CN101544561A - 一种制备三氟甲基化苯乙酸的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及三氟甲基化苯乙酸的制备方法,其以卤代三氟甲苯为原料,在氮气保护的干燥反应瓶中加入镁屑、有机溶剂、引发剂,搅拌,滴加1/4体积的有机溶剂与卤代三氟甲苯的混合液引发反应,同时加入草酸二乙酯和有机溶剂,降温至-40~10℃,向其中滴加上述格氏试剂,反应1h,调节pH<2,静置分层,用C2H4Cl2萃取,洗涤,干燥,过滤,减压蒸馏制得三氟甲基苯乙酮酸乙酯。向三氟甲基苯乙酮酸乙酯的碱液中滴加水合肼,碱液浓度为10%~80%,回流反应6~9h,调节pH至1,过滤得产品三氟甲基苯乙酸。所述卤代苯包括2-溴三氟甲苯、3-溴三氟甲苯、4-溴三氟甲苯、2-氯三氟甲苯、3-氯三氟甲苯、4-氯三氟甲苯。该方法原料易得、工艺简单,产品纯度≥99%、收率为50~80%。
Description
技术领域
本发明涉及含三氟甲基苯乙酸的制备方法,更为具体地说,涉及三氟甲基化卤苯与草酸二乙酯经Grignard反应、Wolff-Kishner黄鸣龙还原反应制得三氟甲基化苯乙酸的方法。本发明的方法提供了一种原料易得、操作简单、利于工业化的制备三氟甲基化苯乙酸的方法。
背景技术
三氟甲基化苯乙酸是重要的有机中间体,在有机合成、医药、农药等领域具有广泛的用途。如抗缺氧和抗心率失常、抑制肿瘤细胞扩散、治疗骨质疏松症和精神分裂忧郁症、合成纤维等。
有三篇文献报道了三氟甲基化苯乙酸的合成方法,1995年《Organic Reactions》47卷中报道以3-三氟甲基甲苯为原料,-75℃,在强碱二异丙基氨基锂作用下与二氧化碳反应制得3-三氟甲基苯乙酸,收率67%。反应条件要求高,不易操作。
2002年《Tetrahedron》58卷第50期9925~9932页中的4-三氟甲基苯乙酸是以4-三氟甲基苯甲醛为原料,经三步反应制得。第一步:Witting反应制得1,1-二溴-2-(4-三氟甲基苯)乙烯,收率为93%;第二步:室温下,1,1-二溴-2-(4-三氟甲基苯)乙烯与四氢吡咯反应1h,制得吡咯2-(4-三氟甲基苯)乙酰胺,收率为95%;最后在回流温度下,吡咯2-(4-三氟甲基苯)乙酰胺水解28h,制得4-三氟甲基苯乙酸,收率92%;总收率81.3%。Witting反应用到不易得的4-三氟甲基苯甲醛及的较昂贵的三苯基膦,且水解反应时间长。
2002年《Chemical Communications》第23期2798~2799页中的4-三氟甲基苯乙酸是以4-三氟甲基氯苄为原料,在饱和二氧化碳的乙腈溶液中,金属银作阴极、0.6V电压下反应制得4-三氟甲基苯乙酸,收率95%。该方法不易实现工业化。
发明内容
本发明目的在于获得一种利于工业化、反应时间短、操作简单的三氟甲基化苯乙酸的制备方法。
本发明三氟甲基化苯乙酸的制备方法,是以卤代三氟甲苯为原料,经Grignard反应、Wolff-Kishner反应制得。任何一卤代苯都可以引入本发明的方法。所述卤代苯包括2-溴三氟甲苯、3-溴三氟甲苯、4-溴三氟甲苯、2-氯三氟甲苯、3-氯三氟甲苯、4-氯三氟甲苯。
其技术解决方法为:
(1)在氮气保护的干燥反应瓶中加入镁屑、有机溶剂、引发剂,搅拌,滴加1/4体积的有机溶剂与卤代三氟甲苯的混合液引发反应,滴加剩余的混合液,反应1h制得格氏试剂,反应温度为30~80℃,优选50~65℃。以卤代三氟甲苯计,与镁屑的摩尔比为1:1~3:1,优选1:1~1.5:1;与有机溶剂的质量比为3:1~100:1,优选3:1~10:1;与引发剂的质量比为10:1~200:1。
