專利名稱：一種三氟甲基代胺的合成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及氟精細(xì)化工技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及含三氟甲基化合物的制備。
背景技術(shù)：
三氟甲基代胺類化合物是有機(jī)合成的重要中間體，主要用于有機(jī)合成、醫(yī)藥及農(nóng)藥中間體，也可用于液晶合成的中間體等方面。制備三氟甲基代胺的方法主要有以下幾種I)氟碳腈經(jīng)過鉬催化加氫便產(chǎn)生了 1，I 一二氫烷基胺。例如用這個方法將CF3CN還原生成CF3CH2NH2,收率為80%。不足之處是原料氟碳腈比較昂貴，不適合大規(guī)模工業(yè)化 生產(chǎn)。2)含三氟甲基化合物中除氟以外的鹵素與氨進(jìn)行氨解作用，生成三氟甲基代胺。不足之處是此方法得到的產(chǎn)品以鹽酸鹽的形態(tài)存在，需要在堿性條件下提純，后處理較復(fù)雜。3)六氟丙酮與手性芐胺反應(yīng)，生成物N-(l，I, I-三氟異亞丙基)芐胺，再與伯胺反應(yīng)得到三氟異丙胺(US6166259)，總收率35%，該方法步驟繁瑣，收率低，且原料六氟丙酮比較昂貴，不適合大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。4)氣相條件下，采用鉬、銠或鈀等為催化劑氫化還原三氟丙酮肟，后用濃鹽酸酸化即可制備S-TFIPM · HCl。三氟丙酮肟與氫氣的摩爾比為1:3，催化劑選擇負(fù)載于1/8氧化鋁錠片的O. 5%銠，171°C條件下反應(yīng)4h，收率84% (US6265616B1 )。該方法反應(yīng)簡單，收率較高，但原料三氟丙酮肟不易得。5)三氟代烯烴硝酸硝化，再氫氣還原(催化劑選擇Ra-Ni )得到三氟甲基代胺，總收率79% (DE3218201A1)。該方法收率高，反應(yīng)簡單，但所用原料不易得。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供了一種原料易得，工藝流程短，反應(yīng)條件溫和，操作簡單，收率高的三氟甲基代胺的合成方法。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種三氟甲基代胺的合成方法，將氨基酸、無水氫氟酸和四氟化硫，按摩爾比I :3 20 :1. 8^3. 2混合進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)溫度為50 150°C，反應(yīng)時間為2 10小時，反應(yīng)結(jié)束后冷卻、中和、萃取、精餾得到三氟甲基代胺產(chǎn)品。進(jìn)一步的所述的氨基酸為不含羥基的一氨基一羧基氨基酸。所述的氨基酸選自D-丙氨酸、L-丙氨酸、Y-氨基丁酸、甘氨酸、色氨酸中的一種。所述氨基酸、無水氫氟酸和四氟化硫的摩爾比為I :1(Γ15 2. (Γ2. 5。所述反應(yīng)溫度為75 105°C。所述反應(yīng)時間為3. 5 6小時。
本發(fā)明采用氨基酸與SF4在溶劑中反應(yīng)，氟化氨基酸的羧基，得到三氟甲基代胺。其中氨基酸為不含羥基(-0H)的一氨基一羧基氨基酸；溶劑為無水氫氟酸；氨基酸、無水氫氟酸和四氟化硫的摩爾比為I :3 20 :1.8 3.2;反應(yīng)溫度為50 1501，反應(yīng)時間為2 10小時，反應(yīng)壓力為自生壓力，反應(yīng)結(jié)束后冷卻、中和、萃取、精餾得到三氟甲基代胺產(chǎn)品由于四氟化硫可以有選擇的氟化有機(jī)化合物中的某些官能團(tuán)，是其它氟化劑不可代替的。根據(jù)SF4氟化特性，羧基能被SF4氟化成三氟甲基，反應(yīng)式如下r-cooh+sf4 — r-cof+sof2+hfr-cof+sf4 — r-cf3+sof2其中R為不含羥基(-0H)的氨基。隨著R的碳鏈的增長，氟化溫度及時間要求越高。反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)堿中和、萃取、精餾得到三氟甲基代胺。