3,3,3-三氟丙酸及其酯的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種3,3,3-三氟丙酸及其酯的制備方法，通式為XCH2COOR的化合物，在鹵化亞銅、叔丁醇?jí)A金屬鹽的存在下，于反應(yīng)溶劑中與三氟甲烷反應(yīng)生成3,3,3-三氟丙酸、3,3,3-三氟丙酸酯，其中化合物通式中X＝Cl，Br，I；R＝H，Me，Et，t-Bu；本發(fā)明具有原料廉價(jià)易得，對(duì)環(huán)境友好，反應(yīng)步驟少，反應(yīng)收率較高的特點(diǎn)，主要用于制備3,3,3-三氟丙酸及其酯。
【專利說(shuō)明】3,3, 3-三氟丙酸及其酯的制備方法【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種含三氟甲基化合物的合成方法，尤其涉及一種3，3，3-三氟丙酸及其酯的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]含三氟甲基化合物在醫(yī)藥研發(fā)、農(nóng)藥創(chuàng)制、醫(yī)學(xué)診斷治療及功能材料等領(lǐng)域具有重要的研究?jī)r(jià)值及應(yīng)用前景，備受研究機(jī)構(gòu)、工業(yè)界的青睞，尤其是作為中間體的三氟丙酸及其酯類化合物。
[0003]世界專利W02007020267公開(kāi)了一種以偏二氯乙烯(VDC)、四氯化碳(CCl4)為起始原料經(jīng)三步合成3，3，3-三氟丙酸的方法。該方法首先是在銅鹽、助催化劑的存在下，由VDC與CCl4反應(yīng)得到1，I, I, 3，3，3-六氯丙烷(HCC-230fa)，然后在氟化催化劑的存在下，液相氟化 HCC-230fa 得到 3，3- 二氯-1, I, I, 3-四氟丙烷(HCFC_234fb)、3_ 氯-1, I, I, 3，3-五氟丙烷(HCFC-235fa)和1，I, I, 3，3，3-六氟丙烷(HCFC_236fa)的混合物，最后將上述混合物與三氧化硫、硫酸反 應(yīng)得到3，3，3-三氟丙酸。但該方法反應(yīng)步驟多，收率低(第三步反應(yīng)收率最高僅為42%，第一步反應(yīng)收率也僅為76% )，且需要用到強(qiáng)腐蝕性、毒性試劑如氟化氫、發(fā)煙硫酸等。
[0004]文獻(xiàn)J.Fluorine Chem.，1982，21:99-106 提及了一種 3，3，3_ 三氟丙酸及酯的合成方法。該方法首先是在三氯化鋁的存在下，由環(huán)己烷甲酰氯和偏二氟乙烯反應(yīng)生成環(huán)己基-3-氯-3，3- 二氟丙酮，然后在三苯基氯化銨的存在下，與氟化鉀經(jīng)氟氯交換反應(yīng)得到三氟乙基環(huán)己基酮，再用過(guò)氧三氟乙酸經(jīng)Bayer-Villiger氧化反應(yīng)將酮轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的三氟丙酸環(huán)己酯，最后再在三甲基碘硅烷的存在下，水解制備得到3，3，3-三氟丙酸。但該方法反應(yīng)步驟多，反應(yīng)收率低(3，3，3-三氟丙酸環(huán)己酯的收率為24.8%, 3, 3, 3-三氟丙酸的收率僅為18.1% )，且需要用到價(jià)格昂貴試劑如三甲基碘硅烷等作為原料。
[0005]文獻(xiàn)J.Fluorine Chem.，2008, 129:35-39 提及一種 3，3，3-三氟丙酸及其酯的合成方法。該方法首先是1-氯_3，3，3-三氟丙烯(HCF0-1233zd)在堿性條件下，與醇反應(yīng)生成相應(yīng)的三氟丙烯基醚，然后在對(duì)甲苯磺酸的催化下，再與醇反應(yīng)制得相應(yīng)的二縮醛，最后再在質(zhì)子酸、路易斯酸的存在下經(jīng)雙氧水氧化得到3，3，3-三氟丙酸，三氟丙酸可再與醇經(jīng)酯化反應(yīng)得到相應(yīng)的3，3，3-三氟丙酸酯。但該方法反應(yīng)步驟多，反應(yīng)收率低(3，3，3-三氟丙酸的收率為29.1 %，而相應(yīng)酯的產(chǎn)率僅為21.5%)，且起始原料HCF0-1233zd目前的成本也較聞。
