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电化学法一步合成邻、间、对氟苯甲酸 唐波，毛震，张丽丽，崔官伟 (山东师范大学化学化工与材料科学学院，济南250014) 摘要 以含氟卤代苯为原料，利用消耗阳极镁合成了邻一、间一、对一氟苯甲酸。研究了电 极材料、反应温度及反应物浓度对反应的影响。结果表明，采用消耗镁阳极法，电羧化合成一氟 苯甲酸操作简便，反应选择性好，反应条件温和易于控制，且采用DMF为溶剂较为安全，该法适 合工业生产，可进一步放大研究。反应的优化条件为：阴极用镀锌不锈钢，反应温度控制在5℃ 左右，反应浓度为0．5—0．7mol／L。产率可达踟％。 关键词：电化学法含氟卤代苯一氟苯甲酸合成 l引言 2实验部分 一氟苯甲酸是合成医药、农药、液晶及染料 2．1试剂和仪器 的中间体，如邻氟苯甲酸用于氟安定的合成等， 试验中所用试剂均为分析纯。 但其合成工艺复杂。价格昂贵。传统的合成路线 YJ32—2型晶体管直流稳压器，自制电解槽 主要是：(1)以相应的氨基苯甲酸为原料，通过 西曼反应制备，但产品产率较低，且纯度很难达 到医药合成的要求；(2)由含氟苯甲腈水解制得， 谱仪。 但此原料不易得到，实用价值不好；(3)由含氟 2．2一氟苯甲酸的制备 甲苯氧化制备，如用硝酸氧化法等，但需用耐酸 试验前用无水MgSO．干燥溶剂DMF，减压蒸 耐压反应釜【l，2|。而有机化合物的电羧化反应已 馏精制。在电解槽中加人相应的含氟卤代苯 有文献报道【3-6J，本文采用消耗镁阳极，镀锌不 锈钢为阴极(未见文献报道)，在无隔膜电解槽中 槽浸在冰(盐)水浴中，反应温度保持在5℃左右。 以相应的含氟卤代苯为原料，常压下通入C02进 通人C02，20分钟待饱和后通电电解，电流为 行电化学羧化，可一步合成一氟苯甲酸。反应条 1．08A。电解1．3h。反应完后，将电解液倒入 件温和，选择性高，设备简单易于推广。 100mL烧瓶中，减压蒸馏。蒸馏完毕，瓶内剩余 在此反应中，金属镁起金属离子供应源的作 固体呈棕黑色，加入20mL浓度为6mol／L的盐酸 用，生成羧酸的镁盐，经酸化得相应的羧酸。反 酸化。待酸化完全后，用3×30mL乙醚萃取，合 应产率与电极材料有关，本课题用金属镁作阳 并醚层蒸馏，得棕黄色粗产品，用乙醇一水重结 极，阴极采用镀锌不锈钢【7|。溶剂采用非质子性 晶得白色固体。 溶剂，需添加少量支持电解质。反应温度需10℃ 3结果与讨论 以下，恒电流电解，电流密度为2A／din2。通电量 3．1阴极材料的影响 为2．2F／mol。 反应收率与电极材料有直接关系。Scortichi． 阳极反应： Mg—M孑++2e ni[8J通过实验证明在芳香族卤化物的电羧化反 阴极反应： F F 作者简介：唐波，教授，现任山东师范大学副校长，博士生 导师，主要从事分析试剂合成与应用、材料合成与结构分析、 COO。+X‘ X+C02+2e。 过程分析与应用等方面研究工作。现巳发表论文100余篇． 其中印余篇被SCI收录；申报发明专利lO项；获国家科技进 (X=CI或Br) 步二等奖1项．省科技进步一等奖l项(皆排名第一)。