專利名稱：氟化甲基芐基醇的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及氟化甲基芐基醇的生產(chǎn)方法，其中通過使氟化苯二甲醇上的一個羥基進(jìn)行氫解，特別是在催化劑存在下在溶劑中進(jìn)行氫解。氟化甲基芐基醇可用作醫(yī)學(xué)和藥學(xué)產(chǎn)品、農(nóng)業(yè)化學(xué)品或其它有機化合物的原料或中間體。例如，JP-B-1-20143/1989公開了氟化甲基-芐基醇與環(huán)丙烷甲酸反應(yīng)以獲得具有高殺蟲活性的醚。
背景技術(shù)：
例如，已提出了以下的一些方法用于生產(chǎn)氟化甲基-芐基醇1)JP-B-4-6694/1992公開了一種4-甲基-2，3，5，6-四氟芐基醇的生產(chǎn)方法，其中在無水醚中用氫化鋁鋰還原4-甲基-2，3，5，6-四氟苯甲酸，還公開了3-甲基-2，4，5，6-四氟芐基醇的生產(chǎn)方法，其中在甲醇中用氫硼化鈉還原3-甲基-2，4，5，6-四氟苯甲醛。
2)JP-A-63-77829/1988公開了一種2-甲基-3，4，5，6-四氟芐基醇的生產(chǎn)方法，其中在四氫呋喃中使五氟芐基醇與甲基溴化鎂反應(yīng)。
3)DE-B-3714602公開了一種4-甲基-2，3，5，6-四氟芐基醇的生產(chǎn)方法，其中在1，2-二甲氧基乙烷中用氫硼化鈉還原4-甲基-2，3，5，6-四氟苯甲酸。
4)GB-B-2155464公開了一種4-甲基-2，3，5，6-四氟芐基醇的生產(chǎn)方法，其中用氫硼化鈉還原4-甲基-2，3，5，6-四氟苯甲酰氯。
但是，這些方法還不能有利地用于工業(yè)化生產(chǎn)過程中，其原因是存在以下問題采用昂貴的還原劑，需要為這些還原劑控制嚴(yán)格的濕度條件。
發(fā)明目的因此，本發(fā)明的目的是提供一種氟化甲基-芐基醇的生產(chǎn)方法，該方法可以工業(yè)化進(jìn)行。
解決問題的手段本發(fā)明包含下述主題。
一種由式(2)表示的氟化甲基芐基醇的生產(chǎn)方法 (其中，m表示0-3的一個整數(shù)，n表示1-4的一個整數(shù)，m+n為1-4的一個整數(shù))，該方法包括氫解式(1)表示的氟化苯二甲醇的一個羥基 (其中，m和n如上述定義)。
如上述[1]所述的氟化甲基芐基醇的生產(chǎn)方法，其中，氟化苯二甲醇由式(3)表示 (其中，n表示1-4的一個整數(shù))，相應(yīng)的氟化甲基-芐基醇如式(4)所示 (n如上述定義)。
如上述[1]所述的氟化甲基芐基醇的生產(chǎn)方法，其中，氟化苯二甲醇為由式(5)表示的四氟苯二甲醇 相應(yīng)的氟化甲基-芐基醇為由式(6)表示的四氟甲基-芐基醇 [4]如上述[3]所述的氟化甲基芐基醇的生產(chǎn)方法，其中，式(5)的四氟苯二甲醇是2，3，5，6-四氟苯-1，4-二甲醇，式(6)的四氟甲基-芐基醇是2，3，5，6-四氟-4-甲基-芐基醇。
如上述[1]至[4]任一項所述的氟化甲基芐基醇的生產(chǎn)方法，其中，氫解在催化劑存在下在溶劑中進(jìn)行。
如上述[5]所述的氟化甲基芐基醇的生產(chǎn)方法，其中，催化劑包含至少一種選自鈷、鐵、銅、鎳、鉑、鈀和錸的金屬，氫解過程采用氫氣。
如上述[6]所述的氟化甲基芐基醇的生產(chǎn)方法，其中，催化劑是至少一種選自海綿鈷催化劑，改性海綿鈷催化劑，海綿鎳催化劑和改性海綿鎳催化劑的催化劑。
