專利名稱：一種合成三氟丙酮酸酯類化合物的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種合成三氟丙酮酸酯類化合物的方法。
背景技術(shù)：
三氟丙酮酸酯類化合物是目前需求量最大的一種三氟甲基砌塊試劑，在有機氟化工的合成中占有重要的地位。這類化合物具有二個反應(yīng)中心(羰基和酯基)，使其能合成三氟甲基類雜環(huán)化合物等復(fù)雜的化合物，這類化合物作為新一代醫(yī)藥、農(nóng)藥等領(lǐng)域的前體原料被廣泛應(yīng)用。如在制藥工業(yè)中，三氟丙酮酸酯類化合物可合成抗炎藥，抗癌和抗病毒等類藥物。三氟丙酮酸酯類化合物的合成路線主要有兩種。一種是以三氟溴甲烷與乙二酸二酯為原料，在常溫常壓下，用鋅粉-吡啶復(fù)合體催化劑合成中間體后再經(jīng)酸水解制得三氟丙酮酸酯，產(chǎn)品收率約為60%。該路線反應(yīng)時間較長，收率低，三廢產(chǎn)生量大，操作條件較為苛刻，不適宜大規(guī)模生產(chǎn)。另一種工藝是以2-氟-2-烷氧基-三氟丙酸酯和濃硫酸或發(fā)煙硫酸為主要原料，在白炭黑存在的情況下，在110 140°C下反應(yīng)，得到三氟丙酮酸酯，收率偏低，不高于90 % ；且含量偏低，僅為95 %，需再次精餾才能得到合格產(chǎn)品。這種工藝具有操作條件溫和，收率較高等優(yōu)點；但反應(yīng)選擇性較低，粗品純度低，須經(jīng)后續(xù)提純處理，導(dǎo)致操作復(fù)雜等缺點ο

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種一種工藝流程短，反應(yīng)收率高，選擇性好，產(chǎn)品純度高的一步直接合成三氟丙酮酸酯類化合物的方法。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為一種合成三氟丙酮酸酯類化合物的方法，將濃度為96% 98%的濃硫酸、2-氟-2-烷氧基-三氟丙酸酯、白炭黑、五氧化二磷在攪拌下加入反應(yīng)釜中，硫酸與2-氟-2-烷氧基-三氟丙酸酯的摩爾比為0.9 1 1.2 1，五氧化二磷與2-氟-2-烷氧基-三氟丙酸酯的摩爾比為0.03 1 0. 3 1，白炭黑與2-氟-2-烷氧基-三氟丙酸酯的摩爾比為0.2 1 1 1，控制反應(yīng)溫度為90 145°C、反應(yīng)釜壓力為0 -0. IMpa，反應(yīng)精餾15 45min后，以回流比為0. 2 1 5 1的真空精餾方式采出即得三氟丙酮酸酯類化合物產(chǎn)品。所述的2-氟-2-烷氧基-三氟丙酸酯選自2-氟-2-烷氧基-三氟丙酸甲酯、2-氟-2-烷氧基-三氟丙酸乙酯、2-氟-2-烷氧基-三氟丙酸丙酯。所述的硫酸與2-氟-2-烷氧基-三氟丙酸酯的摩爾比為1 1 1. 1 1，五氧化二磷同2-氟-2-烷氧基-三氟丙酸酯的摩爾比為0.08 1 0.15 1，白炭黑同1，2-氟-2-烷氧基-三氟丙酸酯的摩爾比為0.25 1 0.4 1。所述的反應(yīng)溫度為110 130°C，反應(yīng)壓力為-0. 04 -0. 09MPa。所述的真空精餾回流比為0.5 1 2 1。
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與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于通過添加五氧化二磷作為除水劑，并合理選擇反應(yīng)物的種類及配比、反應(yīng)溫度和壓力以及反應(yīng)的方式，大大提高了三氟丙酮酸酯類化合物的收率和產(chǎn)品純度；本發(fā)明所采用的物料簡單易得，均可通過市售取得；本發(fā)明具有生產(chǎn)設(shè)備簡單；工藝流程短、無需復(fù)雜的后處理裝置；反應(yīng)選擇性好、收率高；產(chǎn)品純度高，制得的三氟丙酮酸酯類化合物的含量在98. 5%以上。反應(yīng)溫度和壓力對三氟丙酮酸酯類化合物的合成有重要的影響。溫度過低會導(dǎo)致反應(yīng)過慢，甚至于不反應(yīng)；溫度過高則可能導(dǎo)致大量的三氟乙酸酯等副產(chǎn)物的生成，降低反應(yīng)選擇性和收率。降低反應(yīng)壓力有助于加快反應(yīng)過程中產(chǎn)生的三氟丙酮酸酯類化合物同反應(yīng)混合液的分離速度，避免三氟丙酮酸酯類化合物進一步同硫酸等反應(yīng)，生成三氟乙酸酯等副產(chǎn)物，提高反應(yīng)選擇性和收率。