本发明涉及医药中间体制备领域，具体的涉及一种3,3,3-三氟丙酸的高效合成方法。
背景技术：
：近年来，含氟化合物因其独特的生理活性和优异的物理化学性质，在医药、农药、染料及材料等领域得到了广泛的应用。特别是当芳香族化合物中引入三氟甲基时，赋予其优异的热稳定性、生物模拟效应、脂溶性渗透效应、电子效应及阻碍效应，同时三氟甲基又具有难以直接氟化获得的特点。因此，含三氟甲基的中间体在医药、农药、染料及功能材料等精细化工领域具有举足轻重的地位。3,3,3-三氟丙酸作为一种新型的三氟甲基合成切块，因其分子中含有羧基及活波亚甲基，可经亲电、亲核等化学反应将三氟甲基直接引入化合物中，因而在含氟中间体中具有特殊意义。中国专利(201010509315.0)公开了一种3,3,3-三氟丙酸的制备方法，以3,3,3-三氟丙醛为原料，以中孔磺酸为催化剂，在双氧水的作用下进行氧化制得产品，该方法操作简单，但是产品的收率较低，且采用的催化剂为固体强酸，反应产生的酸性废水较多，不利于环境保护。中国专利(201410216003.9)公开了一种3,3,3-三氟丙酸的制备方法，其是以溴代乙酸与三氟甲烷，在氯化亚铜、叔丁醇碱金属盐的存在下反应制得。该方法原料价廉易得，反应步骤少，反应收率高，但是催化剂的用量大，成本高。中国专利(201711068235.4)公开了一种医药中间体3,3,3-三氟丙酸的制备方法，其首先以三氟丙烯为原料，在氧化锆和氧化铈的作用下，和氧气反应，然后在加入柠檬酸、氯化锰、氧化钛反应制得产物。该方法操作简单，但是反应过程较长，产品收率需要进一步改善。技术实现要素：本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种3,3,3-三氟丙酸的高效合成方法，该方法操作简单，对设备要求低，反应过程短，产品收率高，易于分离。为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种3,3,3-三氟丙酸的高效合成方法，包括以下步骤：(1)将核桃壳烘干破碎蒸洗，然后在氯化钙溶液中浸泡8-15h，取出烘干，过筛，制得核桃壳粉末；(2)将核桃壳粉、无水乙醇搅拌混合均匀，然后滴加钛酸四丁酯，然后通入带水的氮气，在150℃下回流反应10-20h，反应结束后冷却至室温，过滤，将沉淀依次采用去离子水、无水乙醇洗涤3-5次，干燥，制得的粉末与钼酸钠混合研磨，在800-900℃下烧结处理1-3h，制得催化剂；(3)以3,3,3-三氟丙醛为原料，以双氧水为氧化剂，在上述催化剂的催化下反应，制得目标产物，3,3,3-三氟丙醛。作为上述技术方案的优选，步骤(1)中，所述氯化钙溶液的质量浓度为15-22％。作为上述技术方案的优选，步骤(1)中，所述核桃壳粉、氯化钙溶液的用量比为1g：(20-50)ml。作为上述技术方案的优选，步骤(2)中，所述核桃壳粉、无水乙醇、钛酸四丁酯的用量比为1g：(50-100)ml：(0.5-1.5)ml。作为上述技术方案的优选，步骤(2)中，粉末、钼酸钠的质量比为(1-4)：1。作为上述技术方案的优选，步骤(3)中，双氧水的质量浓度为40-60％。作为上述技术方案的优选，步骤(3)中，所述双氧水、3,3,3-三氟丙醛、催化剂的质量比为1：(1-2)：(0.01-0.03)。作为上述技术方案的优选，步骤(3)中，所述反应的温度为75-90℃，所述反应的时间为2-6h。