由于SF4及副產(chǎn)物SOF2都是沸點(diǎn)較低的腐蝕性氣體，在無溶劑條件下70°C時其蒸 氣壓可達(dá)3Mpa以上，整個反應(yīng)是在高壓下進(jìn)行的，這對反應(yīng)設(shè)備的要求較高。因此有必要使用溶劑來降低反應(yīng)壓力，提高反應(yīng)安全系數(shù)。本發(fā)明人通過對各種溶劑的考察，發(fā)現(xiàn)無水氟化氫能有效降低反應(yīng)壓力，縮短反應(yīng)時間。同時氟化氫與氨基酸絡(luò)合對胺基起到保護(hù)作用，防止被SF4破壞。三氟甲基代胺的收率隨著無水氟化氫用量的增加而提高，但無水氟化氫用量太大，增加后處理工序的負(fù)荷。因此，本發(fā)明中氨基酸與溶劑無水氟化氫的摩爾比為1:3 1:20，優(yōu)選 1:10 1:15。增加SF4的投料量，能有效提高反應(yīng)產(chǎn)物的收率，但當(dāng)氨基酸與SF4的摩爾比小于1:3. 2時，產(chǎn)物收率不再增加，造成SF4的浪費(fèi)。因此，本發(fā)明中氨基酸與SF4的摩爾比為1:1. 8 1:3. 2，優(yōu)選 1:2. O 1:2. 5。反應(yīng)溫度是影響反應(yīng)速度及產(chǎn)物收率的重要因素。因使用了無水氟化氫溶劑，反應(yīng)壓力得以降低，可以提高反應(yīng)溫度，縮短反應(yīng)時間。但反應(yīng)溫度過高會增加副產(chǎn)物的產(chǎn)生量，所以反應(yīng)溫度不宜超過150°C。因此，本發(fā)明中反應(yīng)溫度控制在50 150°C，優(yōu)選75 105。。。反應(yīng)時間是影響產(chǎn)物收率的重要因素。在一定范圍內(nèi)，反應(yīng)時間越長，產(chǎn)物收率越高。但過長的反應(yīng)時間會大大增加副產(chǎn)物的生成量，反而導(dǎo)致收率降低。因此，本發(fā)明中反應(yīng)時間控制為2 10小時，優(yōu)選3. 5 6小時。本發(fā)明原料易得，工藝流程短,產(chǎn)品易分離,收率高,最高收率可達(dá)88%，反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)堿中和、萃取、精懼等常規(guī)操作后純度在97. 5%以上。
具體實(shí)施例方式以下通過實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行更具體的說明，但本發(fā)明并不限于所述的實(shí)施例。實(shí)施例I :在IL不銹鋼(316L材質(zhì))高壓反應(yīng)釜中投入I摩爾D-丙氨酸，12摩爾無水氫氟酸，攪拌15分鐘，加入2. 2摩爾四氟化硫，85°C反應(yīng)4h。反應(yīng)結(jié)束后降溫至室溫，副產(chǎn)亞硫酰氟及未反應(yīng)的四氟化硫用堿液吸收，反應(yīng)液通入冰水中，用氫氧化鈉中和至堿性，再用二氯甲烷萃取，萃取液經(jīng)蒸餾分離得到產(chǎn)品(S)-三氟異丙胺O. 86摩爾，含量99%，以D-丙氨酸計(jì)算收率為86%。實(shí)施例2
反應(yīng)裝置和操作步驟同實(shí)施例1，不同之處是投入I摩爾D-丙氨酸，3摩爾無水氫氟酸，3. 2摩爾四氟化硫，85°C反應(yīng)3. 5h。得到(S)-三氟異丙胺O. 65摩爾，含量97. 8%，以D-丙氨酸計(jì)算收率為65%。實(shí)施例3:反應(yīng)裝置和操作步驟同實(shí)施例1，不同之處是投入I摩爾D-丙氨酸，20摩爾無水氫氟酸，I. 8摩爾四氟化硫，85°C反應(yīng)10h。得到(S)-三氟異丙胺O. 76摩爾，含量98. 8%，以D-丙氨酸計(jì)算收率為76%。實(shí)施例4:反應(yīng)裝置和操作步驟同實(shí)施例1，不同之處是投入I摩爾L-丙氨酸，15摩爾無水氫氟酸，2. 5摩爾四氟化硫，50°C反應(yīng)6h。得到(R)-三氟異丙胺O. 62摩爾，含量98. 5%，以L-丙氨酸計(jì)算收率為62%。 實(shí)施例5:反應(yīng)裝置和操作步驟同實(shí)施例1，不同之處是投入I摩爾L-丙氨酸，8摩爾無水氫氟酸，2. 5摩爾四氟化硫，150°C反應(yīng)2h。得到(R)-三氟異丙胺O. 73摩爾，含量99. 1%，以L-丙氨酸計(jì)算收率為73%。