如上述[6]所述的氟化甲基芐基醇的生產(chǎn)方法，其中，催化劑為海綿鈷催化劑或改性海綿鈷催化劑。
如上述[6]所述的氟化甲基芐基醇的生產(chǎn)方法，其中，催化劑為負(fù)載型鈷催化劑，負(fù)載型鎳催化劑，負(fù)載型鈀催化劑或負(fù)載型錸催化劑。
如上述[5]至[9]任一項所述的氟化甲基芐基醇的生產(chǎn)方法，其中，溶劑為單一溶劑或混合溶劑，包含至少一種選自飽和脂族烴或脂環(huán)烴，芳烴，醇溶劑，脂族烴或脂環(huán)烴的醚和水的溶劑。
如上述[10]所述的氟化甲基芐基醇的生產(chǎn)方法，其中，溶劑為單一溶劑或混合溶劑，包含至少一種選自甲苯、二甲苯、甲醇、乙醇、二噁烷和水的溶劑。
如上述[1]至[11]任一項的所述的氟化甲基芐基醇的生產(chǎn)方法，其中，氫解反應(yīng)在氫分壓0.05至15MPa下進(jìn)行。
如上述[5]至[12]任一項的所述的氟化甲基芐基醇的生產(chǎn)方法，其中，在氫解反應(yīng)中的溶劑用量為氟化苯二甲醇質(zhì)量的1至20倍。
如上述[6]至[13]任一項的所述的氟化甲基芐基醇的生產(chǎn)方法，其中，以氟化苯二甲醇為基準(zhǔn)，在氫解反應(yīng)中的氫氣用量為100至180mol％。
發(fā)明實施方式以下詳細(xì)描述本發(fā)明。
本發(fā)明涉及一種通過氫解氟化苯二甲醇的一個羥基而生產(chǎn)氟化甲基-芐基醇的方法，特別是在催化劑存在下在溶劑中進(jìn)行氫解。
在本發(fā)明用作原料的氟化苯二甲醇可通過公知方法合成。例如，四氟苯二甲醇可通過使2，3，5，6-四氟苯二甲醇二乙酸酯水解容易地進(jìn)行制備，如JP-A-1-238555/1989所述。
作為用于本發(fā)明中的催化劑，優(yōu)選采用金屬催化劑，特別是更為優(yōu)選包含至少一種選自鈷、鐵、銅、鎳、鉑、鈀和錸的金屬的催化劑。
所采用的催化劑可為金屬本身，海綿金屬催化劑或負(fù)載型催化劑。
本發(fā)明中采用的“海綿金屬催化劑”為多孔金屬催化劑，其可由合金獲得，所述合金包含一種在堿或酸中不可溶的金屬如鎳或鈷，和在堿或酸中可溶的金屬如鋁、硅、鋅或鎂，從而通過采用堿或酸而除去溶于堿或酸的金屬。
本發(fā)明中，優(yōu)選采用海綿鈷催化劑和海綿鎳催化劑。
此外，本發(fā)明中也可采用在除鎳或鈷之外的金屬或其金屬氧化物存在下改性獲得的改性海綿金屬催化劑。其實例可包括用鉬改性的改性海綿鎳催化劑和用錳改性的改性海綿鈷催化劑。
本發(fā)明中采用的“負(fù)載型催化劑”為在諸如二氧化硅、氧化鋁、二氧化硅-氧化鋁、活性炭或硅藻土的載體上負(fù)載至少包含一種金屬成分或金屬氧化物顆粒的高度分散的微細(xì)金屬的催化劑。
本發(fā)明中，優(yōu)選采用負(fù)載型鈷催化劑，負(fù)載型鐵催化劑，負(fù)載型銅催化劑，負(fù)載型鎳催化劑，負(fù)載型鉑催化劑，負(fù)載型鈀催化劑和負(fù)載型錸催化劑。
特別是，本發(fā)明優(yōu)選采用負(fù)載型鈷催化劑，負(fù)載型鎳催化劑，負(fù)載型鈀催化劑和負(fù)載型錸催化劑。
此外，本發(fā)明可采用如下的負(fù)載型催化劑，其包含作為主要組分的至少一種金屬，其選自鈷、鐵、銅、鎳、鉑、鈀和錸，其進(jìn)一步通過添加至少一種上述金屬物質(zhì)或其它金屬物質(zhì)使其改性。其實例可包括負(fù)載型鎳-銅-氧化鋁催化劑，負(fù)載型銅-鉻-二氧化硅催化劑，負(fù)載型鉑-錸-氧化鋁催化劑和負(fù)載型鎳-鈷-氧化鋁催化劑。
