一种氟乙腈的合成方法
【专利摘要】本发明属于有机合成领域，具体涉及一种氟乙腈的合成方法，包括乙腈衍生物与无机氟化盐在极性溶剂中发生取代反应，经过多次蒸馏纯化后得到高纯度产物氟乙腈；所述的取代反应方程式通式为YF+XCH2CN→FCH2CN+YX。本方法使用了乙腈衍生物和无机氟化盐经过一步反应得到目标产品，避免了使用剧毒的原料，缩短工艺路线，收率高；并且采用市场便宜易得的绿色极性有机溶剂，除去环境污染，该方法更有利于实现氟乙腈的工业化生产，也是一种条件反应温和，生产成本低，产率高，对环境友好的氟乙腈的合成方法。
【专利说明】一种氟乙腈的合成方法
【技术领域】
[0001]本发明属于有机合成领域，具体涉及一种氟乙腈的合成方法。
【背景技术】
[0002]氟乙腈是一种药物中间体，广泛应用于农药和医药产品的合成，有着巨大的市场潜在价值。例如:氟乙腈和叔丁基醋酸里反应生成叔丁基-3-氨基-4-氟-丁烯酸酯，该物质在酸性条件下进行Borch还原生成3-氨基-4-氟丁酸，3-氨基-4-氟丁酸可用于治疗神经系统兴奋和抑制失调引起的疾病；其苯并吲哚衍生物可以作为5HT3受体拮抗剂；利用氟乙腈合成含氟胞嘧啶及其衍生物，广泛应用于抗癌组合物；此外，氟乙腈也是合成α-氟化醛衍生物的重要中间体，而α-氟化醛衍生物可用于抗炎消敏。随着上述这些含氟化合物的市场要求和应用愈来愈高，氟乙腈这种药用中间体的市场需求将会越来越大。
[0003]氟乙腈传统的合成方法是通过羟基乙腈和对甲苯磺酰氯反应得到对甲苯磺酰基保护的羟基乙腈，再与氟化钾反应得到目标产物，该路线的反应步骤较长，每部的生产损失都会较大，且带有污染性，其废料排放将造成环境污染。第二种方法是使用流动余辉(flowing afterglow)装置上,氯乙腈与气态氟离子发生SN2反应,路线产率低,不具有实用性；第三种方法，使用氟代乙酰胺，在五氧化二磷条件下脱水，需要事先制备氟代乙酰胺此夕卜，羟基乙腈是属于管制类的剧毒品，采用其为原料在工业化生产上有一定的限制。因此，一种环境污染小，更利于实现氟乙腈的工业化生产的工艺路线的发明有着非常重要的现实意义和市场价值。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种条件反应温和，生产成本低，产率高，对环境友好的氟乙腈的合成方法。
[0005]本发明的技术方案如下:
一种氟乙腈的合成方法，其特征在于，包括乙腈衍生物与无机氟化盐在极性溶剂中发生取代反应，经过多次蒸馏纯化后得到产物氟乙腈；
反应通式为: yf+xch2cn — fch2cn+yx ；
其中，无机氟化盐YF中，Y为L1、Na、K、Mg、Ca、Fe或硅酸盐；乙腈衍生物XCH2CN中，X为氯、溴、碘、甲磺酰氧基或对甲苯磺酰氧基。
[0006]进一步地，所述的一种氟乙腈的合成方法，具体包活以下步骤:
a).在极性溶剂条件下，将乙腈衍生物和无机氟化盐按照摩尔量为0.74?1.5:1的比例加入反应釜中，开启搅拌装置，升温至50-120°C，反应时间l_6h ；
b).步骤a)反应结束后，反应产物冷却至70°C以下，进入蒸馏装置，升温至80-120°C后，蒸馏，接收液用干冰浴冷却，直至无液体流出，得到粗产物；
c).将步骤b)得到的粗产物置于单口烧瓶中，常压蒸馏，温度为100-120°C，收集75-85 °C的馏分。
[0007]更进一步地，所述的极性溶剂为溴乙腈，3-戊酮，富马酸二甲酯，乙二醇，二甘油或甘油中的一种。