本发明具有以下有益效果：本发明以3,3,3-三氟丙醛为原料，采用双氧水为氧化剂，原料价廉易得，无毒环保，对设备无腐蚀；本发明制得的催化剂孔隙率高，分散性好，催化活性大，成本低，制备的过程中首先以核桃壳为原料，对其进行烘干、粉碎、浸渍处理，制得核桃壳粉末；然后将其加入到二氧化钛的反应原液中，进行反应，制得的氧化钛前驱体分散于核桃壳粉的孔隙内，后将其与钼酸钠混合烧结处理制得的催化剂为核桃壳粉与多孔钛酸盐复合材料，核桃壳粉的孔隙与多孔钛酸盐的孔隙交叉，可以更好的与反应液进行接触，从而更好的促进反应。具体实施方式：为了更好的理解本发明，下面通过实施例对本发明进一步说明。实施例1一种3,3,3-三氟丙酸的高效合成方法，包括以下步骤：(1)将核桃壳烘干破碎蒸洗，然后在氯化钙溶液中浸泡8h，取出烘干，过筛，制得核桃壳粉末；其中，所述核桃壳粉、氯化钙溶液的用量比为1g：20ml；(2)将核桃壳粉、无水乙醇搅拌混合均匀，然后滴加钛酸四丁酯，然后通入带水的氮气，在150℃下回流反应10h，反应结束后冷却至室温，过滤，将沉淀依次采用去离子水、无水乙醇洗涤3-5次，干燥，制得的粉末与钼酸钠混合研磨，在800-900℃下烧结处理1h，制得催化剂；其中，核桃壳粉、无水乙醇、钛酸四丁酯的用量比为1g：50ml：0.5ml；粉末、钼酸钠的质量比为1：1；(3)将3,3,3-三氟丙醛、双氧水加入到反应器中搅拌混合均匀，然后加入上述制得的催化剂，升温至75-90℃，搅拌反应2h，反应结束后冷却至室温，过滤，除去催化剂，收集滤液，采用乙醚作为萃取剂，收集萃取相，常压除去萃取剂后，减压蒸馏，收集6kpa/70-75℃馏分，制得目标产物；其中，双氧水、3,3,3-三氟丙醛、催化剂的质量比为1：1：0.01。实施例2一种3,3,3-三氟丙酸的高效合成方法，包括以下步骤：(1)将核桃壳烘干破碎蒸洗，然后在氯化钙溶液中浸泡15h，取出烘干，过筛，制得核桃壳粉末；其中，所述核桃壳粉、氯化钙溶液的用量比为1g：50ml；(2)将核桃壳粉、无水乙醇搅拌混合均匀，然后滴加钛酸四丁酯，然后通入带水的氮气，在150℃下回流反应20h，反应结束后冷却至室温，过滤，将沉淀依次采用去离子水、无水乙醇洗涤3-5次，干燥，制得的粉末与钼酸钠混合研磨，在800-900℃下烧结处理3h，制得催化剂；其中，核桃壳粉、无水乙醇、钛酸四丁酯的用量比为1g：100ml：1.5ml；粉末、钼酸钠的质量比为4：1；(3)将3,3,3-三氟丙醛、双氧水加入到反应器中搅拌混合均匀，然后加入上述制得的催化剂，升温至75-90℃，搅拌反应6h，反应结束后冷却至室温，过滤，除去催化剂，收集滤液，采用乙醚作为萃取剂，收集萃取相，常压除去萃取剂后，减压蒸馏，收集6kpa/70-75℃馏分，制得目标产物；其中，双氧水、3,3,3-三氟丙醛、催化剂的质量比为1：2：0.03。实施例3一种3,3,3-三氟丙酸的高效合成方法，包括以下步骤：(1)将核桃壳烘干破碎蒸洗，然后在氯化钙溶液中浸泡9h，取出烘干，过筛，制得核桃壳粉末；其中，所述核桃壳粉、氯化钙溶液的用量比为1g：30ml；(2)将核桃壳粉、无水乙醇搅拌混合均匀，然后滴加钛酸四丁酯，然后通入带水的氮气，在150℃下回流反应12h，反应结束后冷却至室温，过滤，将沉淀依次采用去离子水、无水乙醇洗涤3-5次，干燥，制得的粉末与钼酸钠混合研磨，在800-900℃下烧结处理1.5h，制得催化剂；其中，核桃壳粉、无水乙醇、钛酸四丁酯的用量比为1g：60ml：0.7ml；粉末、钼酸钠的质量比为2：1；(3)将3,3,3-三氟丙醛、双氧水加入到反应器中搅拌混合均匀，然后加入上述制得的催化剂，升温至75-90℃，搅拌反应3h，反应结束后冷却至室温，过滤，除去催化剂，收集滤液，采用乙醚作为萃取剂，收集萃取相，常压除去萃取剂后，减压蒸馏，收集6kpa/70-75℃馏分，制得目标产物；其中，双氧水、3,3,3-三氟丙醛、催化剂的质量比为1：1.2：0.015。