3-[2-氯-4-(三氟甲基)苯氧基]苯甲酸的合成

陳會(huì)存，李樹(shù)柏，單寶龍，劉 謙

(青島瀚生生物科技股份有限公司 技術(shù)中心，青島 266101)

3-[2-氯-4-(三氟甲基)苯氧基]苯甲酸的合成

陳會(huì)存，李樹(shù)柏，單寶龍，劉 謙

(青島瀚生生物科技股份有限公司 技術(shù)中心，青島 266101)

3-[2-氯-4-(三氟甲基)苯氧基]苯甲酸為除草劑氟磺胺草醚合成路線中的關(guān)鍵中間體。傳統(tǒng)合成路線以3,4-二氯三氟甲苯為起始原料，本研究以 3-硝基-4-氯三氟甲苯為原料，經(jīng)縮合醚化、加氫還原、重氮化等步驟合成上述中間體，增強(qiáng)了反應(yīng)活性，提高了反應(yīng)選擇性，避免副產(chǎn)物的產(chǎn)生，提高了終產(chǎn)品的純度和收率，操作簡(jiǎn)便，易于工業(yè)化生產(chǎn)。

氟磺胺草醚；中間體；改進(jìn)；合成

氟磺胺草醚是一種具有高度選擇性的大豆、花生田苗后除草劑，能有效地防除大豆、花生田闊葉雜草和香附子，對(duì)禾本科雜草也有一定防效。此藥劑能被雜草根葉吸收，使其迅速枯黃死亡，噴藥后4～6 h 遇雨不影響藥效，對(duì)大豆安全[1]。3-[2-氯-4-(三氟甲基)苯氧基]苯甲酸是氟磺胺草醚的關(guān)鍵中間體，目前的合成方法均采用3,4-二氯-三氟甲苯為起始原料[2]，經(jīng)成鹽、縮合、酸化反應(yīng)生成，其中烏爾曼縮合反應(yīng)條件較為苛刻[3]，且不可避免 3-位氯縮合異構(gòu)副反應(yīng)，此副產(chǎn)物大約占比 5%～10%[4]。副產(chǎn)物與產(chǎn)物性質(zhì)接近，難以分離，最終造成氟磺胺草醚的收率、含量低，固廢多。

為解決上述中間體合成工藝路線中的缺點(diǎn)，提高反應(yīng)選擇性，提高終產(chǎn)品氟磺胺草醚原藥含量及收率，本文進(jìn)行了針對(duì)性的研究。改變起始原料3,4-二氯三氟甲苯為3-硝基-4-氯三氟甲苯，與間羥基苯甲酸在堿性條件下縮合醚化合成 3-[2-硝基-4-(三氟甲基)苯氧基]苯甲酸，再加氫還原硝基，最后重氮化氯代合成3-[2-氯-4-(三氟甲基)苯氧基]苯甲酸。本研究較傳統(tǒng)工藝有2點(diǎn)優(yōu)勢(shì)：首先，硝基推電子基團(tuán)的存在，促進(jìn)氯的離去，使烏爾曼縮合反應(yīng)條件趨于溫和；其次，沒(méi)有3-位氯縮合異構(gòu)副反應(yīng)的產(chǎn)生，提高中間體 3-[2-氯-4-(三氟甲基)苯氧基]苯甲酸的純度及收率，從而進(jìn)一步提高終產(chǎn)品氟磺胺草醚原藥的純度及收率，減少固廢量，成本優(yōu)勢(shì)明顯。

圖1為傳統(tǒng)合成路線，改進(jìn)后的合成路線見(jiàn)圖2。

圖1 傳統(tǒng)3-[2-氯-4-(三氟甲基)苯氧基]苯甲酸合成工藝路線

圖2 改進(jìn)3-[2-氯-4-(三氟甲基)苯氧基]苯甲酸合成工藝路線

1 試驗(yàn)部分

1.1 試劑與儀器

3-硝基-4-氯三氟甲苯，青島瀚生生物科技股份有限公司自產(chǎn)；間羥基苯甲酸，日照力德士化工有限公司；DMF、NaOH、CuCl，上海埃彼化學(xué)試劑有限公司；甲醇，天津四友精細(xì)化學(xué)品有限公司；Pt/C，陜西瑞科新材料股份有限公司；加氫釜，威海嘉毅化工機(jī)械有限公司；Agilent 1200高效液相色譜儀。

1.2 合成

1.2.1 3-[2-硝基-4-(三氟甲基)苯氧基]苯甲酸

稱14.1 g (0.1 mol)間羥基苯甲酸、8.2 g (0.2 mol)氫氧化鈉，量取30 mL DMF置于帶電動(dòng)攪拌器的100 mL四口燒瓶中回流攪拌1 h。反應(yīng)完畢，脫除部分DMF和水，控制水分低于1%。脫除完畢，加入23.0 g (0.1 mol)3-硝基-4-氯三氟甲苯，補(bǔ)充15 mL DMF，回流反應(yīng)4 h。反應(yīng)完畢，把反應(yīng)液倒入200 mL的水中，用鹽酸酸化，過(guò)濾，烘干得3-[2-硝基-4-(三氟甲基)苯氧基]苯甲酸31.7 g，含量98%。