[0008]作为优选，无机氟化物YF为LiF，NaF，KF，MgF2, CaF2、FeF3或氟硅酸盐中的一种，乙腈衍生物 XCH2CN 为 C1CH2CN、BrCH2CN, ICH2CN, MsOCH2CN 或 TsOCH2CN 中的一种。
[0009]与现有技术相比，本发明的有益效果为:
本方法使用了乙腈衍生物与无机氟化盐经过一步反应得到目标产品，避免了使用剧毒的原料，缩短工艺路线，收率高；并且采用市场便宜易得的绿色极性有机溶剂，除去环境污染；该方法更有利于实现氟乙腈的工业化生产，也是一种条件反应温和，生产成本低，产率高，对环境友好的氟乙腈的合成方法。
具体实施例
[0010]下面通过具体实施例来对本发明的技术方案作进一步地说明，以增加本领域技术人员对本
【发明内容】
的理解。
[0011]实施例1
1.在室温条件下，将1.2Kg的溴乙腈和500g的无水氟化钾加入到3L的反应瓶中，力口入600ml甘油，开启电动搅拌器，并开始加热，温度升至74°C，反应5.5h。
[0012]2.上述反应结束后，冷却至58°C，装上蒸馏装置，升温至100°C，蒸馏，接液瓶用干冰冷却，直到无液体流出；该步产物收率为95.2%，纯度达到了 95.8%。
[0013]3.上述产物置于500ml单口瓶中，常压110°C蒸馏，收集78_80°C的馏分，接液瓶用丙酮冷却，得到纯度为99.5%的氟乙腈。
[0014]实施例2
1.在室温条件下，将IKg的溴乙腈和480g的无水氟化钠加入到3升的反应瓶中，加入600ml的富马酸二甲酯，开启电动搅拌器，并开始加热，温度升至83°C，反应3.5h。
[0015]2.上述反应结束后，冷却至50°C，装上蒸馏装置，升温至120°C，蒸馏，接液瓶用干冰冷却，直到无液体流出。该步产物收率为96%，纯度达到了 96.3%。
[0016]3.上述产物置于500ml单口瓶中，常压110°C蒸馏，收集78_80°C的馏分，接液瓶用丙酮浴冷却，得到纯度为99.8%的氟乙腈。
[0017]实施例3
1.在室温条件下，将1.3Kg的氯乙腈和580g的无水氟化锂加入到3升的反应瓶中，力口Λ 600ml的乙二醇，开启电动搅拌器，并开始加热，温度升至100°C，反应6h。
[0018]2.上述反应结束后，冷却至52°C，装上蒸馏装置，升温至110°C，蒸馏，接液瓶用干冰冷却，直到无液体流出。该步产物收率为95.4%，纯度达到了 96.1%。
[0019]3.上述产物置于500ml单口瓶中，常压120°C蒸馏，收集78_80°C的馏分，接液瓶用丙酮浴冷却，得到纯度为99.8%的氟乙腈。
[0020]实施例4
1.在室温条件下，将600ml的溴乙腈和550g的无水氟化镁加入到3升的反应瓶中，开启电动搅拌器，并开始加热，温度升至120°C，反应lh。
[0021 ] 2.上述反应结束后，冷却至50°C，装上蒸馏装置，升温至80°C，减压蒸馏，接液瓶用干冰冷却，直到无液体流出。该步产物收率为97.0%，纯度达到了 96.6%。
[0022]3.上述产物置于500ml单口瓶中，常压120°C蒸馏，收集78_80°C的馏分，接液瓶用丙酮浴冷却，得到纯度为99.9%的氟乙腈。
[0023]实施例5
1.在室温条件下，将0.95Kg的碘乙腈和500g的无水氟化钙加入到3升的反应瓶中，加入600ml的3-戊酮，开启电动搅拌器，并开始加热,温度升至100°C，反应2.5h。
[0024]2.上述反应结束后，冷却至52°C，装上蒸馏装置，升温至110°C，蒸馏，接液瓶用干冰冷却，直到无液体流出。该步产物收率为95.7%，纯度达到了 96.6%。
