制备氟代丙烯酸烷基酯的方法
【专利摘要】本发明涉及从氟代乙酸烷基酯和草酸酯制备氟代丙烯酸烷基酯的方法，其中将在反应条件下的烷烃液体用作反应步骤之一的溶剂。
【专利说明】制备氟代丙烯酸烷基酯的方法
[0001] 本发明涉及制备氟代丙烯酸烷基酯的方法。
[0002] 在强碱存在下，一氟代乙酸烷基酯与甲酸酯或者草酸酯的交叉克莱森缩合（随后 为与多聚甲醛反应）代表合成α-氟代丙烯酸酯最广泛使用的方法之一。该方法首先于 1966年由专利US3262967和US3262968公开，两者均为US3075002方法的改进。例如在 CN102731304、CN102211998和CN102757347中于2011/2012年所证实，通常使用在高沸点溶 剂中碱金属氢化物或醇盐来进行反应，该高沸点溶剂例如四氢呋喃（THF)、二乙醚（Et2O)、 甲基叔丁基醚（MTBE)、二甲亚砜（DMSO)或者甲苯。在存在醇钠或者氢化钠的情况下，由氟 代乙酸酯和草酸酯缩合至克莱森盐的克莱森缩合反应为平衡反应，并且在与多聚甲醛进行 后续反应之后，产物包含至多5%的氟代乙酸甲酯（MFA)，通过蒸馏不能将其完全去除。文 献中记载的MFA常见产率在33-45%的范围。分离的MFA包含残余的氟代乙酸甲酯和溶剂。 由于沸点非常接近，难于由起始材料、残留溶剂和副产物中纯化MFA，因此需要仔细地进行 柱真空蒸馏。
[0003] 本发明的目的是提供制备高纯度、高产率和易于分离的氟代丙烯酸烷基酯的改进 的方法。
[0004] 本发明现涉及制备氟代丙烯酸烷基酯的方法，其包括以下步骤：
[0005] Α.在交叉克莱森缩合中，在存在碱和合适溶剂的情况下，氟代乙酸烷基酯与甲酸 酯或者草酸酯反应，得到克莱森盐；
[0006] Β.可选地，将在步骤A中获得的克莱森盐过滤和使用合适的溶剂洗涤；
[0007] C.使在步骤A或者B中获得的克莱森盐与多聚甲醛反应；以及
[0008] D.使用合适的溶剂来分离在步骤C中获得的氟代丙烯酸烷基酯，
[0009] 其中至少在步骤A至D之一中溶剂包含烷烃，在步骤A、B、C和/或D的反应条件 下，该烷烃为液体。可进行或者可跳过本发明的方法中步骤Β。优选地，至少在步骤C中和 可选地在步骤Α、Β或者D之一中溶剂包含烷烃，在其中应用烷烃的步骤的反应条件下，该烷 烃为液体。更优选地，在步骤C和D中溶剂包含烷烃，在步骤C和D的反应条件下，该烷烃 为液体。在反应条件下烷烃为液体是指烷烃粒子可自由移动，所以当烷烃具有一定体积时， 它不具备明确的形状。
[0010] 出人意料地，根据本发明的方法导致合格（in-spec)产品的分离产率改善。对于 本发明而言，合格产品是指基本上没有杂质，以及例如氟代乙酸甲酯水平低于〇. 5wt%和碳 酸二甲酯水平低于2.Owt%。残留溶剂（例如甲醇和MTBE)分别规定最大值为I.Owt%。而 且，根据本发明的方法使得可容易回收溶剂。已发现代替MTBE或者THF的低沸点烷烃为非 常便利的用于产品反应和分离的溶剂。优选地，在根据本发明的方法中应用的烷烃为C5-C8 烷烃，即戊烷、己烷、庚烷或者辛烷。更优选地，烷烃为戊烷或者己烷。最优选地，烷烃为戊 烷。根据本发明，术语戊烷涵盖所有异构体，包括例如正戊烷、异戊烷或者环戊烷。例如，使 用沸点来定义所应用的工业等级戊烷，其中沸点反映异构体含量。
[0011] 本发明也涉及制备氟代丙烯酸甲酯或者氟代丙烯酸乙酯的方法。更优选地，本发 明涉及制备氟代丙烯酸甲酯的方法。
[0012] 选择在根据本发明的方法中甲酸酯或者草酸酯，使得与目标氟代丙烯酸烷基酯的 烷基类型一致。因此，当目标为氟代丙烯酸甲酯时，草酸酯为草酸二甲酯；当目标为氟代丙 烯酸乙酯时，选择的草酸酯为草酸二乙酯，等等。一方面，本发明涉及根据本发明的方法，其 中草酸酯为草酸二甲酯或者草酸二乙酯。更优选地，草酸酯为草酸二甲酯。
[0013] 然后，本发明涉及根据本发明的方法，其中在步骤A的克莱森缩合反应中碱为式 MOR表示的金属醇盐，其中M为钠或者钾以及R为C1-C4烷基基团，即甲基、乙基、丙基或者 丁基。本发明也涉及根据本发明的方法，其中在克莱森缩合反应中碱为在C1-C4醇中的式 MOR的金属醇盐，即在甲醇、乙醇、丙醇或者丁醇中。优选地，在克莱森缩合反应中碱为在甲 醇中的甲醇钠。