1.2.2 3-[2-氨基-4-(三氟甲基)苯氧基]苯甲酸

稱取33.4 g (0.1 mol)3-[2-硝基-4-(三氟甲基)苯氧基]苯甲酸、1.0 g 5%的Pt/c，量取100 mL甲醇加入500 mL高壓加氫釜中。在1.6 Mpa的氫氣壓力下發(fā)生還原，反應(yīng)溫度 20～30 ℃，反應(yīng)釜壓力下降到1.4 Mpa時(shí)，用氫氣補(bǔ)壓到1.6 Mpa，直至反應(yīng)釜壓力不再下降，反應(yīng)完畢。然后過(guò)濾除去催化劑，將甲醇蒸除，加水200 mL，過(guò)濾備用。

1.2.3 3-[2-氯-4-(三氟甲基)苯氧基]苯甲酸

將上述所得濕料加入到 40.5 g、36%的濃鹽酸中，攪拌打漿，降溫到0 ℃。緩慢滴加30.3 g、35%(0.15 mol)亞硝酸鈉水溶液，溫度控制在0～5 ℃，加畢繼續(xù)保溫反應(yīng)30 min。反應(yīng)完畢，加入氯化亞銅0.2 g，緩慢升溫至60 ℃，開(kāi)始滴加10 g、36%的濃鹽酸，滴加完畢，控制溫度80～85 ℃反應(yīng)2 h。反應(yīng)完畢，降溫到50～60 ℃過(guò)濾，水洗濾餅，烘干得3-[2-氯-4-(三氟甲基)苯氧基]苯甲酸30.8 g，含量98%，總收率 90.3%，(以 3-硝基-4-氯三氟甲苯計(jì))熔點(diǎn)123～124 ℃。文獻(xiàn)收率 85.1%，熔點(diǎn) 123～125 ℃[5-6]。

2 結(jié) 論

以3-硝基-4-氯三氟甲苯為起始原料，替代傳統(tǒng)路線的3,4-二氯三氟甲苯，經(jīng)縮合醚化、加氫還原、重氮化氯代等步驟反應(yīng)得到氟磺胺草醚重要中間體3-[2-氯-4-(三氟甲基)苯氧基]苯甲酸，總收率90.3%，含量98%，均高于文獻(xiàn)值。

在反應(yīng)過(guò)程中，硝基的存在促進(jìn)烏爾曼縮合進(jìn)程，反應(yīng)條件更為溫和；同時(shí)硝基的占位成功抑制了3-位氯的副產(chǎn)物產(chǎn)生，使最終產(chǎn)品氟磺胺草醚原藥的含量與收率均有不同幅度的提高。

[1] S.M.布朗,B.D.戈特,J.P.穆克斯沃斯. 制備二苯醚化合物的方法: CN,1411437A[P]. 2003-04-16.

[2] 趙曉宇,鄭全軍,張洪杰,等. 氟磺胺草醚合成工藝改進(jìn)研究[J]. 化學(xué)工程師,2008,(2): 17－21.

[3] 程曉燕,李永祥,李京海,等. 有機(jī)中間體 3-[2-氯-4-(三氟甲基)苯氧基]苯甲酸的合成[J]. 化工中間體,2103,(1): 39－41.

[4] DAVID Y.TANG,BYRON R.COTTER,FREDERICK J.GOETZ；et al.Method for the preparation of nitrodiphenyl ethers: US,4469893[P].1984-09-04.

[5] 張海濱,沈書(shū)群,田昌明,等. 有機(jī)中間體 3-[2-氯-4-(三氟甲基)苯氧基]苯甲酸的合成改進(jìn)[J]. 安徽化工,2006,(3): 43－44.

[6] 張海濱,陸亞平,沈書(shū)群,等. 3-[2-氯-4-(三氟甲基)苯氧基]苯甲酸合成工藝改進(jìn)[J]. 現(xiàn)代農(nóng)藥,2005,4(5): 6－7.

Synthesis of 3-[2-Chloro-4-(trifluoromethyl)phenoxy] Benzoic Acid

CHEN Huicun,LI Shubo,SHAN Baolong,LIU Qian
(Qingdao Hansen Biologic Science Co.,Ltd.,Qingdao 266101,Shandong,China)

3-[2-Chloro-4-(trifluoromethyl)phenoxy]benzoic acid is an important intermediate for synthesis of fomesafen and synthesized from 3,4-dichlorotrifluorotoluene in traditional methods. In this study,it is synthesized from 1-chloro-2-nitro-4-(trifluoromethyl)benz by condensation,hydrogenation reduction,diazotization. In this synthesis method reactivity enhanced,the selectivity of the reaction improved,by-products eliminated,purity and yield of final products improved,and was easy to operate and industrialize.

fomesafen; intermediates; improve; synthesis

10.16201/j.cnki.cn31-1827/tq.2017.06.06

TQ450

A

1009-6485(2017)06-0033-02

陳會(huì)存(1986—)，男，主要從事原藥有機(jī)合成開(kāi)發(fā)及應(yīng)用工作。E-mail: chen1986hc@163.com。

2017-07-17。