徐衛(wèi)國，張建君

（浙江省化工研究院有限公司，浙江 杭州 310023）

0 前言

1，1-二氯-2，2-二氟乙烯（CFC-1112a），是一種不溶于水的無色透明液體，英文名：1，1-dichloro-2，2-difluoroethylene，分子式：C2Cl2F2，分子量：133，CAS 號：79-35-6，熔點：-116 ℃，沸點：19 ℃，密度：1.439 g/cm3。

目前，有3 種CFC-1112a 的制備方法具有工業(yè)化應(yīng)用價值。一種是由日本關(guān)東電化工業(yè)公司[1]報道的以CFC-112a（1，1，1，2-四氯-2，2-二氟乙烷）為原料，在甲醇、乙醇、異丙醇、二甲基甲酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮、1，3-二甲基-2-咪唑啉酮、四氫呋喃、二氧六環(huán)、乙腈等極性溶劑中，在少量Pb 或Sn 的鹵化物共存下，用Al、Fe、Ni、Co 或Mg金屬通過脫氯反應(yīng)制備CFC-1112a 的方法。另一種是由浙江藍(lán)天環(huán)保高科技股份有限公司[2]報道的以HCFC-122（1，1-二氟-1，2，2-三氯乙烷）為原料，在相轉(zhuǎn)移催化劑季銨鹽或季膦鹽作用下，用堿金屬氫氧化物通過脫氯化氫反應(yīng)制備CFC-1112a 的方法。第三種是由美國碳鹵化合物產(chǎn)品公司[3]報道的，在HCFC-22（一氯二氟甲烷）和HCl 的存在下，對HCFC-133a（1-氯-2，2，2-三氟乙烷）進行高溫?zé)峤庵苽銫FC-1112a 的方法。

1 制備含氟中間體

1969 年，來自加拿大安大略省的Chow 等人[4]對CFC-1112a 的氧化反應(yīng)進行了研究（圖1），研究表明，在溫度-60 ℃～20 ℃范圍內(nèi)，分子氧對CFC-1112a 的氧化反應(yīng)速度很慢。但UV 光能明顯加快氧化反應(yīng)的進行。CFC-1112a 的光氧化反應(yīng)，會生成40%的二氟二氯環(huán)氧乙烷、50%的一氯二氟乙酰氯以及10%的一氟二氯乙酰氟。將CFC-1112a 的光氧化反應(yīng)產(chǎn)物溶解于10～20 倍的冷正庚烷中，用冰水和稀氫氧化鈉水溶液洗去其中的酰氯和酰氟，最后經(jīng)低溫蒸餾得到二氟二氯環(huán)氧乙烷。

圖1

1997 年，德國蘇威氟衍生物公司[5]公開了一種CFC-1112a 經(jīng)光氧化反應(yīng)制備一氯二氟乙酰氯的方法。反應(yīng)是在4.3 L 光反應(yīng)器中進行，光反應(yīng)器的材質(zhì)為Duran 50TM（硼硅玻璃），光源為Philips 公司生產(chǎn)的熒光燈，型號為TLK4010R（額定功率40 W），光反應(yīng)器配備了反射層，以增加輻射功率。用2 只40 W 的熒光燈作光源，反應(yīng)溫度為85 ℃～90 ℃，氧氣（1.0 mol）、氯氣（0.11 moL）和CFC-1112a（0.6 mol）混合后連續(xù)進入反應(yīng)器，20 min 后，CFC-1112a 的轉(zhuǎn)化率為99.6%，一氯二氟乙酰氯的選擇性為90.8%。

2016 年，江蘇蘇利精細(xì)化工股份有限公司[6]開發(fā)了一種制備3，3-二氟環(huán)丁酸的新工藝（圖2）。工藝分為3 步反應(yīng)：第一步：CFC-1112a 和丙烯腈進行成環(huán)反應(yīng)，生成2，2-二氯-3，3-二氟環(huán)丁腈；第二步：2，2-二氯-3，3-二氟環(huán)丁腈同時進行水解和脫氯化氫反應(yīng)，生成2-氯-3，3-二氟-1-烯環(huán)丁酸；第三步：2-氯-3，3-二氟-1-烯環(huán)丁酸經(jīng)加氫反應(yīng)，生成目標(biāo)產(chǎn)物3，3-二氟環(huán)丁酸。