反應(yīng)的方式對三氟丙酮酸酯類化合物的合成也有一定的影響。反應(yīng)精餾有助于加快反應(yīng)過程中產(chǎn)生的三氟丙酮酸酯類化合物同反應(yīng)混合液的分離速度，避免三氟丙酮酸酯類化合物進一步同硫酸等反應(yīng)，生成三氟乙酸酯等副產(chǎn)物，提高反應(yīng)選擇性和收率；也有助于提高產(chǎn)品的純度。硫酸的種類對三氟丙酮酸酯類化合物的合成也有重要的影響。發(fā)煙硫酸中的三氧化硫會同三氟丙酮酸酯類化合物進一步反應(yīng)，產(chǎn)生三氟乙酸酯和氟磺酸酯等副產(chǎn)物，降低反應(yīng)的選擇性和收率。由于三氟丙酮酸酯類化合物可以很容易的同水反應(yīng)，生成2，2-二羥基三氟丙酸酯，因此硫酸中水含量也不能過高。本發(fā)明采用的是濃度為96 98%的濃硫酸。其它的因素也對三氟丙酮酸酯類化合物的制備有重要的影響。如白炭黑可降低反應(yīng)副產(chǎn)物氟化氫對反應(yīng)設(shè)備的腐蝕等。添加五氧化二磷作為除水劑，提高了反應(yīng)的選擇性和收率。
具體實施例方式以下結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述。實施例1在2. OL配有塔板數(shù)為4的精餾柱、機械攪拌和溫度計的玻璃反應(yīng)釜中加入5. 87mol96%的濃H2S04，5.87mol 2-氟-2-甲氧基-三氟丙酸乙酯，1. 48mol白炭黑和
0.23mol五氧化二磷，開動攪拌，將反應(yīng)釜升溫至100°C、在-0. 05Mpa的負壓下反應(yīng)45min后，以回流比為0.2 1真空精餾方式采出產(chǎn)品，共收集到三氟丙酮酸乙酯961g，含量
98.9%，基于2-氟-2-甲氧基-三氟丙酸乙酯的收率為95. 2%。實施例2在2. OL配有塔板數(shù)為5的精餾柱、機械攪拌和溫度計的玻璃反應(yīng)釜中加入5. 58mol98%的濃H2S04，5.87mol 2-氟-2-甲氧基-三氟丙酸乙酯，1. 60mol白炭黑禾口
1.67mol五氧化二磷，開動攪拌，將反應(yīng)釜升溫至145°C、在-0. 04Mpa的負壓下反應(yīng)40min后，以回流比為0.5 1真空精餾方式采出產(chǎn)品，共收集到三氟丙酮酸乙酯964g，含量為
99.1%，基于2-氟-2-甲氧基-三氟丙酸乙酯的收率為95.7%。實施例3在2. OL配有塔板數(shù)為3的精餾柱、機械攪拌和溫度計的玻璃反應(yīng)釜中加入
45.87mol96%的濃H2S04，5.87mol 2-氟-2-甲氧基-三氟丙酸乙酯，5. 87mol白炭黑和0. 50mol五氧化二磷，開動攪拌，將反應(yīng)釜升溫至110°C、在-0. 05Mpa的負壓下反應(yīng)15min后，以回流比為5 1真空精餾方式采出產(chǎn)品，共收集到三氟丙酮酸乙酯967g，含量為98.5%,基于2-氟-2-甲氧基-三氟丙酸乙酯的收率為95. 4%。實施例4在2. OL配有塔板數(shù)為5的精餾柱、機械攪拌和溫度計的玻璃反應(yīng)釜中加入6.46mol98%的濃H2S04，5.87mol 2-氟-2-乙氧基-三氟丙酸乙酯，2. 35mol白炭黑和
0.95mol五氧化二磷，開動攪拌，將反應(yīng)釜升溫至125°C、在-0. 08Mpa的負壓下反應(yīng)30min后，以回流比為0.5 1真空精餾方式采出產(chǎn)品，共收集到三氟丙酮酸乙酯965g，含量為99.4%,基于2-氟-2-乙氧基-三氟丙酸乙酯的收率為96. 1 %。實施例5在2. OL配有塔板數(shù)為5的精餾柱、機械攪拌和溫度計的玻璃反應(yīng)釜中加入
6.05mol96%的濃H2S04，5.87mol 2-氟-2-甲氧基-三氟丙酸乙酯，1. 96mol白炭黑和
1.67mol五氧化二磷，開動攪拌，將反應(yīng)釜升溫至130°C、在OMpa的常壓下反應(yīng)30min后，以回流比為0.5 1真空精餾方式真空精餾采出產(chǎn)品，共收集到三氟丙酮酸乙酯979g，含量為99. 2%，基于2-氟-2-甲氧基-三氟丙酸乙酯的收率為97. 3%。實施例6在2. OL配有塔板數(shù)為5的精餾柱、機械攪拌和溫度計的玻璃反應(yīng)釜中加入6. 16mol96%的濃H2S04，5.87mol 2-氟-2-甲氧基-三氟丙酸甲酯，1. 68mol白炭黑和0. 70mol五氧化二磷，開動攪拌，將反應(yīng)釜升溫至90°C、在OMpa的常壓下反應(yīng)25min后，以回流比為2 1真空精餾方式真空精餾采出產(chǎn)品，共收集到三氟丙酮酸甲酯885g，含量為99. 