氟苯合成4,4`-二氟二苯甲酮的方法与流程

氟苯合成4,4
’‑
二氟二苯甲酮的方法
技术领域
1.本发明涉及氟苯合成4,4
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二氟二苯甲酮的方法。


背景技术：

2.4,4
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二氟二苯甲酮是制备工程塑料聚醚醚酮(peek)的主要中间体。聚醚醚酮(peek)是一种半晶态芳香族塑性工程塑料，具有耐热等级高、耐辐射、耐腐蚀、冲击强度高、耐磨性和耐疲劳性好、阻燃及电性能优异等特点，以其出色的物理、力学性能，在许多领域可以代替金属、陶瓷等材料，是当今热门的高性能工程塑料之一，在航空航天、电子电气、医疗、能源、电力、机械、汽车及涂料等各个领域获得了广泛的应用，并成为不可或缺的关键材料。
3.在医药行业方方面，4,4
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二氟二苯甲酮作为医药中间体主要用于生产强效脑血管扩张药物“氟苯桂嗪”和治疗老年性精神痴呆症的新药“都可喜”等。“氟苯桂嗪”用于脑缺氧性疾病时，改善脑组织血液循环，增强脑细胞对耐氧的耐受性，主要用于治疗眩晕、偏头痛、耳鸣、记忆力减退和水面节律紊乱等病症。都可喜是目前唯一通过动脉氧分压，给脑和神经感觉组织更多氧气的药物，都可喜增加供氧的独特机制，使其治疗对缺氧最为敏感的器官——大脑及感觉神经组织功能障碍时，显示出卓越疗效，主要用于治疗老年因为中风等引起的神经性痴呆症状，国内上海福达制药有限公司生产，都可喜是目前世界用于治疗老年痴呆症、销售额领先的中枢神经系统药物，年销售额超过5亿美元，而且作为我国“十五”期间重点推荐发展医药品种。业内人士估计在未来十年老年性痴呆症治疗药物的销售额有望超过现在排列在前三位的心血管药、胃肠管药和抗感染药的市场份额。目前我国正逐步进入老龄社会，另外心血管疾病患者人数高达7000万人左右，因此对药物都可喜和氟苯桂嗪的需求将快速增长。
4.在工程塑料方面，4,4
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二氟二苯甲酮是用于合成新型芳香族热塑性工程塑料聚醚醚酮的主要单件，聚醚醚酮(peek)是一种新型的半晶志芳香族热塑性工程塑料。在许多特殊领域可以替代金属，陶瓷等传、统材料，在减轻质量，提高性能方面尤其突出。成为当今最热门的高性能工程塑料之一。国内多家科研机构对聚醚醚酮的应用与改性进行大量研究，呈现良好的发展前景。但是现有的4,4'-二氟二苯甲酮制备工艺复杂，且产生较多的副产物。


技术实现要素：

5.本发明目的在于针对现有技术所存在的不足而提供氟苯合成4,4
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二氟二苯甲酮的方法的技术方案，该合成工艺步骤简单，4,4'-二氟二苯甲酮产品纯度高于99％，收率在90％以上，上述工艺重现性好，减少副产物，提纯难度低，降低工业生产成本，易于工业化生产。
6.为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
7.氟苯合成4,4'-二氟二苯甲酮的方法，其特征在于包括如下步骤：
8.1)向反应器中加入对氟甲苯，并加入催化剂和溶剂，连续搅拌加热至设定温度后通入氧气，通过转子流量计计量氧气量，直到反应终止，倒出反应液体，冷却结晶，过滤，水洗，干燥得到对氟苯甲酸，母液重复使用；
9.2)将对氟苯甲酸加入池体油浴池中的第一四口瓶，再加入氯化亚砜，搅拌15～30min，采用油浴加热回流，反应至无气泡产生，反应完成，进行蒸馏，得到无色的对氟苯甲酰氯；
10.3)将氟苯和溶剂加入池体水浴池中的第二四口瓶中，称取无水氯化铝加入第二四口瓶，再将上述得到的对氟苯甲酰氯匀速滴加至第二四口瓶中，滴加时间为20～40min，滴加完毕后，采用水浴加热20～30min，控制温度为15～35℃，至无氯化氢气体逸出为止；