圖2

1992 年，日本旭硝子公司[7]公開了一種CFC-1112a 與HCFC-21 反應(yīng)制備鹵代丙烷的方法。向高壓釜中加入50 g 氯氟化Al2O3，500 g（3.76 mol）CF2=CCl2和370 g（3.57 mol）HCFC-21。于0 ℃下反應(yīng)1 h，得到R223 的摩爾含量為87%的產(chǎn)物830 g，其 中，R223ca（CCl2FCF2CHCl2）/R223cb（CCl3CF2CHClF）/R223aa（CF3CCl2CHCl2）/R223ab（CClF2CCl2CHClF）=84/1/7/8。

1992 年，日本旭硝子公司[8]公開了一種CFC-1112a 與HCFC-22 反應(yīng)制備鹵代丙烷的方法。向10 L 不銹鋼高壓釜中加入0.5 kg（3.7 mol）無水AlCl3催化劑，8 kg（60.2 mol）CF2=CCl2和5 kg（57.8 mol）HCFC-22。于0 ℃～10 ℃下反應(yīng)1 h后，經(jīng)過濾、蒸餾得到7.6 kg 產(chǎn)品R224（CFCl2CF2CHClF），收率60%。

1987 年，Barta Milan[9]等 人 用CFC-1112a 與CF2BrCCl2Br 反應(yīng)制備了1，4-二溴-2，2，3，3-四氯-1，1，4，4-四氟丁烷，收率可達60%。1，4-二溴-2，2，3，3-四氯-1，1，4，4-四氟丁烷進行脫鹵反應(yīng)，可制備2，3-二氯-1，1，4，4-四氟丁二烯。

2 制備含氟液晶材料

1993 年，德國默克專利有限公司[10]先以二氧六環(huán)為溶劑，2，6-二氟-4-[反式-4-（反式-4-丙基環(huán)己基）環(huán)己基]苯酚與金屬鈉反應(yīng)，制備其鈉鹽。然后，以DMF 為溶劑，鈉鹽與CFC-1112a 于高壓釜中進行反應(yīng)，制備了具有低粘度和相對高的介電各向異性含氟液晶化合物2，6-二氟-4-[反式-4-（反式-4-丙基環(huán)己基）環(huán)己基]-1，1-二氟-2，2-二氯乙氧基苯（圖3）。

圖3

2006 年，日本智索公司公司[11]公開了一種高產(chǎn)率制備含有二氟基團的含氟液晶化合物1-（反式-4-（反式-4-丙基環(huán)己基）環(huán)己基二氟甲氧基）-3，4，5-三氟苯，它的向列相轉(zhuǎn)變溫度為43.5 ℃，各向同性相相變溫度為103.0 ℃。該方法不使用任何具有高腐蝕性或難聞氣味的試劑作為反應(yīng)試劑，使用了容易獲得的CFC-1112a 作為二氟基團的來源。1-（反式-4-（反式-4-丙基環(huán)己基）環(huán)己基二氟甲氧基）-3，4，5-三氟苯以反式-4-（反式-4-丙基環(huán)己基）環(huán)己烷羧酸為起始原料，經(jīng)?；?、酯化、加成、氧化、取代和醚化共7 步反應(yīng)制備（圖4）。

圖4

3 制備含氟農(nóng)藥

3-（（4-（2，2-二氯-1，1-二氟乙氧基）苯基）磺?；?2-丙烯腈（圖5）是一種有效的殺菌劑，其對金黃色葡萄球菌、白癬菌、產(chǎn)黃青霉菌、枯草芽孢桿菌和菌膜假絲酵母菌的MIC（最小抑菌濃度），分別為5.0 ppm、10.0 ppm、10.0 ppm、1.0 ppm和10.0 ppm。它的制備方法較為簡單[12]：將3.0 g（0.079 mol）2-氯-3-（（4-（2，2-二氯-1，1-二氟乙氧基）苯基）磺酰基）丙腈溶于100 mL 苯中，然后加入略微過量的三乙胺進行反應(yīng)。反應(yīng)畢，過濾除去三乙胺鹽酸鹽，減壓除去溶劑苯的物料經(jīng)甲醇/水重結(jié)晶，得到1.5 g 黃褐色目標(biāo)產(chǎn)物，熔點為89 ℃～90 ℃。