2%，基于2-氟-2-甲氧基-三氟丙酸甲酯的收率為95. 9%。實施例7在2. OL配有塔板數(shù)為5的精餾柱、機械攪拌和溫度計的玻璃反應(yīng)釜中加入5. 87mol96%的濃H2S04，5.87mol 2-氟-2-甲氧基-三氟丙酸甲酯，1. 60mol白炭黑和0. 60mol五氧化二磷，開動攪拌，將反應(yīng)釜升溫至120°C、在-0. 04Mpa的負壓下反應(yīng)30min后，以回流比為1 1真空精餾方式真空精餾采出產(chǎn)品，共收集到三氟丙酮酸甲酯893g，含量為99. 3%，基于2-氟-2-甲氧基-三氟丙酸乙酯的收率為96. 8%。實施例8在2. OL配有塔板數(shù)為5的精餾柱、機械攪拌和溫度計的玻璃反應(yīng)釜中加入5. 87mol96%的濃H2S04，5.87mol 2-氟-2-甲氧基-三氟丙酸丙酯，1. 68mol白炭黑和0. 53mol五氧化二磷，開動攪拌，將反應(yīng)釜升溫至130°C、在-0. 09Mpa的負壓下反應(yīng)30min后，，以回流比為1 1真空精餾方式真空精餾采出產(chǎn)品，共收集到三氟丙酮酸丙酯1060g，含量為99. 2%，基于2-氟-2-甲氧基-三氟丙酸丙酯的收率為97. 4%。
權(quán)利要求
1.一種合成三氟丙酮酸酯類化合物的方法，其特征在于將濃度為96% 98%的濃硫酸、2-氟-2-烷氧基-三氟丙酸酯、白炭黑、五氧化二磷在攪拌下加入反應(yīng)釜中，硫酸與2-氟-2-烷氧基-三氟丙酸酯的摩爾比為0.9 1 1.2 1，五氧化二磷與2-氟-2-烷氧基-三氟丙酸酯的摩爾比為0.03 1 0.3 1，白炭黑與2-氟-2-烷氧基-三氟丙酸酯的摩爾比為0.2 1 1 1，控制反應(yīng)溫度為90 145°C、反應(yīng)釜壓力為0 -0. IMpa，反應(yīng)精餾15 45min后，以回流比為0.2 1 5 1的真空精餾方式采出即得三氟丙酮酸酯類化合物產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種合成三氟丙酮酸酯類化合物的方法，其特征在于所述的2-氟-2-烷氧基-三氟丙酸酯選自2-氟-2-烷氧基-三氟丙酸甲酯、2-氟-2-烷氧基-三氟丙酸乙酯、2-氟-2-烷氧基-三氟丙酸丙酯。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種合成三氟丙酮酸酯類化合物的方法，其特征在于所述的硫酸與2-氟-2-烷氧基-三氟丙酸酯的摩爾比為1 1 1. 1 1，五氧化二磷同2-氟-2-烷氧基-三氟丙酸酯的摩爾比為0.08 1 0.15 1，白炭黑同1，2-氟-2-烷氧基-三氟丙酸酯的摩爾比為0.25 1 0.4 1。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種合成三氟丙酮酸酯類化合物的方法，其特征在于所述的反應(yīng)溫度為110 130°C，反應(yīng)壓力為-0. 04 -0. 09MPa。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種合成三氟丙酮酸酯類化合物的方法，其特征在于所述的真空精餾回流比為0.5 1 2 1。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種合成三氟丙酮酸酯類化合物的方法，在攪拌下將96％～98％的濃硫酸、2-氟-2-烷氧基-三氟丙酸酯、白炭黑、五氧化二磷加入反應(yīng)釜中，控制反應(yīng)溫度為90～145℃、反應(yīng)釜壓力為0～-0.1MPa，反應(yīng)精餾15～45min后，以回流比為0.2∶1～5∶1的真空精餾方式采出產(chǎn)品，所述硫酸與2-氟-2-烷氧基-三氟丙酸酯的摩爾比為0.9∶1～1.2∶1，五氧化二磷同2-氟-2-烷氧基-三氟丙酸酯的摩爾比為0.03∶1～0.3∶1，白炭黑同1，2-氟-2-烷氧基-三氟丙酸酯的摩爾比為0.2∶1～1∶1。本發(fā)明具有工藝流程短，反應(yīng)收率高，選擇性好，產(chǎn)品純度高的優(yōu)點。
文檔編號C07C69/716GK102391113SQ20111022479
公開日2012年3月28日 申請日期2011年8月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月5日
發(fā)明者吳周安, 吳曉軍, 周強, 王樹華 申請人:巨化集團公司