下面，描述本發(fā)明的氫解反應(yīng)。
在反應(yīng)中的催化劑用量并無特殊限制，取決于催化劑的形式。通常，催化劑的用量為0.01-300質(zhì)量％，優(yōu)選0.05-100質(zhì)量％，更優(yōu)選0.1-50質(zhì)量％，以進(jìn)行氫解的氟化苯二甲醇的量為基準(zhǔn)。
本發(fā)明氫解反應(yīng)中采用的溶劑的優(yōu)選實例可包括飽和脂族烴和脂環(huán)烴，芳烴，醇，脂族烴和脂環(huán)烴的醚和水。飽和脂族烴和脂環(huán)烴的實例包括正己烷、正辛烷、異辛烷和環(huán)己烷；芳烴的實例包括苯、甲苯和二甲苯；醇的實例包括甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、正丁醇、乙二醇和丙二醇；脂族烴和脂環(huán)烴醚的實例包括二乙醚、二異丙醚、甲基-叔丁基醚、四氫呋喃、二噁烷和二氧戊環(huán)。這些溶劑可單獨使用或以包含這些溶劑的混合溶劑使用。此外，在使用至少兩種溶劑作為混合溶劑時，可采用不均勻的混合溶劑。單一溶劑的優(yōu)選實例為甲苯、甲醇和二噁烷，混合溶劑的優(yōu)選實例為甲苯-甲醇、甲苯-水、甲苯-甲醇-水和二噁烷-水。
溶劑的用量為四氟苯二甲醇質(zhì)量的0.5-30倍，優(yōu)選1-20倍。
本發(fā)明的氫解反應(yīng)可這樣進(jìn)行將氫氣引入氣相，將其加熱至預(yù)定溫度，或者用對氫解反應(yīng)無作用的惰性氣體清洗氣相，加熱至預(yù)定溫度，再引入氫氣。反應(yīng)在常溫至250℃下進(jìn)行，優(yōu)選在高于氟化苯二甲醇熔化或溶解于溶劑中的溫度下進(jìn)行。氫解反應(yīng)的壓力適宜地為0.05-15MPa氫分壓。用于本發(fā)明中的氫氣無需具有高純度，可包含對氫解反應(yīng)無作用的惰性氣體。
用作本發(fā)明原料的氟化苯甲醇為由上式(1)表示的化合物。其實例可包括一氟苯二甲醇(如2-氟苯-1，4-二甲醇)，二氟苯二甲醇(如2，3-二氟苯-1，4-二甲醇，2，5-二氟苯-1，4-二甲醇，3，5-二氟苯-1，4-二甲醇)，三氟苯二甲醇(如2，3，5三氟苯-1，4-二甲醇)，四氟苯二甲醇(如3，4，5，6-四氟苯-1，2二甲醇，2，4，5，6-四氟苯-1，3-二甲醇，2，3，5，6-四氟苯-1，4-二甲醇)，一氯-一氟苯二甲醇(如6-氯-2-氟苯-1，4-二甲醇)，一氯-二氟苯二甲醇(如2，3-二氟-5-氯苯-1，4二甲醇)，一氯-三氟苯二甲醇(如2，3，5-三氟-6-氯苯-1，4-二甲醇)，和二氯-二氟苯二甲醇(如2，6-二氟-4，5-二氯苯-1，4-二甲醇)。
優(yōu)選實例為四氟苯二甲醇(如3，4，5，6-四氟苯-1，2二甲醇，2，4，5，6-四氟苯-1，3-二甲醇，2，3，5，6-四氟苯-1，4-二甲醇)，和更優(yōu)選的實例為2，3，5，6-四氟苯-1，4二甲醇。
由本發(fā)明的生產(chǎn)方法獲得的氟化甲基-芐基醇由上式(2)表示，其相應(yīng)于式(1)的氟化苯二甲醇中一個羥基氫解獲得的化合物。氟化甲基-芐基醇的實例優(yōu)選包括四氟-甲基-芐基醇(如3，4，5，6-四氟-2-甲基-芐基醇，2，4，5，6-四氟-3-甲基-芐基醇和2，3，5，6-四氟-4-甲基-芐基醇)，更優(yōu)選2，3，5，6-四氟-4-甲基-芐基醇。
由本發(fā)明的生產(chǎn)方法獲得的氟化甲基-芐基醇可通過以下方法純化通過過濾、離心和其它分離方法分離出催化劑，然后濃縮，萃取和/或蒸餾。