實(shí)施例6:反應(yīng)裝置和操作步驟同實(shí)施例1，不同之處是投入I摩爾L-丙氨酸，12摩爾無水氫氟酸，2. 2摩爾四氟化硫，75°C反應(yīng)4h。得到(R)-三氟異丙胺O. 85摩爾，含量99. 5%，以L-丙氨酸計(jì)算收率為85%。實(shí)施例7:反應(yīng)裝置和操作步驟同實(shí)施例1，不同之處是投入I摩爾Y-氨基丁酸，12摩爾無水氫氟酸，2. 7摩爾四氟化硫，90°C反應(yīng)6h。得到4，4，4-三氟丁胺O. 79摩爾，含量98. 3%，以Y氨基丁酸計(jì)算收率為79%。實(shí)施例8:反應(yīng)裝置和操作步驟同實(shí)施例1，不同之處是投入I摩爾Y-氨基丁酸，15摩爾無水氫氟酸，2. 2摩爾四氟化硫，85 °C反應(yīng)8h。得到4，4，4-三氟丁胺O. 75摩爾，含量99. 3%，以Y氨基丁酸計(jì)算收率為75%。實(shí)施例9 反應(yīng)裝置和操作步驟同實(shí)施例1，不同之處是投入I摩爾甘氨酸，14摩爾無水氫氟酸，2. 3摩爾四氟化硫，85°C反應(yīng)3. 5h。得到三氟乙胺O. 88摩爾，含量99. 7%，以甘氨酸計(jì)算收率為88%。實(shí)施例10 反應(yīng)裝置和操作步驟同實(shí)施例1，不同之處是投入I摩爾色氨酸，12摩爾無水氫氟酸，2. 8摩爾四氟化硫，85°C反應(yīng)2h。得到三氟色胺O. 74摩爾，含量97. 5%，以色氨酸計(jì)算收率為74%。
權(quán)利要求
1.一種三氟甲基代胺的合成方法，將氨基酸、無水氫氟酸和四氟化硫，按摩爾比I:3^20 :1. 8^3. 2混合進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)溫度為50 150°C，反應(yīng)時間為2 10小時，反應(yīng)結(jié)束后冷卻、中和、萃取、精餾得到三氟甲基代胺產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的三氟甲基代胺的合成方法，其特征在于，所述的氨基酸為不含羥基的一氨基一羧基氨基酸。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三氟甲基代胺的合成方法，其特征在于，所述的氨基酸選自D-丙氨酸、L-丙氨酸、Y -氨基丁酸、甘氨酸、色氨酸中的一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的三氟甲基代胺的合成方法，其特征在于，所述氨基酸、無水氫氟酸和四氟化硫的摩爾比為I 10 15 2.0 2.5。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的三氟甲基代胺的合成方法，其特征在于，所述反應(yīng)溫度為75 105 。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的三氟甲基代胺的合成方法，其特征在于，所述反應(yīng)時間為·3.5 6小時。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種三氟甲基代胺的合成方法，將氨基酸、無水氫氟酸和四氟化硫，按摩爾比13~201.8~3.2混合進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)溫度為50～150℃，反應(yīng)時間為2~10小時，反應(yīng)結(jié)束后冷卻、中和、萃取、精餾得到三氟甲基代胺產(chǎn)品。本發(fā)明工藝流程短，產(chǎn)品易分離，收率高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，最高收率達(dá)88%，產(chǎn)品含量在97.5%以上。
文檔編號C07C211/15GK102875270SQ20121035661
公開日2013年1月16日 申請日期2012年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月24日
發(fā)明者耿為利, 周強(qiáng), 王樹華, 顧永紅 申請人:巨化集團(tuán)公司