圖5

其關(guān)鍵起始原料2-氯-3-（（4-（2，2-二氯-1，1-二氟乙氧基）苯基）磺?；┍婵赏ㄟ^以下3 步反應(yīng)合成[13]：第一步，將94 g（1 mol）苯酚溶解于丙酮中，加入含量85%的固體KOH（11 g，0.17 mol），慢慢加入CFC-1112a 進行反應(yīng)。將反應(yīng)物倒入冰水中，分離得到的有機層用Na2CO3水溶液及水除去未反應(yīng)的苯酚及苯酚鉀，得到近無色的2，2-二氯-1，1-二氟乙氧基苯。第二步，在溫度0 ℃～10 ℃下，2，2-二氯-1，1-二氟乙氧基苯與過量的氯磺酸進行氯磺化反應(yīng)，得到4-（2，2-二氯-1，1-二氟乙氧基）苯磺酰氯，收率75%。第三步，4-（2，2-二氯-1，1-二氟乙氧基）苯磺酰氯8.2 g（0.025 mol）、丙烯腈2.65 g（0.05 mol）、2 mL乙腈、0.07 g（0.05 mmol）無水氯化銅、0.11 g（0.8 mmol）三乙胺鹽酸鹽，于115 ℃反應(yīng)6 h。反應(yīng)物經(jīng)甲醇重結(jié)晶，得到4.0 g 白色結(jié)晶狀的2-氯-3-（（4-（2，2-二氯-1，1-二氟乙氧基）苯基）磺?；┍妫▓D6），熔點：109 ℃。

圖6

1989 年，日本住友化學(xué)公司[14]用異氰酸苯甲酰酯和苯胺化合物反應(yīng)，制備了用作殺蟲劑的苯甲酰脲衍生物（圖7）。

圖7

1988 年，F(xiàn)MC 公司[15]以2-苯基噻吩為原料，先與丁基鋰反應(yīng)，再與CFC-1112a 反應(yīng)制備的2-（2，2-二氯-1-氟乙烯基）-5-苯基噻吩，具有殺螨特性（圖8）。

圖8

2003 年，美國陶氏益農(nóng)公司[16]公開的三唑化合物可有效控制鱗翅目、鞘翅目、螨蟲和其他吸吮害蟲（圖9）。3-（2-氯-6-氟苯基）-5-[（5-（4-羥苯基）-4-甲基噻吩-3-基）]-1-甲基-1H-1，2，3-三唑（100 mg，0.7 mmol），干燥DMF（3 mL），質(zhì)量濃度為25%的氫氧化鈉水溶液（120 μL，3.5 mmol）混合物，于室溫下攪拌30 min 之后，加入CFC-1112a 進行反應(yīng)。將反應(yīng)物倒入50 mL 水中，用醚萃取（3×40 mL）。最后經(jīng)水洗、干燥、濃縮得到目標(biāo)產(chǎn)物3-（2-氯-6-氟苯基）-5-{（5-[4-（2，2-二氯-1，1-二氟乙氧基）苯基]-4-甲基噻吩-3-基}-1-甲基-1H-1，2，3-三唑。

圖9

1990 年，日本住友化學(xué)公司[17]制備的5-烷氧基-2，4-二苯基嘧啶可作為除草劑（圖10）。1.5 g 2-（4-氟苯基）-4-（3-羥苯基）-5-甲氧基嘧啶和0.25 g 氫化鈉加到15 mL 二甲基甲酰胺中，加熱到70 ℃，加入CFC-1112a（6.6 g），回流反應(yīng)3 d。反應(yīng)畢，加入冰水，用乙酸乙酯萃取，除去溶劑后的物料經(jīng)硅膠柱層析，得到1.0 g 產(chǎn)物，即2-（4-氟苯基）-4-[（3-（1，，1，-二氟-2，，2，-二氯乙氧基）苯基）-5-甲氧基嘧啶，熔點為75.5 ℃。

圖10

4 制備含氟醫(yī)藥

2011 年，瑞士斯皮德爾實驗股份公司[18]公開的5-氨基-4-羥基-7-（咪唑并[1，2-a]吡啶-6-基甲基）-8-甲基-壬酰胺衍生物（圖11），用作腎素抑制劑治療高血壓。CFC-1112a 可用來制備中間體二氟（四氫吡喃-4-基）乙酸（圖12）。

圖11

將2.422 mmol 二環(huán)己基碳二亞胺加到2.422 mmol 四氫吡喃-4-甲酸和2.422 mmol 巰基硫代吡啶酮在5 mL 二氯甲烷的溶液中，將混合物在室溫下攪拌反應(yīng)3 h。將過濾后的濾液蒸發(fā)，得到的黃色殘留物溶解在4 mL 乙腈中，加入24.22 mmol CFC-1112a。將反應(yīng)混合物在300 W日光燈照射下攪拌2.5 h。經(jīng)蒸發(fā)、過柱，得到淺黃色油狀2-[1，1-二氯-2，2-二氟-2-（四氫吡喃-4-基）乙基硫烷基]吡啶。

