3,3,3-三氟丙酸及其酯的製備方法

2023-06-24 02:48:26 2

3,3,3-三氟丙酸及其酯的製備方法
【專利摘要】本發明公開了一種3,3,3-三氟丙酸及其酯的製備方法，通式為XCH2COOR的化合物，在滷化亞銅、叔丁醇鹼金屬鹽的存在下，於反應溶劑中與三氟甲烷反應生成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；本發明具有原料廉價易得，對環境友好，反應步驟少，反應收率較高的特點，主要用於製備3,3,3-三氟丙酸及其酯。
【專利說明】3,3, 3-三氟丙酸及其酯的製備方法【技術領域】
[0001]本發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製備方法。
【背景技術】
[0002]含三氟甲基化合物在醫藥研發、農藥創製、醫學診斷治療及功能材料等領域具有重要的研究價值及應用前景，備受研究機構、工業界的青睞，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公開了一種以偏二氯乙烯(VDC)、四氯化碳(CCl4)為起始原料經三步合成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反應得到1，I, I, 3，3，3-六氯丙烷(HCC-230fa)，然後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，最後將上述混合物與三氧化硫、硫酸反 應得到3，3，3-三氟丙酸。但該方法反應步驟多，收率低(第三步反應收率最高僅為42%，第一步反應收率也僅為76% )，且需要用到強腐蝕性、毒性試劑如氟化氫、發煙硫酸等。
[0004]文獻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，由環己烷甲醯氯和偏二氟乙烯反應生成環己基-3-氯-3，3- 二氟丙酮，然後在三苯基氯化銨的存在下，與氟化鉀經氟氯交換反應得到三氟乙基環己基酮，再用過氧三氟乙酸經Bayer-Villiger氧化反應將酮轉變為相應的三氟丙酸環己酯，最後再在三甲基碘矽烷的存在下，水解製備得到3，3，3-三氟丙酸。但該方法反應步驟多，反應收率低(3，3，3-三氟丙酸環己酯的收率為24.8%, 3, 3, 3-三氟丙酸的收率僅為18.1% )，且需要用到價格昂貴試劑如三甲基碘矽烷等作為原料。
[0005]文獻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)在鹼性條件下，與醇反應生成相應的三氟丙烯基醚，然後在對甲苯磺酸的催化下，再與醇反應製得相應的二縮醛，最後再在質子酸、路易斯酸的存在下經雙氧水氧化得到3，3，3-三氟丙酸，三氟丙酸可再與醇經酯化反應得到相應的3，3，3-三氟丙酸酯。但該方法反應步驟多，反應收率低(3，3，3-三氟丙酸的收率為29.1 %，而相應酯的產率僅為21.5%)，且起始原料HCF0-1233zd目前的成本也較聞。
[0006]儘管目前公開的製備3，3，3-三氟丙酸及其酯的方法較多，但卻存在著諸如反應步驟多，反應收率低，原料試劑昂貴甚至不易得、對環境不友好等缺點。

【發明內容】

[0007]本發明的目的在於克服現有技術中存在的不足，提供一種原料廉價易得，對環境友好，反應步驟少，反應收率較高的3，3，3-三氟丙酸及其酯的製備方法。[0008]為了實現本發明的目的，本發明以式XCH2COOR化合物為底物，在滷化亞銅、叔丁醇鹼金屬鹽的存在下，於反應溶劑中與三氟甲烷(R23)反應生成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 ;反應條件為:反應溫度30°C~180°C ；滷化亞銅、叔丁醇鹼金屬鹽、反應溶劑的摩爾比為:1:1~5:5~25 ;三氟甲烷與XCH2COOR的摩爾比I~10:1，反應時間為10~24h。反應方程式如下:
[0009]
【權利要求】
1.一種3，3，3-三氟丙酸及其酯的製備方法，其特徵在於通式為XCH2COOR的化合物，在滷化亞銅、叔丁醇鹼金屬鹽的存在下，於反應溶劑中與三氟甲烷反應生成三氟丙酸、三氟丙酸酯，其中化合物通式中X = Cl，Br，I ;R = H，Me，Et，t-Bu ;反應條件為:反應溫度30°C~1800C ;滷化亞銅、叔丁醇鹼金屬鹽、反應溶劑的摩爾比為:1:1~5:5~25 ;三氟甲烷與XCH2COOR的摩爾比I~10:1 ;反應時間為10~24h。
2.根據權利要求1所述的3，3，3-三氟丙酸及其酯的製備方法，其特徵在於所述的反應溫度為50°C~150°C。
3.根據權利要求1所述的3，3，3-三氟丙酸及其酯的製備方法，其特徵在於所述的滷化亞銅為氯化亞銅；叔丁醇鹼金屬鹽為叔丁醇鉀；反應溶劑為N-甲基吡咯烷酮，N, N- 二甲基甲醯胺；氯化亞銅、叔丁醇鉀、反應溶劑三者的摩爾比為:1:2:5~10。
4.根據權利要求3所述的3，3，3-三氟丙酸及其酯的製備方法，其特徵在於所述氯化亞銅、叔丁醇鉀、反應溶劑三者的摩爾比為:1:2:5。
5.根據權利要求1所述的3，3，3-三氟丙酸及其酯的製備方法，其特徵在於所述的三氟甲烷與式XCH2COOR化合物的摩爾比為3~5:1。
6.根據權利要求1所述的3，3，3-三氟丙酸及其酯的製備方法，其特徵在於式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.根據權利要求6所述的3，3，3-三氟丙酸及其酯的製備方法，其特徵在於式XCH2COOR化合物是溴代乙酸叔丁酯、碘代乙酸、碘代乙酸乙酯。
8.根據權利要求1所述的3，3，3-三氟丙酸及其酯的製備方法，包括如下步驟:(a)在反應釜中加入摩爾比為1:2:5的氯化亞銅、叔丁醇鉀及N，N- 二甲基甲醯胺，氮氣置換兩次後，在室溫下攪拌0.5h至均勻，再將一定量的三氟甲烷通入，直至壓力穩定在3bar ； (b)將碘代乙酸乙酯加入上述反應液中，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12h，冷卻後，將反應液過濾，濾液加入一定量的水、乙醚，在30°C~40°C下萃取三次，合併有機相，無水硫酸鈉乾燥，蒸餾收集得到三氟丙酸乙酯。
【文檔編號】C07C53/21GK103965047SQ201410216003
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年5月21日 優先權日:2014年5月21日
【發明者】馬輝, 呂劍, 谷玉傑, 杜詠梅, 王博, 亢建平, 李春迎, 張偉, 袁俊, 呂婧 申請人:西安近代化學研究所