实施例4一种3,3,3-三氟丙酸的高效合成方法，包括以下步骤：(1)将核桃壳烘干破碎蒸洗，然后在氯化钙溶液中浸泡10h，取出烘干，过筛，制得核桃壳粉末；其中，所述核桃壳粉、氯化钙溶液的用量比为1g：30ml；(2)将核桃壳粉、无水乙醇搅拌混合均匀，然后滴加钛酸四丁酯，然后通入带水的氮气，在150℃下回流反应14h，反应结束后冷却至室温，过滤，将沉淀依次采用去离子水、无水乙醇洗涤3-5次，干燥，制得的粉末与钼酸钠混合研磨，在800-900℃下烧结处理1.5h，制得催化剂；其中，核桃壳粉、无水乙醇、钛酸四丁酯的用量比为1g：70ml：0.9ml；粉末、钼酸钠的质量比为2：1；(3)将3,3,3-三氟丙醛、双氧水加入到反应器中搅拌混合均匀，然后加入上述制得的催化剂，升温至75-90℃，搅拌反应4h，反应结束后冷却至室温，过滤，除去催化剂，收集滤液，采用乙醚作为萃取剂，收集萃取相，常压除去萃取剂后，减压蒸馏，收集6kpa/70-75℃馏分，制得目标产物；其中，双氧水、3,3,3-三氟丙醛、催化剂的质量比为1：1.4：0.015。实施例5一种3,3,3-三氟丙酸的高效合成方法，包括以下步骤：(1)将核桃壳烘干破碎蒸洗，然后在氯化钙溶液中浸泡12h，取出烘干，过筛，制得核桃壳粉末；其中，所述核桃壳粉、氯化钙溶液的用量比为1g：30ml；(2)将核桃壳粉、无水乙醇搅拌混合均匀，然后滴加钛酸四丁酯，然后通入带水的氮气，在150℃下回流反应16h，反应结束后冷却至室温，过滤，将沉淀依次采用去离子水、无水乙醇洗涤3-5次，干燥，制得的粉末与钼酸钠混合研磨，在800-900℃下烧结处理2h，制得催化剂；其中，核桃壳粉、无水乙醇、钛酸四丁酯的用量比为1g：80ml：1.1ml；粉末、钼酸钠的质量比为3：1；(3)将3,3,3-三氟丙醛、双氧水加入到反应器中搅拌混合均匀，然后加入上述制得的催化剂，升温至75-90℃，搅拌反应5h，反应结束后冷却至室温，过滤，除去催化剂，收集滤液，采用乙醚作为萃取剂，收集萃取相，常压除去萃取剂后，减压蒸馏，收集6kpa/70-75℃馏分，制得目标产物；其中，双氧水、3,3,3-三氟丙醛、催化剂的质量比为1：1.6：0.02。实施例6一种3,3,3-三氟丙酸的高效合成方法，包括以下步骤：(1)将核桃壳烘干破碎蒸洗，然后在氯化钙溶液中浸泡14h，取出烘干，过筛，制得核桃壳粉末；其中，所述核桃壳粉、氯化钙溶液的用量比为1g：40ml；(2)将核桃壳粉、无水乙醇搅拌混合均匀，然后滴加钛酸四丁酯，然后通入带水的氮气，在150℃下回流反应18h，反应结束后冷却至室温，过滤，将沉淀依次采用去离子水、无水乙醇洗涤3-5次，干燥，制得的粉末与钼酸钠混合研磨，在800-900℃下烧结处理2.5h，制得催化剂；其中，核桃壳粉、无水乙醇、钛酸四丁酯的用量比为1g：90ml：1.3ml；粉末、钼酸钠的质量比为3.5：1；(3)将3,3,3-三氟丙醛、双氧水加入到反应器中搅拌混合均匀，然后加入上述制得的催化剂，升温至75-90℃，搅拌反应5h，反应结束后冷却至室温，过滤，除去催化剂，收集滤液，采用乙醚作为萃取剂，收集萃取相，常压除去萃取剂后，减压蒸馏，收集6kpa/70-75℃馏分，制得目标产物；其中，双氧水、3,3,3-三氟丙醛、催化剂的质量比为1：1.5：0.02。下面对本发明制得的产品收率进行测试，测试结果如表1所示。表1产品收率，％实施例193.5实施例296.1实施例392.8实施例494.5实施例595.6实施例694.7当前第1页12