[0025]3.上述产物置于500ml单口瓶中，常压120°C蒸馏，收集78_80°C的馏分，接液瓶用丙酮浴冷却，得到纯度为99.8%的氟乙腈。
[0026]实施例6
1.在室温条件下，将0.52Kg的甲苯磺酰氧基乙腈和600g的氟硅酸盐加入到3升的反应瓶中，加入600ml的乙二醇，开启电动搅拌器，并开始加热，温度升至78°C，反应4h。
[0027]2.上述反应结束后，冷却至52°C，装上蒸馏装置，升温至110°C，蒸馏，接液瓶用干冰冷却，直到无液体流出。该步产物收率为97.1%，纯度达到了 97.5%。
[0028]3.上述产物置于500ml单口瓶中，常压120°C蒸馏，收集78_80°C的馏分，接液瓶用丙酮浴冷却，得到纯度为99.9%的氟乙腈。
[0029]实施例7
1.在室温条件下，将0.54Kg的甲磺酰氧基乙腈和620g的无水氟化铁加入到3升的反应瓶中，加入600ml的二甘油，开启电动搅拌器，并开始加热，温度升至55°C，反应6h。
[0030]2.上述反应结束后，冷却至50°C，装上蒸馏装置，升温至110°C，蒸馏，接液瓶用干冰冷却，直到无液体流出。该步产物收率为94.9%，纯度达到了 97.1%。
[0031]3.上述产物置于500ml单口瓶中，常压120°C蒸馏，收集78_80°C的馏分，接液瓶用丙酮浴冷却，得到纯度为99.8%的氟乙腈。
[0032]以上所述，均为本发明的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不仅限于此，任何熟悉本【技术领域】的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
【权利要求】
1.一种氟乙腈的合成方法，其特征在于，包括乙腈衍生物与无机氟化盐在极性溶剂中发生取代反应，经过多次蒸馏纯化后得到产物氟乙腈； 反应通式为: yf+xch2cn — fch2cn+yx ； 其中，无机氟化盐YF中，Y为L1、Na、K、Mg、Ca、Fe或硅酸盐；乙腈衍生物XCH2CN中，X为氯、溴、碘、甲磺酰氧基或对甲苯磺酰氧基。
2.根据权利要求1所述的一种氟乙腈的合成方法，其特征在于，具体包活以下步骤: a).在极性溶剂条件下，将乙腈衍生物和无机氟化盐按照摩尔量为0.74?1.5:1的比例加入反应釜中，开启搅拌装置，升温至50-120°C，反应时间l_6h ； b).步骤a)反应结束后，反应产物冷却至70°C以下，进入蒸馏装置，升温至80-120°C后，蒸馏，接收液用干冰浴冷却，直至无液体流出，得到粗产物； c).将步骤b)得到的粗产物置于单口烧瓶中，再常压蒸馏，温度为100-120°C，收集75-85°C的馏分，接收液用丙酮浴冷却得到纯产物。
3.根据权利要求1或2所述的一种氟乙腈的合成方法，其特征在于，所述的极性溶剂为溴乙腈，3-戊酮，富马酸二甲酯，乙二醇，二甘油或甘油中的一种。
4.根据权利要求1所述，无机氟化物YF为LiF，NaF,KF, MgF2, CaF2, FeF3或氟硅酸盐中的一种，乙腈衍生物 XCH2CN 为 ClCH2CN、BrCH2CN、ICH2CN、MsOCH2CN 或 TsOCH2CN 中的一种。
【文档编号】C07C255/10GK104230753SQ201410426436
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年8月27日 优先权日:2014年8月27日
【发明者】王喆明, 杨叶伟, 江世坤 申请人:杭州拜善晟生物科技有限公司