张 路 姜小明

(贵州大学化学与化工学院，贵州 贵阳 550025)

科学研究与技术开发

利用改进的席曼反应法制备对二氟苯的研究

张 路 姜小明

(贵州大学化学与化工学院，贵州 贵阳 550025)

以对苯二胺为主要原料，在无水氟化氢中，利用改进的席曼反应法制得对二氟苯。改进的方法可以不必分离出重氮盐，易于连续操作。反应条件如下：选择HF-三乙胺体系，n(亚硝酸钠)：n(对苯二胺)=2.2，重氮化反应时间为3 h，收率为78%。

对二氟苯；席曼反应；合成

0 前言

对二氟苯是一种常用的含氟药物中间体[1-2]。目前它的制备方法一般有两种：以对氯硝基苯为原料，与氟化钾反应制得对硝基氟苯，对硝基氟苯还原成对氟苯胺，再利用席曼反应得到对二氟苯；或者利用对苯二胺，在盐酸和氟硼酸存在的情况下，通过席曼反应制得对二氟苯[3-5]。这两种方法都涉及席曼反应，需制取、分离和热分解氟硼酸重氮盐。而重氮盐固体的热分解反应易爆炸，反应难以设计成连续操作，产率也较低。以常见的对苯二胺为主要原料，通过对席曼反应方法的改进，将重氮化反应和热分解反应都安排在液态氟化氢(HF)体系中进行，易于实现连续操作，避免危险的固体重氮盐的热分解。

1 实验部分

1.1 试剂和原料

对苯二胺、亚硝酸钠、氯化铵、吡啶及三乙胺均为化学纯，中国医药集团上海化学试剂公司；无水氟化氢为工业品，瓮福(集团)有限责任公司。

1.2 合成工艺

对二氟苯的合成工艺见反应式1。

(1)

1.3 实验步骤

将反应釜冷却至-10 ℃，加入对苯二胺(1.0 mol,108 g)、液化的氟化氢(400 g)。机械搅拌10 min，使反应物充分溶解。慢慢加入亚硝酸钠 (75.9 g, 1.1 mol)，反应3 h，反应完全后，水浴加热。当出气管内无气泡产生时，重氮盐分解完全。将反应液倒入特制的分液漏斗，静置。将有机层分离出来，加入10%的氢氧化钠中和至碱性。分取油相，用无水硫酸钠干燥。将干燥好的有机层进行常压蒸馏，得无色液体，沸点88 ℃,折光率1.4410 (文献[3]值为1.4410)。

合成对二氟苯的反应装置见图1。

图1 对二氟苯的反应装置

2 结果与讨论

2.1 反应体系对收率的影响

由于氟化氢的沸点较低，造成热分解温度过低，最终影响产物的收率。因此，需加入一些电解质或有机物以提高溶液的沸点和热分解温度，从而提高产率。考查了4种不同反应体系对收率的影响，结果见表1。从表1可知，加入添加剂后，反应收率都有所提高，其中HF-三乙胺体系的收率最高。

表1 不同反应体系对收率的影响

2.2 亚硝酸钠用量对收率的影响

图2示出了亚硝酸钠与对苯二胺的量比对产率的影响。从图2可知，当量比增大时，产物的收率增加；当量比增至2.2后，收率基本稳定。因此，将亚硝酸钠与对苯二胺的的量比定为2.2。

图2 亚硝酸钠与对苯二胺的量比(n)对收率的影响

2.3 重氮化时间对收率的影响

考查了重氮化反应时间对产物收率的影响，见图3。从图3可知，收率随时间的延长而增加，但反应3 h后，收率基本不再增加。因此，将重氮化时间定为3 h。

图3 重氮化时间对收率的影响

3 结论

以对苯二胺为主要原料，利用改进的席曼反应法制得对二氟苯。改进的工艺可以在无水氟化氢中进行，不必分离出重氮盐，可实现连续操作。反应条件为：选择HF-三乙胺体系，n(亚硝酸钠) ∶n(对苯二胺)=2.2，重氮化反应时间为3 h，收率为78%。

[1] Li Z F, Qiao Z H, Liu W P. Conjugated random copolymer of benzodithiophene-difluorobenzene-diketopyrrolo-pyrrole-benzothiadiazole with a broad absorption range of 300-900 nm for bulk heterojunction solar cells[J]. Materials Letters, 2015, 139: 307-310.

[2] Wang J, Zhu R S, Qin C, et al. Vibrational spectra and trace determination ofp-difluorobenzene and ethylbenzene[J]. Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Bio-molecular Spectroscopy, 2013, 107: 1-7.

[3] 姜小明, 林原斌. 对二氟苯的合成研究[J]. 有机氟工业, 2002(1): 7, 26.

[4] 傅建龙. 对二氨基苯的Schiemann反应[J]. 华南理工大学学报: 自然科学版, 2000, 28(11): 86-89.

[5] 张精安. 2, 4-二氟苯甲酸的合成研究[J]. 中国医药工业杂志, 2000, 31(10): 468-469.

Synthesis of 1,4-Difluorobenzene Using Schiemann Reaction

Zhang Lu, Jiang Xiaoming

(College of Chemistry and Chemical Engineering, Guizhou University, Guiyang 550025, China)

Takingp-phenylenediamine as main material to synthesize 1,4-difluorobenzene by the Schiemann reaction. The reaction system was HF-triethylamine.n(NaNO2) ∶(p-phenylene-diamine)=2.2. Reaction time of the Schiemann reaction was 3 h. The recovery of the final product was 78%.

1,4-difluorobenzene; Schiemann reaction; synthesis

贵州省科学技术基金(黔科合J字[2013]2097号)。

张路(1990—)，女，硕士，从事有机精细化工产品的合成和性能研究。