11.4)反应结束后，将步骤3)得到的产物倒入冰水中，搅拌，分层分液，水洗三次后分离出油相；
12.5)将油相加入第三四口瓶进行减压蒸馏，回收溶剂，在得到的产品中加入甲醇和活性炭，进行脱色，抽滤，结晶，析出最终产物，进行抽滤、烘干得到4,4'-二氟二苯甲酮。
13.本发明合成工艺步骤简单，4,4'-二氟二苯甲酮产品纯度高于99％，收率在90％以上，上述工艺重现性好，减少副产物，提纯难度低，降低工业生产成本，易于工业化生产。
14.进一步，步骤1)中通入氧气的过程中，通氧速度为0.4～0.7l/min。
15.进一步，步骤1)中的设定温度为80～150℃。
16.进一步，第一四口瓶和第二四口瓶均包括瓶体，瓶体上设置有第一瓶口、第二瓶口、第三瓶口和第四瓶口，第二瓶口上设置有滴液漏斗，第四瓶口上设置有球形冷凝管，氯化亚砜通过滴液漏斗加入第二瓶口，滴液漏斗便于氯化亚砜的添加，使提高反应速率。
17.进一步，球形冷凝管上设置有气体吸收装置，气体吸收装置可以吸收二氧化硫和氯化氢的气体。
18.进一步，球形冷凝管上设有干燥管，干燥管上设有一氯化氢吸收装置，干燥管可以对气体进行干燥处理，再通过一氯化氢吸收装置进行吸收。
19.进一步，第一四口瓶上的第三瓶口通过输送管连通第二四口瓶上的第三瓶口，输送管上靠近第一四口瓶的一侧连接进料管，通过进料管可以将对氟苯甲酸输入第一四口瓶内，经油浴反应后的得到的对氟苯甲酰氯可以通过输送管输入第二四口瓶，有利于反应物料的快速转移，同时避免物料直接暴露在外界环境中。
20.进一步，池体的一侧设置有油浴加热箱和水浴加热箱，油浴加热箱连通油浴池，水浴加热箱连通水浴池，油浴加热箱和水浴加热箱均包括箱体，箱体内设置有加热器和温度传感器，油浴加热箱的箱体通过出液管和回流管连通油浴池，水浴加热箱的箱体通过出液管和回流管连通水浴池，出液管上设置有泵，通过加热器可以对箱体的油或水进行加热，并通过温度传感器检测油或水的温度，当油或水的温度达到所需的要求时，通过泵的作用可以将油和水分别输入油浴池和水浴池中，满足反应的所需的温度要求，同时油浴池或水浴池中的油或水可以经回流管回流至箱体内重新加热，节约资源。
21.进一步，池体上设置有同步搅拌机构，同步搅拌机构包括框架机构和搅拌机构，框架机构包括两个上下相互平行设置的上矩形框和下矩形框，上矩形框和下矩形框通过立柱固定于池体，上矩形框上平行设置有第一横梁，位于中间的两个第一横梁之间平行设置有第二横梁，搅拌机构设于框架机构上，通过上矩形框和下矩形框的设计，可以提高搅拌杆旋
转时的稳定性和可靠性，立柱提高了上矩形框和下矩形框之间的连接稳定性，第一横梁和第二横梁可以对搅拌机构进行定位，提高传动的稳定性。
22.进一步，搅拌机构包括搅拌杆、第一传动轴、第二传动轴、转轴和电机，搅拌杆设于上矩形框和下矩形框的侧边中点处，搅拌杆的底部贯穿第一瓶口并连接搅拌桨，搅拌杆的顶端设置有从动锥齿轮，池体的中心竖直设置有套筒，池体上设置有电机，电机通过转轴贯穿套筒连接有主动锥齿轮，位于左右两侧的第一横梁上连接有第一传动轴，第一传动轴的两端通过传动锥齿轮分别连接主动锥齿轮和从动锥齿轮，位于前后的第二横梁上连接有第二传动轴，第二传动轴的两端通过传动锥齿轮分别连接主动锥齿轮和从动锥齿轮，通过电机经转轴带动主动锥齿轮旋转，进而可以通过传动锥齿轮、第一传动轴和第二传动轴分别带动连接在搅拌杆上的从动锥齿轮旋转，使各个搅拌桨同步旋转，满足对四口瓶内反应物的连续搅拌。
23.本发明由于采用了上述技术方案，具有以下有益效果：
24.1、本发明合成工艺步骤简单，4,4'-二氟二苯甲酮产品纯度高于99％，收率在90％以上，上述工艺重现性好，减少副产物，提纯难度低，降低工业生产成本，易于工业化生产。
25.2、通过加热器可以对箱体的油或水进行加热，并通过温度传感器检测油或水的温度，当油或水的温度达到所需的要求时，通过泵的作用可以将油和水分别输入油浴池和水浴池中，满足反应的所需的温度要求，同时油浴池或水浴池中的油或水可以经回流管回流至箱体内重新加热，节约资源。
