一種新型含氟雙酚化合物的制備方法
【專利摘要】本發明涉及一種新型含氟雙酚化合物的制備2，2-雙[4-(2，4-二氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷的制備方法，包括步驟：間二溴苯的鋰化，制備間苯二鋰鹽；間苯二鋰鹽和六氟丙酮的加成反應，制備1,3-二(2-羥基-六氟丙叉基)苯；1,3-二(2-羥基-六氟丙叉基)苯與苯酚的縮合反應，制備1,3-二(1-(4-羥基苯基)-六氟丙叉基)苯。本發明操作簡單，成本低廉，所得產品純度>99％，適用于工業化生產。
【專利說明】一種新型含氟雙酚化合物的制備
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種新型含氟雙酚化合物1，3_ 二(2-(4-羥基苯基)_六氟丙叉基)苯的合成方法，屬于精細化工【技術領域】。
技術背景
[0002]從20世紀30年代初期氟里昂問世以來，有機氟化學一直表現出蓬勃發展的趨勢，含氟化合物幾乎深入到我們日常生活的方方面面。1945年之后，隨著冷戰的開始，各種各樣的防務計劃為不斷地發展氟化學和利用含氟化合物提供了經久不衰的原動力。到20世紀的50~60年代由于更多的民用產品如含氟藥物，農藥及含氟材料的出現將有機氟化學研究推向了前沿領域，如被稱為哈龍(Halon)的物質是一類含溴含氟的烷烴類化合物，它是一類直到現在還被廣泛使用的化學滅火劑。 [0003]1938年，杜邦公司普蘭科特(Plunkett)發明的聚四氟乙烯(PTFE)成為含氟聚合物研究和應用的開端【含氟材料的研究開發，[日]山邊正顯松尾仁主編，聞建勛譯，華東理工大學出版社，2003年6月第一版】。目前，PTFE的應用已從最初的航空、航天和軍工等國防領域擴展到石油化工、機械、電子電器、建筑、紡織等國民經濟的各個領域。高強度高韌性的氟樹脂乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)是另一重要的含氟聚合物。奧運場館“水立方”便是ETFE膜結構建筑的典型代表。除了聚合物外，很多小分子的有機氟化物在電子工業中也有多方面的應用。一些含氟的有機化合物氣體，如=CClF3, CHF3和C2F6等，在制造微芯片的等離子蝕刻過程中，被用做蝕刻劑。在醫藥化學領域，向有機分子中引入氟原子是開發新的抗癌藥物、抗腫瘤藥物、抗病毒藥物、消炎藥物等的重要方向。在現代農作物保護方面，含氟農用化學品已廣泛用作除草劑、殺蟲劑以及殺菌劑等。近年來，利用正電子發射斷層掃描(PET)技術診斷腫瘤及癌癥得到廣泛的關注和應用。[18F]-2-氟-脫氧葡萄糖(FDG)是應用最為廣泛的癌癥診斷PET探針【T.Ritter.AFluoride-Derived Electrophilic Late-StageFluorination Reagent for PET Imaging.Science2011, 334，639】。
[0004]綜合國內外文獻來看，在高分子材料領域，含多氟化合物的制備集中在聚酰亞胺、環氧丙烷表面活性劑和氟碳塑料用單體。聯合合碳化工業氣體技術公司報導了應用于聚砜膜的含氟單體六氟代BIS-A【川上?詹姆士 ?河吉美,等.碳化的六氟代BIS-A聚砜膜及其用于流體分離的方法.CN90109597.4】。美國3M公司公開了一種重要的化工中間體六氟代丙酮的制備方法，是從六氟丙酮肟制備六氟丙酮的方法，包括加熱六氟丙酮肟(或其溶劑配合物)和一高濃度無機酸以產生六氟丙酮【Y ?切布可夫.六氟丙酮及其肟的制備.CN95191786.2】。上海康鵬化學有限公司和央硝子株式會社則公開了雙(2-羥基六氟丙基)苯酚的制備方法，以雙(2-羥基六氟丙基)苯為原料在溶劑和硫酸中與二溴海因反應得到溴化中間體，將溴化中間體在堿性金屬水溶液及催化劑條件下水解成雙(2-羥基六氟丙基)苯酚，這是一類重要的含氟酚類化合物【楊建華，等.雙(2-羥基六氟丙基)苯酚的制備方法? CN200510028549_2]o