發(fā)明效果按照本發(fā)明，氟化甲基-芐基醇，特別是四氟甲基-芐基醇可通過工業(yè)化有益的方法生產(chǎn)。
實施例參考下述實施例說明本發(fā)明，本發(fā)明不受這些實施例的限制。
實施例1向1L的高壓釜中加入300ml甲苯，25g含水狀態(tài)的海綿鈷催化劑(其中，催化劑量為5g)和30g 2，3，5，6-四氟苯-1，4-二甲醇，用氫氣充分凈化氣相，然后在常溫下將氫壓設(shè)置于1.5Mpa(此處及以后壓力指表壓)。開始攪拌和加熱高壓釜，將其溫度保持在160℃。當(dāng)溫度達(dá)到160℃時，壓力為2.2Mpa。反應(yīng)持續(xù)1小時。然后，將高壓釜冷卻至室溫。冷卻后壓力顯示為1.0Mpa。此時，吸收的氫量為104mol％，以加入的2，3，5，6-四氟苯-1，4-二甲醇計。除去在反應(yīng)器內(nèi)部的氫氣，回收反應(yīng)混合物，濾除催化劑。
將反應(yīng)混合物在減壓下加熱以通過蒸餾除去溶劑，逐漸降低壓力，回收在100-105℃下在665Pas下蒸餾出來的餾分。用核磁共振光譜(NMR)分析法和氣相色譜法(GC-MS)進(jìn)行分析，確認(rèn)98％的2，3，5，6-四氟-4-甲基-芐基醇。
然后，采用蒸餾出來的2，3，5，6-四氟-4-甲基-芐基醇作為確認(rèn)的樣品，采用氣相色譜內(nèi)標(biāo)法分析在上述反應(yīng)中回收的部分反應(yīng)混合物。結(jié)果，2，3，5，6-四氟苯-1，4-二甲醇的轉(zhuǎn)化率為94％，2，3，5，6-四氟-4-甲基-芐基醇的收率為88％(基于2，3，5，6-四氟苯-1，4-二甲醇)，2，3，5，6-四氟-對二甲苯的收率為4％(基于2，3，5，6-四氟苯-1，4-二甲醇)。
實施例2向100mL的高壓釜中加入30ml 1，4-二噁烷，2.5g含水狀態(tài)的海綿鈷催化劑(其中，催化劑量為0.5g)和3.0g 2，3，5，6-四氟苯-1，4-二甲醇，用氫氣充分凈化氣相，然后在常溫下將氫壓設(shè)置于0.3MPa。開始攪拌和加熱高壓釜，將其溫度保持在160℃。當(dāng)溫度達(dá)到160℃時，壓力為0.5Mpa。向高壓釜中加入氫氣以保持壓力在0.5MPa，觀察氫氣流速，當(dāng)氫氣吸收量達(dá)到145mol％時(以加入的2，3，5，6-四氟苯-1，4-二甲醇計)，停止反應(yīng)。反應(yīng)需要4小時。
然后，將高壓釜冷卻至室溫，除去在反應(yīng)器內(nèi)部的氫氣，回收反應(yīng)混合物，濾除催化劑。
采用氣相色譜內(nèi)標(biāo)法分析形成的反應(yīng)混合物。結(jié)果，2，3，5，6-四氟苯-1，4-二甲醇的轉(zhuǎn)化率為69％，2，3，5，6-四氟-4-甲基-芐基醇的收率為40％(基于2，3，5，6-四氟苯-1，4-二甲醇)，2，3，5，6-四氟-對二甲苯的收率為7％(基于2，3，5，6-四氟苯-1，4-二甲醇)。
實施例3向100mL的高壓釜中加入30ml 1，4-二噁烷，3.0g負(fù)載型鈀-碳催化劑和3.0g 2，3，5，6-四氟苯-1，4-二甲醇，用氫氣充分凈化氣相，然后在常溫下將氫壓設(shè)置于5MPa。開始攪拌和加熱高壓釜，將其溫度保持在220℃。當(dāng)溫度達(dá)到220℃時，壓力為9MPa。反應(yīng)持續(xù)進(jìn)行12小時。然后，將高壓釜冷卻至室溫，冷卻后的壓力為4.7MPa。此時，氫氣的吸收量為82mol％，以加入的2，3，5，6-四氟苯-1，4-二甲醇計。