(2)在另一氮气保护的干燥反应瓶中,加入草酸二乙酯和有机溶剂,降温至-40~10℃,优选-5~0℃,向其中滴加上述格氏试剂,反应1h,调节pH<2,静置分层,用C2H4Cl2萃取,洗涤,干燥,过滤,减压蒸馏制得三氟甲基苯乙酮酸乙酯。以卤代三氟甲苯计,与草酸二乙酯的摩尔比为1:1~5:1,优选1:1~2:1;与有机溶剂的质量比为3:1~100:1,优选1:5~1:8。
(3)向三氟甲基苯乙酮酸乙酯的碱液中滴加水合肼,碱液浓度为10%~80%,优选30%~50%,回流反应6~9h,调节pH至1,过滤得产品三氟甲基苯乙酸。以三氟甲基苯乙酮酸乙酯计,与水合肼的摩尔比为1:1~4:1,优选为1:1~1.5:1。
步骤(1)中所述的引发剂可用碘粒或1,2-二溴乙烷;有机溶剂可用四氢呋喃、丙醚、异丙醚、苯甲醚,优选四氢呋喃。
步骤(2)中所述调节pH可用氯化铵或盐酸、硫酸、磷酸、乙酸及它们的混合酸,优选氯化铵或盐酸。
步骤(3)中碱可用氢氧化钾、氢氧化钠。
本发明的优点:该方法原料易得、工艺简单,产品纯度≥99%、收率为50~80%。
具体实施方式
实施例1:
在装有搅拌器、回流冷凝器和温度计的100mL四口烧瓶中,加入1.3g(54mmol)镁屑、8.9g(10mL)无水THF和0.05g(0.2mmol)碘粒,氮气保护下滴加13mL10g(44mmol)4-三氟甲基溴苯的50g(56mL)无水THF溶液,引发反应后,温度保持在50~60℃,滴加剩余部分,滴毕,保温反应1h,制得的格氏试剂待用。
在另一个装有搅拌器、回流冷凝器和温度计的150mL四口烧瓶中,加入9.7g(66mmol)草酸二乙酯和8.9g(10mL)无水THF,冰盐浴冷却至-5℃以下,氮气保护下,缓慢滴加如上制得的格氏试剂,滴毕,保温反应1h,20℃以下滴加15mL15%HCl,调节pH<2,静置分层,水相用C2H4Cl2萃取,合并有机相,依次用水、10%碳酸氢钠溶液和饱和盐水洗涤,干燥,过滤,减压蒸馏得产品9.3g,收率86.4%。
在装有搅拌器、回流冷凝器和温度计的100mL四口烧瓶中,加入9.3g(38mmol)4-三氟甲基苯乙酮酸乙酯和20mL水,室温下搅拌滴加5g47%氢氧化钾溶液,滴毕继续搅拌1h。加10mL水稀释,再滴加5g47%氢氧化钾溶液和2.25g(45mmol)水合肼,滴毕,室温搅拌1h,回流反应6h,冷却至室温,滴加15%HCl调节pH至1,有大量白色沉淀析出,过滤,滤饼用水洗涤,再用甲苯重结晶,干燥,得淡黄色固体6.6g,收率84.8%,熔点81~84℃。
实施例2:
同实施例1的工艺操作步骤,不同条件为:
1.1g(44mmol)镁屑、10g(44mmol)4-三氟甲基溴苯的60g(68mL)无水THF溶液,4-三氟甲基苯乙酮酸乙酯收率为74.2%,5g30%氢氧化钾溶液、回流温度反应9h,4-三氟甲基苯乙酸收率为60.7%。
实施例3:
同实施例1的工艺操作步骤,不同条件为:
1.6g(66mmol)镁屑、0.1g(0.4mmol)碘粒、10g(44mmol)4-三氟甲基溴苯的80g(90mL)无水THF溶液,4-三氟甲基苯乙酮酸乙酯收率为70.2%。
实施例4:
同实施例1的工艺操作步骤,不同条件为:
10g(44mmol)3-三氟甲基溴苯的50g(56mL)无水THF溶液、滴加过程保持温度在45~50℃、6.4g(44mmol)草酸二乙酯,饱和氯化铵调节pH至1,3-三氟甲基苯乙酮酸乙酯收率为75.4%。
实施例5:
同实施例1的工艺操作步骤,不同条件为:
10g(54.8mmol)4-三氟甲基氯苯的50g(56mL)无水THF溶液、1g(5.3mmol)1,2-二溴乙烷、滴加过程保持温度在60~65℃、12.8g(88mmol)草酸二乙酯,4-三氟甲基苯乙酮酸乙酯收率为67.3%。