[0005]東華大學公開了一種含氟有機胺類2，2-雙[4-(2，4-二氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷，應用在制備含氟聚酰胺和含氟聚酰亞胺材料中【虞鑫海.2，2-雙[4-(2，4- 二氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷的制備方法.CN200810034956_8】。含氟有機胺也可以用作環氧樹脂的含氟固化劑，東華大學和上海睿兔電子材料有限公司公開了一種2，2-雙[4-(2，4_ 二氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷型耐高溫環氧膠粘劑及其制備方法，由質量比為1:1-2的A組份和B組份組成，其中，A組份是由2，2-雙[4-(2，4- 二氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷與環氧樹脂反應而成的共聚物出組份是由2，2-雙[4-(2，4-二氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷與芳香族二元酸酐在強極性非質子有機溶劑和甲苯中反應而成的固含量為15%-30%的均相透明溶液【虞鑫海，等.2，2-雙[4-(2，4-二氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷型耐高溫環氧膠粘劑及其制備方法.CN201310076575_7]o濟南大學則公開了一種2，2-雙(4-羧基苯基)六氟丙烷的制備方法，以2，2-雙(4-甲基苯基)六氟丙烷為原料，在N-羥基鄰苯二甲酰亞胺和過渡金屬鹽催化劑、氧氣氧化劑進行催化氧化反應制備【張書香，等.新催化體系下2，2-雙(4-羧基苯基)六氟丙烷的制備方法.CN201110400454_4】。
[0006]盡管含多氟化合物的報導很多，但關于含氟酚類化合物的報導較少，還沒有發現1，3_ 二(2-(4-羥基苯基)-六氟丙叉基)苯的專利公開報導。本發明公開一種新型含氟雙酚化合物1，3-二(2-(4-羥基苯基)-六氟丙叉基)苯的合成方法，操作簡便、成本低、產率高和純度高。本發明公開一種新型含氟雙酚化合物1，3-二(2-(4-羥基苯基)-六氟丙叉基)苯是含氟高分子材料的重要原料。
【發明內容】
[0007]本發明的目的在于提供一種新型含氟雙酚化合物1，3- 二(2-(4-羥基苯基)-六氟丙叉基)苯的合成方法。
[0008]為實現上述目的，本發明提供的合成方法如圖1所示，其特點在于包含三個連續步驟:a)間二溴苯的鋰化，制備間苯二鋰鹽；b)間苯二鋰鹽和六氟丙酮的加成反應，制備1，3- 二(2-羥基-六氟丙叉基)苯；c) I, 3- 二(2-羥基-六氟丙叉基)苯與苯酚的縮合反應，制備1，3- 二(2-(4-羥基`苯基)-六氟丙叉基)苯。
[0009]步驟a)中的間二溴苯的鋰化，在四氫呋喃、乙醚和甲苯-三乙胺的一種或混合溶劑中進行；間二溴苯和金屬鋰的摩爾配比控制在(2~3):1 ;鋰化反應在氮氣保護的無水無氧條件下進行；鋰化反應的溫度40~80°C，反應時間3-12h。通過控制以上鋰化參數，可以實現間二溴苯的完全鋰化。需要特別強調的是，反應必須在無水無氧條件下進行，否則極大影響轉化率。溶劑經過4A分子篩除水處理，如果直接采用市售分析純溶劑，其中的微量水分對于反應順利進行有所影響。