將0.774 mmol 2-[1，1-二氯-2，2-二氟-2-（四氫吡喃-4-基）乙基硫烷基]吡啶在4 mL 四氫呋喃中的溶液與3.096 mmol 硝酸銀溶液（在4 mL水中）混合。將所得渾濁混合物加熱回流3 h。冷卻到室溫后過濾，經(jīng)堿洗、酸洗、二氯甲烷萃取、硫酸鈉干燥、蒸發(fā)，得到黃色固體狀二氟（四氫吡喃-4-基）乙酸。

圖12

2017 年，日本住友制藥有限公司[19]開發(fā)的苯并噁唑酮化合物（圖13）可作為Nav1.7 和/或Nav1.8 抑制劑，治療神經(jīng)性疼痛、炎性痛、小直徑的纖維神經(jīng)病、紅斑性肢痛病、陣痛和排尿困難或多發(fā)性硬化。4-（3，3-二氟環(huán)丁基）苯并噁唑酮可由4-乙炔基苯甲醚和CFC-1112a 為起始原料，經(jīng)5 步反應(yīng)制備。

圖13

1985 年，德國梅爾茨公司[20]公開了可用于控制真菌和細(xì)菌的苯并呋喃-2-基乙基咪唑衍生物（圖14）。

圖14

將10.8 g（0.1 mol）對甲苯酚加入100 mL 四氫呋喃中，加入0.24 g（0.01 mol）氫化鈉反應(yīng)至不再有氫氣產(chǎn)生，加入10 g（0.075 mol）CFC-1112a，于60 ℃反應(yīng)2 h。將反應(yīng)物冷卻、過濾、減壓除去四氫呋喃，剩余物中加入乙醚，用稀的氫氧化鈉水溶液除去游離的對甲苯酚，然后，經(jīng)水洗、脫溶，得到15.5 g 產(chǎn)品，即4-（2，2-二氯-1，1-二氟乙氧基）甲苯。

將4-（2，2-二氯-1，1-二氟乙氧基）甲苯48.21 g（0.2 mol），N-溴代琥珀酰亞胺（NBS）39.16 g（0.22 mol），0.59 g 偶氮二異丁腈（AIBN）溶于200 mL 四氯化碳中，在回流狀態(tài)下反應(yīng)。過濾除去琥珀酰亞胺，減壓除去溶劑，剩余物經(jīng)己烷重結(jié)晶，得到57 g 產(chǎn)物，即4-（2，2-二氯-1，1-二氟乙氧基）芐基溴，熔點：72 ℃。

將0.48 g（0.02 mol）氫化鈉、0.02 mol 1-（苯并呋喃-2-基）-2-（1H-1H-咪唑-1-基）乙醇和0.02 mol 4-（2，2-二氯-1，1-二氟乙氧基）芐基溴加到100 mL 四氫呋喃中，在室溫下攪拌反應(yīng)6 h，經(jīng)過濾、脫溶，剩余物加入異丙醇和過量濃硝酸，得到2-（苯并呋喃-2-基）-2-（4-（2，2-二氯-1，1-二氟乙氧基）芐氧基）-1-（1H-咪唑-1-基）-乙烷硝酸鹽。

1982 年，美國陶氏化學(xué)公司[21]公開了一種具有抗病毒效能的含硫的二苯醚化合物（圖15）。

將0.8 g（0.02 mol）氫氧化鈉加入到5.29 g（0.02 mol）4-（4-（甲磺?；┍窖趸┍椒雍?00 mL乙腈組成的溶液中?；旌衔镌谑覝叵聰嚢? h，慢慢加入溶于15 mL 乙腈中的CFC-1112a（4.0 g，0.03 mol），加畢，于3 ℃～5 ℃下繼續(xù)攪拌反應(yīng)3 h。反應(yīng)畢，加入150 mL 水，用二氯甲烷萃取，有機相經(jīng)水洗、干燥、脫溶，得到7.1 g 產(chǎn)品1-（2，2-二氯-1，1-二氟乙氧基）-4-（4-（甲磺酰基）苯氧基）苯，收率為89.4%。

圖15

5 結(jié)語

1，1-二氯-2，2-二氟乙烯在含氟中間體、含氟液晶、含氟農(nóng)藥和含氟醫(yī)藥中有著十分廣泛的應(yīng)用，具有巨大的開發(fā)價值。資料報道的制備方法存在原料不易得到的缺點。本文作者認(rèn)為，以HCFC-123（1，1-二氯-2，2，2-三氟乙烷）為原料，經(jīng)脫氟化氫反應(yīng)，制備1，1-二氯-2，2-二氟乙烯的路線，值得研發(fā)工作者進行研究。