26.3、通过上矩形框和下矩形框的设计，可以提高搅拌杆旋转时的稳定性和可靠性，立柱提高了上矩形框和下矩形框之间的连接稳定性，第一横梁和第二横梁可以对搅拌机构进行定位，提高传动的稳定性。
附图说明
27.下面结合附图对本发明作进一步说明：
28.图1为本发明氟苯合成4,4
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二氟二苯甲酮的方法中第一四口瓶、第二四口瓶、同步搅拌机构和池体之间的连接示意图；
29.图2为本发明中同步搅拌机构的结构示意图；
30.图3为本发明中第一四口瓶的结构示意图；
31.图4为本发明中第二四口瓶的结构示意图；
32.图5为本发明中油浴加热箱和水浴加热箱的结构示意图。
33.图中：1-池体；2-油浴池；3-水浴池；4-油浴加热箱；5-水浴加热箱；6-第一四口瓶；7-第二四口瓶；8-同步搅拌机构；9-进料管；10-输送管；11-上矩形框；12-下矩形框；13-立柱；14-套筒；15-转轴；16-电机；17-主动锥齿轮；18-搅拌杆；19-从动锥齿轮；20-第一传动轴；21-第二传动轴；22-传动锥齿轮；23-第一横梁；24-第二横梁；25-瓶体；26-第一瓶口；27-第二瓶口；28-第三瓶口；29-第四瓶口；30-滴液漏斗；31-球形冷凝管；32-气体吸收装置；33-干燥管；34-一氯化氢吸收装置；35-箱体；36-加热器；37-温度传感器；38-回流管；39-出液管；40-泵。
具体实施方式
34.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
35.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
36.需要说明书的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
37.如图1至图5所示，为本发明氟苯合成4,4'-二氟二苯甲酮的方法，包括如下步骤：
38.1)向反应器中加入对氟甲苯，并加入催化剂和溶剂，连续搅拌加热至设定温度后通入氧气，设定温度为80～150℃，通过转子流量计计量氧气量，通氧速度为0.4～0.7l/min，直到反应终止，倒出反应液体，冷却结晶，过滤，水洗，干燥得到对氟苯甲酸，母液重复使用。该催化剂为无水三氯化铝，该溶剂为甲醇、乙醇、乙二醇、异丙醇与水的混合物。其中产物对氟苯甲酸的反应方程式如下所示：
[0039][0040]
2)将对氟苯甲酸加入池体1油浴池2中的第一四口瓶6，再加入氯化亚砜，搅拌15～30min，采用油浴加热回流，反应至无气泡产生，反应完成，进行蒸馏，得到无色的对氟苯甲酰氯；其中产物对氟苯甲酰氯的反应方程式如下所示：
[0041][0042]
第一四口瓶6包括瓶体25，瓶体25上设置有第一瓶口26、第二瓶口27、第三瓶口28和第四瓶口29，第二瓶口27上设置有滴液漏斗30，第四瓶口29上设置有球形冷凝管31，氯化亚砜通过滴液漏斗30加入第二瓶口27，滴液漏斗30便于氯化亚砜的添加，使提高反应速率。球形冷凝管31上设置有气体吸收装置32，气体吸收装置32可以吸收二氧化硫和氯化氢的气体。球形冷凝管31上设有干燥管33，干燥管33上设有一氯化氢吸收装置34，干燥管33可以对气体进行干燥处理，再通过一氯化氢吸收装置34进行吸收。
[0043]
池体1的一侧设置有油浴加热箱4，油浴加热箱4连通油浴池2，油浴加热箱4包括箱体35，箱体35内设置有加热器36和温度传感器37，油浴加热箱4的箱体35通过出液管39和回流管38连通油浴池2，出液管39上设置有泵40，通过加热器36可以对箱体35的油进行加热，并通过温度传感器37检测油的温度，当油的温度达到所需的要求时，通过泵40的作用可以将油输入油浴池2中，满足反应的所需的温度要求，同时油浴池2中的油可以经回流管38回流至箱体35内重新加热，节约资源。
[0044]
3)将氟苯和溶剂加入池体1水浴池3中的第二四口瓶7中，称取无水氯化铝加入第二四口瓶7，再将上述得到的对氟苯甲酰氯匀速滴加至第二四口瓶7中，滴加时间为20～40min，滴加完毕后，采用水浴加热20～30min，控制温度为15～35℃，至无氯化氢气体逸出