除去在反應(yīng)器內(nèi)部的氫氣，回收反應(yīng)混合物，濾除催化劑。采用氣相色譜內(nèi)標(biāo)法分析形成的反應(yīng)混合物。結(jié)果，2，3，5，6-四氟苯-1，4-二甲醇的轉(zhuǎn)化率為56％，2，3，5，6-四氟-4-甲基-芐基醇的收率為37％(基于2，3，5，6-四氟苯-1，4-二甲醇)，2，3，5，6-四氟-對二甲苯的收率為6％(基于2，3，5，6-四氟苯-1，4-二甲醇)。
實施例4向100mL的高壓釜中加入30ml 1，4-二噁烷，1.5g負(fù)載型氧化錸-氧化鋁催化劑和3.0g 2，3，5，6-四氟苯-1，4-二甲醇，用氫氣充分凈化氣相，然后在常溫下將氫壓設(shè)置于3MPa。開始攪拌和加熱高壓釜，將其溫度保持在220℃。當(dāng)溫度達(dá)到220℃時，壓力為4.8MPa。反應(yīng)持續(xù)進(jìn)行5小時。
然后，將高壓釜冷卻至室溫，冷卻后的壓力為2.6MPa。此時，基于加入的2，3，5，6-四氟苯-1，4-二甲醇，氫氣的吸收量為116mol％。
除去在反應(yīng)器內(nèi)部的氫氣，回收反應(yīng)混合物，濾除催化劑。采用氣相色譜內(nèi)標(biāo)法分析形成的反應(yīng)混合物。結(jié)果，2，3，5，6-四氟苯-1，4-二甲醇的轉(zhuǎn)化率為83％，2，3，5，6-四氟-4-甲基-芐基醇的收率為58％(基于2，3，5，6-四氟苯-1，4-二甲醇)，2，3，5，6-四氟-對二甲苯的收率為14％(基于2，3，5，6-四氟苯-1，4-二甲醇)。
實施例5向1L的高壓釜中加入600ml甲苯，30g含水狀態(tài)的海綿鈷催化劑(其中，催化劑量為6g)和60g 2，3，5，6-四氟苯-1，4-二甲醇，用氮氣充分凈化氣相。開始攪拌和加熱高壓釜，將其溫度保持在160℃。此時的壓力為0.28MPa。向高壓釜中充入氫氣以將壓力增至0.53MPa。然后，進(jìn)一步向高壓釜中加入氫氣，以保持壓力為0.53MPa，觀察氫氣流速，當(dāng)氫氣吸收量達(dá)到130mol％(基于加入的2，3，5，6-四氟苯-1，4-二甲醇)時，停止反應(yīng)。反應(yīng)需要30分鐘。
然后，將高壓釜冷卻至室溫，除去在反應(yīng)器內(nèi)部的氫氣，回收反應(yīng)混合物，濾除催化劑。
采用氣相色譜內(nèi)標(biāo)法分析形成的反應(yīng)混合物。結(jié)果，2，3，5，6-四氟苯-1，4-二甲醇的轉(zhuǎn)化率為99.5％，2，3，5，6-四氟-4-甲基-芐基醇的收率為82％(基于2，3，5，6-四氟苯-1，4-二甲醇)，2，3，5，6-四氟-對二甲苯的收率為11％(基于2，3，5，6-四氟苯-1，4-二甲醇)。
權(quán)利要求
1.一種生產(chǎn)由式(2)表示的氟化甲基芐基醇的方法 (其中，m表示0-3的一個整數(shù)，n表示1-4的一個整數(shù)，m+n為1-4的一個整數(shù))，該方法包括氫解式(1)表示的氟化苯二甲醇的一個羥基 (其中，m和n如上述定義)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)氟化甲基芐基醇的方法，其中，氟化苯二甲醇如式(3)所示 (其中，n表示1-4的一個整數(shù))，并且相應(yīng)的氟化甲基-芐基醇如式(4)所示 (其中n如上述定義).
