六烷基三甲基氯化銨、十八烷基三甲基氯化銨、十二烷基二甲基芐基氯化銨、十四烷基二甲基芐基氯化銨、十八烷基二甲基芐基氯化銨)，DMF為溶劑。
6根據權利要求1所述的合成方法，上述三類催化劑用量為百菌清質量的0.1％～10％。
全文摘要
本發明公開了5－氯－2，4，6－三氟－1，3－間苯二甲腈的催化合成工藝及其所使用的催化劑。合成工藝為以2，4，5，6－四氯－1，3－苯二甲腈為原料，以無水氟化鉀為氟代試劑，在催化劑作用下，發生氟代反應，生成具有更高殺菌活性的化合物5－氯－2，4，6－三氟－1，3－苯二甲腈。所使用的催化劑為冠醚類、聚乙二醇類和季銨鹽等三類化合物。該催化方法具有反應收率較高、反應穩定性和重現性好，且產品品質穩定的特點。
文檔編號C07C255/51GK101092376SQ20071006572
公開日2007年12月26日 申請日期2007年3月16日 優先權日2007年3月16日
發明者樊會丹, 林軍, 嚴勝驕, 劉茂華, 李文娟, 高建華, 張從海, 朱建 申請人:云南大學