[0010]步驟b)中的間苯二鋰鹽和六氟丙酮的加成反應，是將六氟丙酮滴加到a)步驟得到的間苯二鋰鹽溶液中，滴加速度控制在使反應溫度<40°C，反應時間l-10h。間苯二鋰鹽和六氟丙酮的加成反應在室溫下即可順利進行，溫度過高反而會導致副反應。因此保持自然溫度下反應即可。溶劑對該步影響很大，當選用甲苯等非極性溶劑時，加入一部分四氫呋喃或三乙胺,有利于反應順利進行。
[0011]步驟c)中的1，3_ 二(2-羥基-六氟丙叉基)苯與苯酚的縮合反應，溶劑是甲苯、四氫呋喃和乙醚中的一種或混合物；反應在酸性催化劑作用下進行，酸性催化劑是硫酸、鹽酸、磷酸、對甲苯磺酸、磷鎢酸和酸性蒙脫土的一種或混合物，用量是苯酚質量的0.5~3% ；縮合反應溫度40-100°C，反應時間3-10h。反應溫度和反應時間對于轉化率影響很大；考慮到該反應沒有副反應，建議采用較高的反應溫度，比如70-100°C。采用薄板色譜檢測反應的進展，當反應基本完全時，即可冷卻提純。
[0012]本發明公開的一種新型含氟雙酚化合物1，3- 二(2- (4-羥基苯基)-六氟丙叉基)苯的合成方法，具有3個特點:
[0013](I)操作簡便，易于實現工業化；
[0014](2)采用常用價廉的原料和溶劑，成本低；
[0015](3)作為含氟材料的單體原料，合成含氟環氧樹脂、含氟氰酸酯樹脂、含氟不飽和聚酯樹脂和其它含氟高分子材料，應用廣泛。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖11，3-二(2-(4-羥基苯基)_六氟丙叉基)苯的合成路線圖【具體實施方式】
[0017]以下是本發明的實施例，但本發明并不局限于以下實施例，任何基于本發明所述方法進行的制備參數調整，都在本發明范圍之內。
[0018]實施例1
[0019]在裝有回流冷凝管(冷凝管上端裝有氮氣保護氣球)、溫度計和加料漏斗的500mL玻璃瓶中，加入200ml四氫呋喃和2.8g(0.4mol)鋰絲，加熱到40°C，在激烈攪拌下滴加
11.8g(0.2mol)間二溴苯，鋰化反應引發后，反應液溫度很快升高到沸騰。控制滴加速率保持微沸狀態，全部滴完約需lh。保持微沸狀態繼續反應2h，鋰絲完全消失。
[0020]以上反應液冷卻至室溫，在攪拌下滴加62g(0.4mol)六氟丙酮，控制滴加速度保持反應液溫度不高于40°C，六氟丙酮在Ih內滴加完畢，繼續自然反應3h得到混濁懸浮液。用10%鹽酸中和，轉變為透明反應液。將反應液真空蒸餾除去揮發份得到白色固體。
[0021]用100ml甲苯萃取后,用4*30ml去離子水洗漆甲苯溶液,然后加入15g無水硫酸鈉干燥劑，靜置過夜；過濾除去干燥劑，得甲苯溶液。將甲苯溶液中再加入38g(0.4mol)苯酚，同時加入0.4g對甲苯磺酸，加熱到70°C反應6h。冷卻到室溫后，用6*30ml去離子水洗滌甲苯反應液。將分液得到的甲苯溶液真空蒸餾除去甲苯得到含氟雙酚化合物1，3- 二(2-(4-羥基苯基)_六氟丙叉基)苯84g。總收率:78%。
[0022]元素分析:C,40.5% ；H, 3.32% ；F, 38.1%。IC-MS 質譜分析:M+ (分子量)，538。GC:99% (純度)。熔點(熱臺顯微鏡法):136°C。溶解性(良溶劑):乙醇；丙酮；四氫呋喃。
[0023]實施例2
