3,3,3-三氟丙酸及其酯的制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种3,3,3-三氟丙酸及其酯的制备方法，通式为XCH2COOR的化合物，在卤化亚铜、叔丁醇碱金属盐的存在下，于反应溶剂中与三氟甲烷反应生成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；本发明具有原料廉价易得，对环境友好，反应步骤少，反应收率较高的特点，主要用于制备3,3,3-三氟丙酸及其酯。
【专利说明】3,3, 3-三氟丙酸及其酯的制备方法【技术领域】
[0001]本发明涉及一种含三氟甲基化合物的合成方法，尤其涉及一种3，3，3-三氟丙酸及其酯的制备方法。
【背景技术】
[0002]含三氟甲基化合物在医药研发、农药创制、医学诊断治疗及功能材料等领域具有重要的研究价值及应用前景，备受研究机构、工业界的青睐，尤其是作为中间体的三氟丙酸及其酯类化合物。
[0003]世界专利W02007020267公开了一种以偏二氯乙烯(VDC)、四氯化碳(CCl4)为起始原料经三步合成3，3，3-三氟丙酸的方法。该方法首先是在铜盐、助催化剂的存在下，由VDC与CCl4反应得到1，I, I, 3，3，3-六氯丙烷(HCC-230fa)，然后在氟化催化剂的存在下，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，最后将上述混合物与三氧化硫、硫酸反 应得到3，3，3-三氟丙酸。但该方法反应步骤多，收率低(第三步反应收率最高仅为42%，第一步反应收率也仅为76% )，且需要用到强腐蚀性、毒性试剂如氟化氢、发烟硫酸等。
[0004]文献J.Fluorine Chem.，1982，21:99-106 提及了一种 3，3，3_ 三氟丙酸及酯的合成方法。该方法首先是在三氯化铝的存在下，由环己烷甲酰氯和偏二氟乙烯反应生成环己基-3-氯-3，3- 二氟丙酮，然后在三苯基氯化铵的存在下，与氟化钾经氟氯交换反应得到三氟乙基环己基酮，再用过氧三氟乙酸经Bayer-Villiger氧化反应将酮转变为相应的三氟丙酸环己酯，最后再在三甲基碘硅烷的存在下，水解制备得到3，3，3-三氟丙酸。但该方法反应步骤多，反应收率低(3，3，3-三氟丙酸环己酯的收率为24.8%, 3, 3, 3-三氟丙酸的收率仅为18.1% )，且需要用到价格昂贵试剂如三甲基碘硅烷等作为原料。
[0005]文献J.Fluorine Chem.，2008, 129:35-39 提及一种 3，3，3-三氟丙酸及其酯的合成方法。该方法首先是1-氯_3，3，3-三氟丙烯(HCF0-1233zd)在碱性条件下，与醇反应生成相应的三氟丙烯基醚，然后在对甲苯磺酸的催化下，再与醇反应制得相应的二缩醛，最后再在质子酸、路易斯酸的存在下经双氧水氧化得到3，3，3-三氟丙酸，三氟丙酸可再与醇经酯化反应得到相应的3，3，3-三氟丙酸酯。但该方法反应步骤多，反应收率低(3，3，3-三氟丙酸的收率为29.1 %，而相应酯的产率仅为21.5%)，且起始原料HCF0-1233zd目前的成本也较闻。
[0006]尽管目前公开的制备3，3，3-三氟丙酸及其酯的方法较多，但却存在着诸如反应步骤多，反应收率低，原料试剂昂贵甚至不易得、对环境不友好等缺点。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种原料廉价易得，对环境友好，反应步骤少，反应收率较高的3，3，3-三氟丙酸及其酯的制备方法。[0008]为了实现本发明的目的，本发明以式XCH2COOR化合物为底物，在卤化亚铜、叔丁醇碱金属盐的存在下，于反应溶剂中与三氟甲烷(R23)反应生成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 ;反应条件为:反应温度30°C~180°C ；卤化亚铜、叔丁醇碱金属盐、反应溶剂的摩尔比为:1:1~5:5~25 ;三氟甲烷与XCH2COOR的摩尔比I~10:1，反应时间为10~24h。反应方程式如下:
[0009]
【权利要求】
1.一种3，3，3-三氟丙酸及其酯的制备方法，其特征在于通式为XCH2COOR的化合物，在卤化亚铜、叔丁醇碱金属盐的存在下，于反应溶剂中与三氟甲烷反应生成三氟丙酸、三氟丙酸酯，其中化合物通式中X = Cl，Br，I ;R = H，Me，Et，t-Bu ;反应条件为:反应温度30°C~1800C ;卤化亚铜、叔丁醇碱金属盐、反应溶剂的摩尔比为:1:1~5:5~25 ;三氟甲烷与XCH2COOR的摩尔比I~10:1 ;反应时间为10~24h。
2.根据权利要求1所述的3，3，3-三氟丙酸及其酯的制备方法，其特征在于所述的反应温度为50°C~150°C。
3.根据权利要求1所述的3，3，3-三氟丙酸及其酯的制备方法，其特征在于所述的卤化亚铜为氯化亚铜；叔丁醇碱金属盐为叔丁醇钾；反应溶剂为N-甲基吡咯烷酮，N, N- 二甲基甲酰胺；氯化亚铜、叔丁醇钾、反应溶剂三者的摩尔比为:1:2:5~10。
4.根据权利要求3所述的3，3，3-三氟丙酸及其酯的制备方法，其特征在于所述氯化亚铜、叔丁醇钾、反应溶剂三者的摩尔比为:1:2:5。
5.根据权利要求1所述的3，3，3-三氟丙酸及其酯的制备方法，其特征在于所述的三氟甲烷与式XCH2COOR化合物的摩尔比为3~5:1。
6.根据权利要求1所述的3，3，3-三氟丙酸及其酯的制备方法，其特征在于式XCH2COOR化合物为溴代乙酸、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.根据权利要求6所述的3，3，3-三氟丙酸及其酯的制备方法，其特征在于式XCH2COOR化合物是溴代乙酸叔丁酯、碘代乙酸、碘代乙酸乙酯。
8.根据权利要求1所述的3，3，3-三氟丙酸及其酯的制备方法，包括如下步骤:(a)在反应釜中加入摩尔比为1:2:5的氯化亚铜、叔丁醇钾及N，N- 二甲基甲酰胺，氮气置换两次后，在室温下搅拌0.5h至均匀，再将一定量的三氟甲烷通入，直至压力稳定在3bar ； (b)将碘代乙酸乙酯加入上述反应液中，其中三氟甲烷与碘代乙酸乙酯的摩尔比为5:1，升温至1200C，反应12h，冷却后，将反应液过滤，滤液加入一定量的水、乙醚，在30°C~40°C下萃取三次，合并有机相，无水硫酸钠干燥，蒸馏收集得到三氟丙酸乙酯。
【文档编号】C07C53/21GK103965047SQ201410216003
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年5月21日 优先权日:2014年5月21日
【发明者】马辉, 吕剑, 谷玉杰, 杜咏梅, 王博, 亢建平, 李春迎, 张伟, 袁俊, 吕婧 申请人:西安近代化学研究所