一种3,4-二氟苯腈的纯化方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种3, 4-二氟苯腈的纯化方法。
【背景技术】
[0002] 3, 4-二氟苯腈可用于合成多种医药、染料、液晶材料的中间体，也是选择性除草剂 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，对移栽和直播水稻均相当 安全，是国际上公认的优良的水稻除草剂。目前，合成3, 4-二氟苯腈的方法有多种，其中最 具经济性的路线是采用3, 4-二氯苯腈为原料，通过卤素交换氟化合物。该路线一般以氟化 钾为氟化试剂，在高沸点非质子极性溶剂、相转移催化剂存在下进行高温氟化反应，反应只 需一步即可完成，且产率较高，易于实现工业化生产，而且原料3, 4-二氯苯腈来源丰富，是 大规模工业化生产的合适工艺。该工艺路线中最后对于其产物进行的纯化方法，多采用减 压精馏手段。然而，这种纯化方法所得的3, 4-二氟苯腈产品中通常仍含有少量的3, 4-二 氯苯腈原料物质，一般3, 4-二氯苯腈的杂质含量大约在0. 2%左右，影响了 3, 4-二氟苯腈 的产品质量。因此，本领域亟待开发一种适合上述合成路线制备的3, 4-二氟苯腈的纯化方 法，以获得更高纯度的产物。
【发明内容】
[0003] 本发明所解决的技术问题在于针对3, 4-二氯苯腈合成3, 4-二氟苯腈路线中，现 有的3, 4-二氟苯腈纯化方法存在纯度不高的缺陷，提供了一种3, 4-二氟苯腈的纯化方法。 本发明的纯化方法采用柱层析分离提纯含有3, 4-二氯苯腈杂质的3, 4-二氟苯腈粗品。
[0004] 然而，发明人在研发过程中发现，简单地套用常规的柱层析分离工艺来提纯 3, 4-二氟苯腈粗品不仅操作繁琐，而且纯化效果不佳，重现性不好，不适合工业化生产。为 克服这一缺陷，发明人对柱层析分离纯化方法中的上样溶液，洗脱次序以及淋洗液组成等 进行了大量实验与分析，才获得本发明纯化效果明显、重现性好的纯化方法。采用本发明的 纯化方法纯化的3, 4-二氟苯腈产品中3, 4-二氯苯腈的杂质含量小于0. 01 %，纯化效果好， 且纯化方法操作简单、成本低廉，可用于工业化生产。
[0005] 本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的：
[0006] 本发明提供了一种3, 4-二氟苯腈的纯化方法，其包括下述步骤：
[0007] (1)将含有3, 4-二氯苯腈杂质的3, 4-二氟苯腈粗品与水混合均匀，得到混合液；
[0008] (2)将所述混合液上样至反相填料柱，收集穿出液；
[0009] (3)用甲醇水溶液或水洗脱，得到洗脱液；其中，所述甲醇水溶液中的甲醇浓度不 大于20%，所述百分比为所述甲醇的质量与所述甲醇水溶液的质量的百分比；
[0010] (4)将所述穿出液和所述洗脱液混合后脱除溶剂，即可。
[0011] 步骤（1)中，所述含有3, 4-二氯苯腈杂质的3, 4-二氟苯腈粗品可按照本领域常 规的以3, 4-二氯苯腈为原料合成3, 4-二氟苯腈的方法制备得到。所述含有3, 4-二氯苯 腈杂质的3, 4-二氟苯腈粗品的纯度为本领域常规的3, 4-二氟苯腈粗品纯度，一般为大于 90%，所述百分比为质量百分比。
[0012] 步骤⑴中，所述混合液中3, 4-二氟苯腈粗品的浓度较佳地为0. 1~2mg/mL，更 佳地为2mg/mL，所述浓度为3, 4-二氟苯腈粗品的质量与所述混合液的体积的比值。
[0013] 步骤⑴中，所述混合液中较佳地还包括甲醇，以缩短3, 4-二氟苯腈粗品的溶解 时间。所述甲醇较佳地按下述方式添加：将所述含有3, 4-二氯苯腈杂质的3, 4-二氟苯腈 粗品与所述水和甲醇一起混合均匀，即可；更佳地按下述方式添加：先将所述含有3, 4-二 氯苯腈杂质的3, 4-二氟苯腈粗品与甲醇混合均匀，然后再与所述水混合均匀。其中，所述 混合液中甲醇的体积浓度较佳地小于20 %，更佳地为2 %~4 %。
[0014] 步骤（1)中，所述的水为本领域常规使用的水，较佳地为双蒸水。
[0015] 步骤（2)中，在将所述混合液上样至反相填料柱前，较佳地对所述混合液进行过 滤。所述过滤可按照本领域常规操作进行。
[0016] 步骤⑵中，以Ig所述反相填料柱中的填料计，所述3, 4-二氟苯腈粗品的用量较 佳地为0. 005~0. lg。
[0017] 步骤（2)中，所述反相填料柱为本领域常规使用的填料柱，较佳地为C18填料柱或 C8填料柱，更佳地为C18填料柱。
[0018] 其中，所述C18填料柱为本领域常规使用的C18填料柱，所述C18填料柱较佳地由 下述方法制备：称取C18填料5g，用50mL甲醇重悬；超声脱气30分钟后，倒入洗净的玻璃 柱中，静置让填料自然下沉；待填料的高度无明显变化时，加压将填料压实，即得。其中，所 述C18填料为本领域常规使用的填料，所述C18填料的粒径和长链结构，本领域技术人员可 根据处理的样品量和洗脱液的组成，按照本领域常识进行选择。