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)氟化甲基芐基醇的方法，其中，氟化苯二甲醇為由式(5)表示的四氟苯二甲醇 并且相應(yīng)的氟化甲基-芐基醇為由式(6)表示的四氟甲基-芐基醇
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的生產(chǎn)氟化甲基芐基醇的方法，其中，式(5)的四氟苯二甲醇是2，3，5，6-四氟苯-1，4-二甲醇，式(6)的四氟甲基-芐基醇是2，3，5，6-四氟-4-甲基-芐基醇。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項所述的生產(chǎn)氟化甲基芐基醇的方法，其中，氫解在催化劑存在下在溶劑中進(jìn)行。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的生產(chǎn)氟化甲基芐基醇的方法，其中，催化劑包含至少一種選自鈷、鐵、銅、鎳、鉑、鈀和錸的金屬，氫解過程采用氫氣。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的生產(chǎn)氟化甲基芐基醇的方法，其中，催化劑是至少一種選自海綿鈷催化劑，改性海綿鈷催化劑，海綿鎳催化劑和改性海綿鎳催化劑的催化劑。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的生產(chǎn)氟化甲基芐基醇的方法，其中，催化劑為海綿鈷催化劑或改性海綿鈷催化劑。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的生產(chǎn)氟化甲基芐基醇的方法，其中，催化劑為負(fù)載型鈷催化劑，負(fù)載型鎳催化劑，負(fù)載型鈀催化劑或負(fù)載型錸催化劑。
10.根據(jù)權(quán)利要求5至9任一項所述的生產(chǎn)氟化甲基芐基醇的方法，其中，溶劑為單一溶劑或混合溶劑，包含至少一種選自飽和脂族烴或脂環(huán)烴，芳烴，醇溶劑，脂族烴或脂環(huán)烴的醚和水的溶劑。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的生產(chǎn)氟化甲基芐基醇的方法，其中，溶劑為單一溶劑或混合溶劑，包含至少一種選自甲苯、二甲苯、甲醇、乙醇、二噁烷和水的溶劑。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至11任一項的所述的生產(chǎn)氟化甲基芐基醇的方法，其中，氫解反應(yīng)在氫分壓0.05至15MPa下進(jìn)行。
13.根據(jù)權(quán)利要求5至12任一項的所述的生產(chǎn)氟化甲基芐基醇的方法，其中，在氫解反應(yīng)中溶劑的用量為氟化苯二甲醇質(zhì)量的1至20倍。
14.根據(jù)權(quán)利要求6至13任一項的所述的生產(chǎn)氟化甲基芐基醇的方法，其中，基于氟化苯二甲醇，氫解反應(yīng)中的氫氣用量為100至180mol％。
全文摘要
本發(fā)明的目的是提供了一種氟化甲基－芐基醇的生產(chǎn)方法，該方法是工業(yè)實用的。本發(fā)明的氟化甲基－芐基醇的生產(chǎn)方法包括氫解氟化苯二甲醇的一個羥基。
文檔編號C07C33/46GK1466560SQ01816337
公開日2004年1月7日 申請日期2001年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2000年9月27日
發(fā)明者三浦統(tǒng)生, 須山右石, 森川宏平, 平, 石 申請人:昭和電工株式會社