[0014] 本发明也涉及根据本发明的方法，其中在步骤A的克莱森缩合中溶剂为烷烃、甲 基叔丁基醚或者THF。优选地，溶剂为甲基叔丁基醚或者烷烃。更优选地，溶剂为烷烃；甚 至更优选为戊烷或者己烷；最优选为戊烷。
[0015] 用于步骤B洗涤的溶剂可以为MTBE或者烷烃。
[0016] 至于用于步骤D的分离的溶剂，可以使用烷烃。更优选地，该溶剂为戊烷或者己 烷。甚至更优选地，该溶剂为戊烷。
[0017] 本发明也涉及根据本发明的方法，其中步骤D的分离包括过滤和蒸馏。
[0018] 而且，本发明涉及根据本发明的方法，其中在分离之前，使用水来淬灭与多聚甲醛 反应之后获得的氟代丙烯酸烷基酯。本发明也涉及方法，其中在分离之前，使用水来淬灭与 多聚甲醛反应之后获得的氟代丙烯酸甲酯。
[0019] 本发明带来以下有益效果：在蒸馏之后分离的氟代丙烯酸甲酯的纯度超过 99. 5wt%，并且所获得的材料符合规格，即其为高质量产品。在分离的氟代丙烯酸甲酯中残 余的氟代乙酸甲酯和碳酸二甲酯含量低对于接下来的步骤是至关重要的。残余的氟代乙酸 甲酯很关键，这是由于其具有非常高的毒性，并且碳酸二甲酯可用作聚合抑制剂。
[0020]
【权利要求】
1. 一种制备氟代丙烯酸烷基酯的方法，其包括以下步骤： A. 在交叉克莱森缩合中，在存在碱和合适溶剂的情况下，氟代乙酸烷基酯与草酸酯反 应，得到克莱森盐； B. 可选地，将在所述步骤A中获得的所述克莱森盐过滤和使用合适的溶剂洗涤； C. 使在所述步骤A或者B中获得的所述克莱森盐与多聚甲醛反应；以及 D. 使用合适的溶剂来分离在所述步骤C中获得的氟代丙烯酸烷基酯， 其中至少在所述步骤C中和可选地在所述步骤A、B或者D之一中所述溶剂包含烷烃， 在其中应用所述烷烃的步骤的反应条件下，所述烷烃为液体。
2. 根据权利要求1所述的方法，其中在所述步骤C和D中所述溶剂包含烷径，在所述步 骤C和D的反应条件下，所述烷烃为液体。
3. 根据权利要求1和2中任一项所述的方法，其中所述氟代丙烯酸烷基酯为氟代丙烯 酸甲酯或者氟代丙烯酸乙酯。
4. 根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述草酸酯为草酸二甲酯。
5. 根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中在所述克莱森缩合反应中所述碱为 式MOR表示的金属醇盐，其中M为钠或者钾以及R为C1-C4烷基基团。
6. 根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中在所述克莱森缩合反应中所述碱为 在C1-C4醇中的式MOR的金属醇盐。
7. 根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中所述碱为在甲醇中的甲醇钠。
8. 根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中在所述克莱森缩合中所述溶剂为甲 基叔丁基醚或者戊烷。
9. 根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中在所述分离之前，使用水来淬灭与多 聚甲醛反应之后获得的所述氟代丙烯酸烷基酯。
10. 根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其中所述分离包括过滤和蒸馏。
11. 根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其中所述烷烃为C5-C8烷烃。
12. 根据权利要求11所述的方法，其中所述烷烃为戊烷或者己烷。
【文档编号】C07C67/32GK104520264SQ201380033307
【公开日】2015年4月15日 申请日期:2013年6月25日 优先权日:2012年6月25日
【发明者】彼得·卡皮特安, 亚历山大·沙约斯 申请人:Dpx精细化学奥地利两合公司