[0019] 步骤（2)中，在所述上样前，较佳地对反相填料柱进行如下处理：用甲醇洗涤3次 以上，然后再用水洗涤3~4次。所述的水可为本领域常规使用的水，较佳地为双蒸水。
[0020] 步骤⑵中，所述反相填料柱的柱高较佳地为1~3cm，更佳地为3cm。
[0021] 步骤⑵中，所述反相填料柱可以再生，以甲醇反复冲洗柱子3次以上，然后以双 蒸水洗涤3次后，即可再次使用。
[0022] 步骤（3)中，所述甲醇水溶液中的甲醇浓度较佳地为20%，所述百分比为所述甲 醇的质量与所述甲醇水溶液的质量的百分比。
[0023] 步骤（3)中，所述的水为本领域常规使用的水，较佳地为双蒸水。
[0024] 步骤（3)中，所述的洗脱较佳地用甲醇水溶液洗脱。
[0025] 步骤（4)中，所述脱除溶剂的操作可采用本领域常规方式进行，较佳地采用如下 方式进行：先旋转蒸发去除溶剂甲醇和水，然后真空干燥，即可。
[0026] 本发明中，所述双蒸水是指将经过一次蒸馏后的水，再次蒸馏所得到的水。
[0027] 本发明中，所述纯化方法可适用于工业化大生产，本领域技术人员可根据处理的 样品量，按照本发明3, 4-二氟苯腈粗品和填料的用量配比，称取所需填料用量，并可根据 本领域常识选择合适的反向填料柱的规格。
[0028] 在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实 例。
[0029] 本发明所用试剂和原料均市售可得。
[0030] 本发明的积极进步效果在于：
[0031] 本发明通过特定的纯化方法，采用反相填料柱吸附3, 4-二氟苯腈粗品溶液中的 3, 4-二氯苯腈杂质，有效地降低了粗品中3, 4-二氯苯腈的杂质含量，纯化后3, 4-二氟苯腈 产品中3, 4-二氯苯腈的杂质含量低至0.0 lwt. %以下，纯化效果好，且纯化方法操作简单， 成本低廉，适合工业化生产。
【附图说明】
[0032] 图1为实施例1中纯化前3, 4-二氟苯腈粗品的色谱分析图。
[0033] 图2为实施例1中纯化后3, 4-二氟苯腈产品的色谱分析图。
[0034] 图3为实施例2中纯化后3, 4-二氟苯腈产品的色谱分析图。
[0035] 图4为对比例1中纯化后3, 4-二氟苯腈产品的色谱分析图。
【具体实施方式】
[0036] 下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实 施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件，或按照商 品说明书选择。
[0037] 下述实施例和对比例中，所用含有3, 4-二氯苯腈杂质的3, 4-二氟苯腈粗品是参 照现有文献：杨伟领，兰红丽，宋芬，施险峰，廖本仁，相转移催化合成3, 4-二氟苯腈的研究 [J].化学世界，2015, 56(1) :47-50中第48页第6~7段的制备方法制得。其它原料物质 均市售可得。
[0038] 实施例1
[0039] ① C18填料柱的制备
[0040] 称取C18填料100mg，用5mL甲醇重悬；超声脱气30分钟后，小心倒入洗净的玻璃 柱中，静置让填料自然下沉；待填料的高度无明显变化时，加压将填料压实，最终控制填料 的高度为3cm左右；在处理样品前，用甲醇反复洗涤三次，在用双蒸水反复洗涤三次，备用。 [0041 ] ②C18填料柱纯化3, 4-二氟苯腈的方法
[0042] 该纯化方法包括如下步骤：
[0043] (1)将IOmg含有3, 4-二氯苯腈杂质的3, 4-二氟苯腈粗品溶解于0· 2mL甲醇中，配 制成浓度为50mg/mL的溶液，然后再用双蒸水稀释，配制成3, 4-二氟苯腈粗品浓度为2mg/ mL的混合液5mL，混合液中甲醇的体积浓度为4% ;
[0044] (2)将上述混合液上样至C18填料柱，收集穿出液；
[0045] (3)用20wt. %甲醇水溶液洗脱C18填料柱三次，得到洗脱液；
[0046] (4)将上述穿出液和洗脱液混合后，进行旋转蒸发，以脱除样品中的甲醇和水溶 剂，然后蒸空干燥过夜，即得纯化的3, 4-二氟苯腈产品。
[0047] 实施例2
[0048] ① C18填料柱的制备
[0049] 称取C18填料lg，用20mL甲醇重悬；超声脱气30分钟后，小心倒入洗净的玻璃柱 中，静置让填料自然下沉；待填料的高度无明显变化时，加压将填料压实，最终控制填料的 高度为3cm左右；在处理样品前，用甲醇反复洗涤三次，在用双蒸水反复洗涤三次，备用。
[0050] ②C18填料柱纯化3, 4-二氟苯腈的方法
[0051 ] 该纯化方法包括如下步骤：
[0052] (1)将5mg含有3, 4-二氯苯腈杂质的3, 4-二氟苯腈粗品溶解于0· ImL甲醇中，配 制成浓度为50mg/mL的溶液，然后再用双蒸水稀释，配制成3, 4-二氟苯