基本描述
3-氯-2-氟苯甲酸的CAS号是161957-55-7，分子式是C7H4ClFO2，分子量为174.56。熔点是177-180°C(lit.)，沸点是278.9±20.0°C(Predicted)，密度是1.477±0.06g/cm3，以及酸度系数(pKa)为2.90±0.10(Predicted)。3-氯-2-氟苯甲酸是一种重要的精细化工中间体，可用于医药产品、生物工程、活性染料、聚酯化合物及农药等的合成[1-2]。
图1 3-氯-2-氟苯甲酸的结构式。
合成
图2 3-氯-2-氟苯甲酸的合成路线[3]。
将3-氯-2-氟苯甲醛（15.9克，0.1摩尔）溶解于叔丁醇（60毫升）中，搅拌并在氮气下50℃加热。将2M NaOH水溶液（100ml，0.2mol）15温热至50°C并添加到醛溶液中。在45分钟内加入过氧化氢水溶液（H2O2，30%，70毫升，0.6摩尔），保持温度在55-60℃。将混合物搅拌并在N2下再加热1小时，冷却并真空浓缩。过滤残余浆料。滤液用甲苯（2 x 30 ml）洗涤，并在剧烈搅拌下用5N盐酸酸化至pH 1。过滤收集所得固体，用水洗涤，并在50℃真空干燥。得到11.1克产物3-氯-2-氟苯甲酸，产率（11.1 g）mp 179-181°C。合成路线如图2所示。
图3 3-氯-2-氟苯甲酸的合成路线[4]。
2 L干燥四口瓶搭回流装置，氮气保护下，投入环丁砜1200g，氟化钾 280g，四甲基 氯 化 铵 50g，2, 3-二氯 苯 腈 688g，开搅拌，缓慢升温至170°C保温反应8h，取样中控，原料1 %时反应结束。反应液加短塔精馏，即可得到3-氯-2-氟苯甲酸492g，含量超过9 8 % ，收率79 %。合成路线如图3所示。
图4 3-氯-2-氟苯甲酸的合成路线[5]。
3 L四口瓶搭回流装置，投入2-氟-3-氯苯腈437g，水500g，浓硫酸1248g，醋酸21g，缓慢升温至回流，回流温度约155°C，保温反应5h，取样中控，原料<1 %，停止反应，降温至50°C，滴加水750g，搅拌I h后再降温至10°C，抽滤，滤饼用适量水淋洗，抽干，烘干得458. 5g3-氯-2-氟苯甲酸，含量超过99%，收率93. 5 %。合成路线如图4所示。
应用
3-氯-2-氟苯甲酸是重要的精细化工中间体，由于其分子结构中活性位点较多，可广泛应用于医药、农药、染料、生物工程、聚酯化合物等的合成[6-8]。我国从20世纪80年代开始研究开发 3-氯-2-氟苯甲酸，除农药领域有所应用外，医药等其他领域均处于起步阶段，且生产规模较小，产能低[9]。随着精细化工产业的日益发展，3-氯-2-氟苯甲酸作为新型产品，应用范围不断扩大，需求量逐年增长，市场缺口越来越大。因此，开发并优化3-氯-2-氟苯甲酸的合成工艺，提高产能具有重要意义。
在农药领域方面，通过3-氯-2-氟苯甲酸合成的农药主要有“挺立”、调环酸钙等，主要用作植物生长调节剂[10]。此外，在新型活性染料开发过程中，染料的提升力，耐水洗牢度一直是研究的重点和难点。3-氯-2-氟苯甲酸分子结构中含有强大的吸电子基团，为分子提供了良好的偶合活性，可以作为偶氮染料的一种偶合组分，在合成活性染料方面有全新的应用。鞣剂本身具有较多的官能团，能与皮革中的胶原结构作用，在形成分子内键的同时破坏胶原结构部分分子内键，从而具有鞣制作用。3-氯-2-氟苯甲酸与其他单体的共聚物在合成鞣剂中有一定的应用[11-12]。3-氯-2-氟苯甲酸还可用于合成具有三脚架构型的多吡啶类化合物以及高度支化聚合物等，在特殊功能材料等领域有良好的应用前景。具有三脚架构型的多吡啶类化合物通过氮的配位键、氢键、芳环与金属离子配位构建出结构新颖的配合物。此外，该类化合物的侧链可自由翻转形成大小合适的空腔，能够与不同的客体结合，从而可以制备出具有特殊性能的功能材料[13]。
参考文献
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