[0006]盡管目前公開(kāi)的制備3，3，3-三氟丙酸及其酯的方法較多，但卻存在著諸如反應(yīng)步驟多，反應(yīng)收率低，原料試劑昂貴甚至不易得、對(duì)環(huán)境不友好等缺點(diǎn)。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0007]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種原料廉價(jià)易得，對(duì)環(huán)境友好，反應(yīng)步驟少，反應(yīng)收率較高的3，3，3-三氟丙酸及其酯的制備方法。[0008]為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明以式XCH2COOR化合物為底物，在鹵化亞銅、叔丁醇?jí)A金屬鹽的存在下，于反應(yīng)溶劑中與三氟甲烷(R23)反應(yīng)生成3，3，3-三氟丙酸及其酯，其中化合物通式中X = Cl，Br, I ；R = H, Me, Et, t-Bu ;反應(yīng)條件為:反應(yīng)溫度30°C~180°C ；鹵化亞銅、叔丁醇?jí)A金屬鹽、反應(yīng)溶劑的摩爾比為:1:1~5:5~25 ;三氟甲烷與XCH2COOR的摩爾比I~10:1，反應(yīng)時(shí)間為10~24h。反應(yīng)方程式如下:
[0009]
【權(quán)利要求】
1.一種3，3，3-三氟丙酸及其酯的制備方法，其特征在于通式為XCH2COOR的化合物，在鹵化亞銅、叔丁醇?jí)A金屬鹽的存在下，于反應(yīng)溶劑中與三氟甲烷反應(yīng)生成三氟丙酸、三氟丙酸酯，其中化合物通式中X = Cl，Br，I ;R = H，Me，Et，t-Bu ;反應(yīng)條件為:反應(yīng)溫度30°C~1800C ;鹵化亞銅、叔丁醇?jí)A金屬鹽、反應(yīng)溶劑的摩爾比為:1:1~5:5~25 ;三氟甲烷與XCH2COOR的摩爾比I~10:1 ;反應(yīng)時(shí)間為10~24h。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的3，3，3-三氟丙酸及其酯的制備方法，其特征在于所述的反應(yīng)溫度為50°C~150°C。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的3，3，3-三氟丙酸及其酯的制備方法，其特征在于所述的鹵化亞銅為氯化亞銅；叔丁醇?jí)A金屬鹽為叔丁醇鉀；反應(yīng)溶劑為N-甲基吡咯烷酮，N, N- 二甲基甲酰胺；氯化亞銅、叔丁醇鉀、反應(yīng)溶劑三者的摩爾比為:1:2:5~10。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的3，3，3-三氟丙酸及其酯的制備方法，其特征在于所述氯化亞銅、叔丁醇鉀、反應(yīng)溶劑三者的摩爾比為:1:2:5。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的3，3，3-三氟丙酸及其酯的制備方法，其特征在于所述的三氟甲烷與式XCH2COOR化合物的摩爾比為3~5:1。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的3，3，3-三氟丙酸及其酯的制備方法，其特征在于式XCH2COOR化合物為溴代乙酸、溴代乙酸甲酯、溴代乙酸乙酯、溴代乙酸叔丁酯、碘代乙酸、碘代乙酸甲酯、碘代乙酸乙酯、碘代乙酸叔丁酯。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的3，3，3-三氟丙酸及其酯的制備方法，其特征在于式XCH2COOR化合物是溴代乙酸叔丁酯、碘代乙酸、碘代乙酸乙酯。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的3，3，3-三氟丙酸及其酯的制備方法，包括如下步驟:(a)在反應(yīng)釜中加入摩爾比為1:2:5的氯化亞銅、叔丁醇鉀及N，N- 二甲基甲酰胺，氮?dú)庵脫Q兩次后，在室溫下攪拌0.5h至均勻，再將一定量的三氟甲烷通入，直至壓力穩(wěn)定在3bar ； (b)將碘代乙酸乙酯加入上述反應(yīng)液中，其中三氟甲烷與碘代乙酸乙酯的摩爾比為5:1，升溫至1200C，反應(yīng)12h，冷卻后，將反應(yīng)液過(guò)濾，濾液加入一定量的水、乙醚，在30°C~40°C下萃取三次，合并有機(jī)相，無(wú)水硫酸鈉干燥，蒸餾收集得到三氟丙酸乙酯。
【文檔編號(hào)】C07C53/21GK103965047SQ201410216003
【公開(kāi)日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2014年5月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月21日
【發(fā)明者】馬輝, 呂劍, 谷玉杰, 杜詠梅, 王博, 亢建平, 李春迎, 張偉, 袁俊, 呂婧 申請(qǐng)人:西安近代化學(xué)研究所