3，4-二氟苯腈的合成与应用

背景及概述

3，4-二氟苯腈为白色至淡黄色晶体粉末，常作为医药、农药、液晶材料中间体在医药、化工等领域广泛应用。3，4-二氟苯腈是合成选择性除草剂氰氟草酯(cyhalofop butyl)的重要中间体。可由3，4-二氯苯甲酰氯为原料经酰氨化、脱水和氟化制得3，4-二氟苯腈。本文简述3，4-二氟苯腈的应用与制备。

应用

3，4-二氟苯腈是选择性除草剂氰氟草酯的重要中间体。氰氟草酯是用于水稻的选择性除草剂。无论对移栽和直播水稻均相当安全，是自前国际上公认的优良的水稻除草剂。氰氟草酯专利保护即将到期，预计今后国内需求量会很大。目前3，4-二氟苯腈在国内尚无生产.进口价格相当昂贵，因此及早开发中间体3，4-二氟苯腈是非常必要的。

制备

文献报道3，4-二氟苯腈的合成方法较多，本文由3，4-二氯苯甲酰氯为原料经酰氨化、脱水和氟化制得3，4-二氟苯腈。原料3，4-二氯苯甲酰氯市场上有供应且价廉，前二步为经典反应且收率高，仅氟化一步有难度，是一种较好的工业化方法[1]。

图1 3，4-二氟苯腈的合成反应式

实验操作：

3，4-二氟苯甲酰胺的合成

在2000 mL三口反应瓶中加入氨水224.1 g(33mol)和水1100mL，室温搅拌。在1 h内将熔化的3，4-二氯苯甲酰氯232 g(1.1 mol)滴入，滴加温度控制在20-25℃.加完继续搅拌2 h。取样GC分析显示原料已反应完全，生成的白色固体过滤，烘干得到209.5 g，经HPLC定量(外标法)测得含量97.5％，收率97.8％。

3，4-二氯苯腈的合成

在500mL三口反应瓶中加入3，4-二氯苯甲酰胺96.5 g(0.5 mol)、氯苯250 mL，搅拌加热至90℃。在1h内滴加氯化亚砜89.3 g(0.75 mol)，控制温度在90-100℃，滴加结束后加热回流。此时有大量气体生成，需用稀碱水吸收。约2.5 h后取样GC分析显示原料已反应完全。冷却，用水泵减压收集氯苯、氯化亚砜馏分(40～95℃／0.095 Mpa)，残液加入200 g正已烷，在低于60℃下加热溶解，冷却至0～10℃结晶析出，过滤烘干得到浅黄色产品70.8 g，经HPLC定量(外标法)测得含量95.0％，收率78.2％。

3，4-二氟苯腈的合成

在1000 mL三口反应瓶上装上搅拌器、温度计和分水器，加入喷雾干燥的氟化钾145.3 g(2.5 mol)、四苯基溴化磷21g(0.05 mol)和甲苯200mL，油浴加热共沸脱水。脱水结束冷却到50℃，加入1，3-二甲基咪唑啉-2-酮250 mL和3，4-二氟苯腈86 g(0.5mol)，在氮气保护下回流24 h，冷却到室温，加入500mL乙醚。过滤水洗，常压蒸去乙醚，减压精馏得到36.1 g产品，经HPLC定量(外标法)测得含量99.0％，收率52.0％。1HNMR(CDCl3) δ：7.26～7.89(3H，m，Ph)。

结果与讨论

3，4-二氟苯腈用氟化钾进行氟化，首先生成3-氯-4-氟苯腈。必须在非常苛刻的条件下反应：用喷雾干燥的氟化钾、1，3-二甲基咪唑啉-2-酮作溶剂、四苯基溴化磷作催化剂，在225℃下进行回流反应，才能得到收率较低(52.0％)的3，4-二氟苯腈，且仍有31.0％的3-氯-4-氟苯腈。由于3-氯-4-氟苯腈和3，4-二氟苯腈的沸点比较接近，必须通过精馏才能得到纯的3，4-二氟苯腈。

结论

综合上述试验结果，可得出如下结论：此合成路线中，以3，4-二氯苯甲酰氯为原料经酰氨化、脱水、氟化三步合成3，4-二氟苯腈的合成路线最有希望工业化，总收率39.8％，产品含量99.0％。但是氟化的收率较低，尚须将回收的3-氯-4-氟苯腈进一步氟化为3，4-二氟苯腈。氟化的溶剂也需替代为廉价的溶剂。

参考文献

[1] Suzuki, Hiroshi; Kimura, Yoshikazu Journal of Fluorine Chemistry, 1991 , vol. 52, # 3 p. 341 - 351