一种制备4-三氟甲基烟酸的方法与流程

本发明涉及化工领域，具体地，本发明涉及一种制备4-三氟甲基烟酸的方法。

背景技术：

1、氟啶虫酰胺2003年上市，以独特的作用机理、极高的生物活性以及对蚜虫的优异防效使其成为市场竞争的焦点，加之其不伤蜜蜂的特性，已逐渐替代新烟碱类、氟啶虫胺腈及氟吡呋喃酮的市场份额。

2、4-三氟甲基烟酸是氟啶虫酰胺重要的中间体，其合成方法众多，根据合成的起始原料的不同，大致可分为3条路线：

3、一、以三氟乙酰乙酸乙酯为起始原料进行产品制备，一般要经过环化、氯化、水解、脱卤等步骤。第1步环合反应，三氟乙酰乙酸乙酯和氰基乙酰胺反应成环生成2,6-二羟基-3-氰基-4-三氟甲基吡啶，可使用氢氧化钾作催化剂，此时产品纯度和收率较高。第2步氯化反应，2,6-二氯-3-氰基-4-三氟甲基吡啶制备一般采用三氯氧磷作为卤化剂，有的通过加入碱提高氯化的效果。后两步的路线较多，可以使用5％ pd/c为催化剂氢化脱氯，后再氰基水解成羧酸，但氢化脱氯反应只能得到50％的产率，此时先用氢氧化钠将氰基水解生成相应羧酸再进行脱卤的合成路线。另外，也可以使用硫酸、溴化钠将氰基水解成酰胺，再催化氢解脱氯，最后水解得到4-三氟甲基烟酸，该路线也可以避免氰基被还原，但多了个处理步骤。或者，也可以经硫酸/硝酸化水解得到羧酸然后再脱氯，4步反应得到4-三氟甲基烟酸。

4、二、是以三氟乙酰氯或三氟乙酸酐为起始原料进行产品制备。第一步，使用三氟乙酰氯、三氟乙酸酐制备4-氨基-1,1,1-三氟-3-丁烯-2-酮；第二步，4-氨基-1,1,1-三氟-3-丁烯-2-酮和3-甲氧基丙烯酸甲酯/3,3-二甲氧基丙酸甲酯/3,3-二甲氧基丙腈经历缩合、环合、水解得到4-三氟甲基烟酸。

5、三、以三氟甲基吡啶系列化合物进行修饰制备。例如，4-三氟甲基吡啶或3-碘-4-三氟甲基吡啶为原料，低温下与正丁基锂反应，生成的碳负离子与二氧化碳反应，经酸化制备4-三氟甲基烟酸；或者以2-氯-4-三氟甲基吡啶为原料，与正丁基锂反应，生成的碳负离子再与二氧化碳反应，经酸化、钯催化脱氯制备4-三氟甲基烟酸。

6、但是，上述方法均存在路线长、条件苛刻、产物总收率低的问题。因此，亟待寻找更多能够高效制备4-三氟甲基烟酸的方法。

技术实现思路

1、为了解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种制备4-三氟甲基烟酸的方法，所述方法以廉价的4-甲基烟酸作为原料，经过两步反应即可制得4-三氟甲基烟酸，并且中间体无需分离和和纯化，具有“一锅法”的优点。

2、为此，本发明提供了一种制备4-三氟甲基烟酸的方法，包括：

3、

4、4-甲基烟酸与氯气反应生成4-三氟甲基烟酸，然后4-三氯甲基烟酸再与氟化氢反应生成4-三氟甲基烟酸。

5、其中，4-甲基烟酸与氯气的反应在酸、催化剂的存在下进行。4-三氯甲基烟酸与氟化氢的反应在过氧化物和有机胺的催化下进行。

6、在一个优选的实施方案中，所述方法包括：

7、将酸、催化剂、4-甲基烟酸加入到反应器中，升温至80-120℃，缓慢通入氯气，保持压力0.5-2mpa，反应完毕后加入有机溶剂萃取；将萃取液加入反应器中，投入过氧化物和有机胺，密闭反应器，升温至75-85℃，搅拌下通入氟化氢气体，保持压力0.8-3mpa，反应1-10小时，得到4-三氟甲基烟酸。