为止；第二四口瓶7包括瓶体25，瓶体25上设置有第一瓶口26、第二瓶口27、第三瓶口28和第四瓶口29，第二瓶口27上设置有滴液漏斗30，第四瓶口29上设置有球形冷凝管31，氯化亚砜通过滴液漏斗30加入第二瓶口27，滴液漏斗30便于氯化亚砜的添加，使提高反应速率。球形冷凝管31上设置有气体吸收装置32，气体吸收装置32可以吸收二氧化硫和氯化氢的气体。球形冷凝管31上设有干燥管33，干燥管33上设有一氯化氢吸收装置34，干燥管33可以对气体进行干燥处理，再通过一氯化氢吸收装置34进行吸收。
[0045]
第一四口瓶6上的第三瓶口28通过输送管10连通第二四口瓶7上的第三瓶口28，输送管10上靠近第一四口瓶6的一侧连接进料管9，通过进料管9可以将对氟苯甲酸输入第一四口瓶6内，经油浴反应后的得到的对氟苯甲酰氯可以通过输送管10输入第二四口瓶7，有利于反应物料的快速转移，同时避免物料直接暴露在外界环境中。
[0046]
池体1的一侧设置有水浴加热箱5，水浴加热箱5连通水浴池3，水浴加热箱5包括箱体35，箱体35内设置有加热器36和温度传感器37，水浴加热箱5的箱体35通过出液管39和回流管38连通水浴池3，出液管39上设置有泵40，通过加热器36可以对箱体35的水进行加热，并通过温度传感器37检测水的温度，当水的温度达到所需的要求时，通过泵40的作用可以将水输入水浴池3中，满足反应的所需的温度要求，同时水浴池3中的水可以经回流管38回流至箱体35内重新加热，节约资源。
[0047]
4)反应结束后，将步骤3)得到的产物倒入冰水中，搅拌，分层分液，水洗三次后分离出油相；
[0048]
5)将油相加入第三四口瓶进行减压蒸馏，回收溶剂，在得到的产品中加入甲醇和活性炭，进行脱色，抽滤，结晶，析出最终产物，进行抽滤、烘干得到4,4'-二氟二苯甲酮。其中产物4,4'-二氟二苯甲酮的反应方程式如下所示：
[0049][0050]
本发明合成工艺步骤简单，4,4'-二氟二苯甲酮产品纯度高于99％，收率在90％以上，上述工艺重现性好，减少副产物，提纯难度低，降低工业生产成本，易于工业化生产。
[0051]
池体1上设置有同步搅拌机构8，同步搅拌机构8包括框架机构和搅拌机构，框架机构包括两个上下相互平行设置的上矩形框11和下矩形框12，上矩形框11和下矩形框12通过立柱13固定于池体1，上矩形框11上平行设置有第一横梁23，位于中间的两个第一横梁23之间平行设置有第二横梁24，搅拌机构设于框架机构上，通过上矩形框11和下矩形框12的设计，可以提高搅拌杆18旋转时的稳定性和可靠性，立柱13提高了上矩形框11和下矩形框12之间的连接稳定性，第一横梁23和第二横梁24可以对搅拌机构进行定位，提高传动的稳定性。
[0052]
搅拌机构包括搅拌杆18、第一传动轴20、第二传动轴21、转轴15和电机16，搅拌杆18设于上矩形框11和下矩形框12的侧边中点处，搅拌杆18的底部贯穿第一瓶口26并连接搅拌桨，搅拌杆18的顶端设置有从动锥齿轮19，池体1的中心竖直设置有套筒14，池体1上设置有电机16，电机16通过转轴15贯穿套筒14连接有主动锥齿轮17，位于左右两侧的第一横梁23上连接有第一传动轴20，第一传动轴20的两端通过传动锥齿轮22分别连接主动锥齿轮17和从动锥齿轮19，位于前后的第二横梁24上连接有第二传动轴21，第二传动轴21的两端通
过传动锥齿轮22分别连接主动锥齿轮17和从动锥齿轮19，通过电机16经转轴15带动主动锥齿轮17旋转，进而可以通过传动锥齿轮22、第一传动轴20和第二传动轴21分别带动连接在搅拌杆18上的从动锥齿轮19旋转，使各个搅拌桨同步旋转，满足对四口瓶内反应物的连续搅拌。
[0053]
以上仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此。任何以本发明为基础，为实现基本相同的技术效果，所作出地简单变化、等同替换或者修饰等，皆涵盖于本发明的保护范围之中。