[0024]在裝有回流冷凝管(冷凝管上端裝有氮氣保護氣球)、溫度計和加料漏斗的500mL玻璃瓶中，加入200ml甲苯-四氫呋喃(質量比3:1)和2.8g(0.4mol)鋰絲，加熱到60°C，在激烈攪拌下滴加11.8g(0.2mol)間二溴苯，鋰化反應引發后，反應液溫度很快升高到微沸。控制滴加速率保持微沸狀態，全部滴完約需0.5h(相比四氫呋喃介質沸點要高，滴加速度就可以快一些)。保持微沸狀態繼續反應lh，鋰絲完全消失。
[0025]以上反應液冷卻至室溫，在攪拌下滴加62g(0.4mol)六氟丙酮，控制滴加速度保持反應液溫度不高于40°C，六氟丙酮在Ih內滴加完畢，繼續自然反應5h得到混濁懸浮液。用10%鹽酸中和，轉變為透明反應液。將反應液真空蒸餾除去揮發份得到白色固體。
[0026]用100ml甲苯萃取后,用4*30ml去離子水洗漆甲苯溶液,然后加入15g無水硫酸鈉干燥劑，靜置過夜；過濾除去干燥劑，得甲苯溶液。將甲苯溶液中再加入38g(0.4mol)苯酚，同時加入0.5g磷酸，加熱到80°C反應4h。冷卻到室溫后，用6*30ml去離子水洗滌甲苯反應液。將分液得到的甲苯溶液真空蒸餾除去甲苯得到含氟雙酚化合物1，3-二(2-(4-羥基苯基)-六氟丙叉基)苯79g。總收率:73%。
[0027]元素分析:C,40.3% ；H, 3.32% ；F, 37.9%。IC-MS 質譜分析:M+ (分子量)，538。GC:99% (純度)。熔點(熱臺顯微鏡`法):135°C。溶解性(良溶劑):乙醇；丙酮；四氫呋喃。
【權利要求】
1.一種含氟雙酚化合物1，3-二(2-(4-羥基苯基)-六氟丙叉基)苯的制備方法，其特征在于，包含三個連續步驟:a)間二溴苯的鋰化，制備間苯二鋰鹽；b)間苯二鋰鹽和六氟丙酮的加成反應，制備1，3- 二(2-羥基-六氟丙叉基)苯；c) 1，3- 二(2-羥基-六氟丙叉基)苯與苯酚的縮合反應，制備1，3-二(2-(4-羥基苯基)-六氟丙叉基)苯。
2.根據權利要求1所述的一種含氟雙酚化合物1，3-二(2-(4-羥基苯基)_六氟丙叉基)苯的制備方法，其特征在于，步驟a)中的間二溴苯的鋰化，在四氫呋喃、乙醚和甲苯-三乙胺的一種或混合溶劑中進行；間二溴苯和金屬鋰的摩爾配比控制在(2~3):1 ;鋰化反應在氮氣保護的無水無氧條件下進行；鋰化反應的溫度40~80°C，反應時間3-12h。
3.根據權利要求1所述的一種含氟雙酚化合物1，3-二(2-(4-羥基苯基)_六氟丙叉基)苯的制備方法，其特征在于，步驟b)中的間苯二鋰鹽和六氟丙酮的加成反應，是將六氟丙酮滴加到a)步驟得到的間苯二鋰鹽溶液中，滴加速度控制在使反應溫度<40°C，反應時間 1-1Oh。
4.根據權利要求1所述的一種含氟雙酚化合物1，3-二(2-(4-羥基苯基)-六氟丙叉基)苯的制備方法，其特征在于，步驟c)中的1，3_ 二(2-羥基-六氟丙叉基)苯與苯酚的縮合反應，溶劑是甲苯、四氫呋喃和乙醚中的一種或混合物；反應在酸性催化劑作用下進行，酸性催化劑是硫酸、鹽酸、磷酸、對甲苯磺酸、磷鎢酸和酸性蒙脫土的一種或混合物，用量是苯酚質量的0.5~3% ;縮合反應溫度40-100°C，反應時間3-10h。
5.一種將按照權利要求1所述方法合成的1，3-二(2-(4-羥基苯基)-六氟丙叉基)苯，其特征在于，制備簡便 、成本低廉、作為高分子材料的單體原料。
【文檔編號】C07C37/11GK103641692SQ201310616241
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年11月27日 優先權日:2013年11月27日
【發明者】王明存, 王志強 申請人:北京航空航天大學, 中國航空工業集團公司濟南特種結構研究所