8、优选的，所述方法还包括在反应结束后降温，分层，减压脱溶至无溶剂，重结晶得到4-三氟甲基烟酸。

9、在一个实施方案中，所述酸为盐酸，优选为25-35％的盐酸，更优选为30％的盐酸。

10、优选的，酸与4-甲基烟酸的用量比为1-20ml/g，更优选地为5-15ml/g。

11、在一个实施方案中，所述催化剂为n,n-二甲基甲酰胺。

12、优选的，催化剂的质量为4-甲基烟酸和0.1-5％，优选为0.5-3％。

13、在一个实施方案中，加入酸、催化剂、4-甲基烟酸后，升温至90-110℃，优选升温至100℃；通入氯气后，保持压力0.8-1.5mpa；反应1-24小时，优选反应5-10小时。

14、在一个实施方案中，所述有机溶剂为水不互溶有机溶剂，选自二氯甲烷、氯仿、乙酸乙酸、甲苯、乙醚中的至少一种，优选为氯仿。

15、在一个实施方案中，所述过氧化物为过氧化苯甲酰、2,4-二氯过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酸叔丁酯中的至少一种。

16、优选的，过氧化物的用量，以4-甲基烟酸计，为4-甲基烟酸质量的0.5-6％，优选为1-3％。

17、在一个实施方案中，所述有机胺选自乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺中的至少一种。

18、优选的，有机胺的用量，以4-甲基烟酸计，为4-甲基烟酸质量的0.05-2％，优选为0.1-0.5％。

19、在一个实施方案中，密闭反应器后升温至80℃；通入氟化氢气体，保持压力1-2mpa；反应1-12小时，优选反应2-8小时。

20、在一个实施方案中，反应结束后降温至20-30℃。

21、在一个实施方案中，重结晶的溶剂为醇和水的混合液，所述醇包括甲醇、乙醇中的至少一种。醇和水的质量比为1-3：3-1，优选为1：1。重结晶时先升温溶清，然后降至0-5℃析晶。

22、有益效果：

23、本发明提供了一种制备4-三氟甲基烟酸的方法。本发明的方法创新性地采用廉价的4-甲基烟酸作为原料，经过两步卤代反应即可制得4-三氟甲基烟酸。该方法无需经历复杂的成环过程或者脱卤过程，反应操作简单。中间体无需分离和和纯化，可“一锅法”地进行。本发明的方法后处理简单，仅重结晶就可得到高纯度的产品，反应总收率高，基本稳定在85％以上。因此，本发明的4-三氟甲基烟酸的制备方法是一种高效、简便、经济的方法，具有十分突出的应用前景。

技术特征：

1.一种制备4-三氟甲基烟酸的方法，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，4-甲基烟酸与氯气的反应在酸、催化剂的存在下进行；4-三氯甲基烟酸与氟化氢的反应在过氧化物和有机胺的催化下进行。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法包括：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括在反应结束后降温，分层，减压脱溶至无溶剂，重结晶得到4-三氟甲基烟酸。

5.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述酸为盐酸，优选为25-35％的盐酸，更优选为30％的盐酸；酸与4-甲基烟酸的用量比为1-20ml/g，更优选地为5-15ml/g。

6.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述催化剂为n,n-二甲基甲酰胺；催化剂的质量为4-甲基烟酸和0.1-5％，优选为0.5-3％。

7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述有机溶剂为水不互溶有机溶剂，选自二氯甲烷、氯仿、乙酸乙酸、甲苯、乙醚中的至少一种。

8.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述过氧化物为过氧化苯甲酰、2,4-二氯过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酸叔丁酯中的至少一种；过氧化物的用量，以4-甲基烟酸计，为4-甲基烟酸质量的0.5-6％，优选为1-3％。

9.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述有机胺选自乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺中的至少一种；有机胺的用量，以4-甲基烟酸计，为4-甲基烟酸质量的0.05-2％，优选为0.1-0.5％。

10.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，重结晶的溶剂为醇和水的混合液，所述醇包括甲醇、乙醇中的至少一种；醇和水的质量比为1-3：3-1，优选为1：1。

技术总结
本发明提供了一种制备4‑三氟甲基烟酸的方法。本发明的方法由4‑甲基烟酸与氯气反应生成4‑氯甲基烟酸，然后再与氟化氢反应得到4‑三氟甲基烟酸。该方法步骤少，无需进行中间体的纯化，产物纯度高和收率高。其操作简便、成本低、三废少，具有十分突出的应用前景。

技术研发人员：王兵波,张森,王伟,张晓弟
受保护的技术使用者：内蒙古源宏精细化工有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/11