实施例6:
同实施例1的工艺操作步骤,不同条件为:
1g(4mmol)碘粒、10g(44mmol)3-三氟甲基溴苯的50g(67mL)丙醚溶液、5g47%氢氧化钠溶液、1.8g(38mmol)水合肼、回流反应9h,3-三氟甲基苯乙酸收率为65.1%。
实施例7:
同实施例1的工艺操作步骤,不同条件为:
10g(54.8mmol)3-三氟甲基氯苯的50g(56mL)无水THF溶液、2.7g(57mmol)水合肼、回流反应8h,3-三氟甲基苯乙酸收率为73.5%。
实施例8:
同实施例1的工艺操作步骤,不同条件为:
10g(44mmol)2-三氟甲基溴苯的50g(56mL)无水THF溶液、滴加过程保持温度在45~50℃、6.4g(44mmol)草酸二乙酯,体积比为2∶1的36%盐酸与乙酸混合液调节pH至1,2-三氟甲基苯乙酮酸乙酯收率为50.4%。
实施例9:
同实施例1的工艺操作步骤,不同条件为:
1.6g(66mmol)镁屑、0.1g(0.4mmol)碘粒、10g(54.8mmol)2-三氟甲基氯苯的80g(90mL)无水THF溶液,2-三氟甲基苯乙酮酸乙酯收率为51.7%。
Claims (10)
1.一种制备三氟甲基化苯乙酸的方法,其特征在于:
(1)在氮气保护的干燥反应瓶中加入镁屑、有机溶剂、引发剂,搅拌,滴加1/4体积的有机溶剂与卤代三氟甲苯的混合液引发反应,滴加剩余的混合液,反应1h制得格氏试剂,反应温度为30~80℃;以卤代三氟甲苯计,与镁屑的摩尔比为1:1~3:1;与有机溶剂的质量比为3:1~100:1;与引发剂的质量比为10:1~200:1;所述卤代三氟甲苯包括2-溴三氟甲苯、3-溴三氟甲苯、4-溴三氟甲苯、2-氯三氟甲苯、3-氯三氟甲苯、4-氯三氟甲苯;
(2)在另一氮气保护的干燥反应瓶中,加入草酸二乙酯和有机溶剂,降温至-40~10℃,向其中滴加上述格氏试剂,反应1h,调节pH<2,静置分层,用C2H4C12萃取,洗涤,干燥,过滤,减压蒸馏制得三氟甲基苯乙酮酸乙酯;以卤代三氟甲苯计,与草酸二乙酯的摩尔比为1:1~5:1;与有机溶剂的质量比为3:1~100:1;
(3)向三氟甲基苯乙酮酸乙酯的碱液中滴加水合肼,碱液浓度为10%~80%;回流反应6~9h,调节pH至1,过滤得产品三氟甲基苯乙酸;以三氟甲基苯乙酮酸乙酯计,与水合肼的摩尔比为1:1~4:1;
步骤(1)中所述的引发剂用碘粒或1,2-二溴乙烷;有机溶剂用四氢呋喃、丙醚、异丙醚、苯甲醚;
步骤(2)中所述调节pH用氯化铵或盐酸、硫酸、磷酸或乙酸及它们的混合酸;
步骤(3)中碱用氢氧化钾或氢氧化钠。
2.根据权利要求1所述的一种制备三氟甲基化苯乙酸的方法,其特征在于:所述有机溶剂与卤代三氟甲苯的混合液引发反应温度为50~65℃,其中以卤代三氟甲苯计,与镁屑的摩尔比为1:1~1.5:1。
3.根据权利要求1所述的一种制备三氟甲基化苯乙酸的方法,其特征在于:所述与有机溶剂的质量比为3:1~10:1。
4.根据权利要求1所述的一种制备三氟甲基化苯乙酸的方法,其特征在于:所述草酸二乙酯和有机溶剂,降温至5~0℃。
5.根据权利要求1所述的一种制备三氟甲基化苯乙酸的方法,其特征在于:所述以卤代三氟甲苯计,与草酸二乙酯的摩尔比为1:1~2:1。
6.根据权利要求1所述的一种制备三氟甲基化苯乙酸的方法,其特征在于:所述以卤代三氟甲苯计,与有机溶剂的质量比为1:5~1:8。
7.根据权利要求1所述的一种制备三氟甲基化苯乙酸的方法,其特征在于:所述向三氟甲基苯乙酮酸乙酯的碱液中滴加水合肼,碱液浓度为30%~50%。
8.根据权利要求1所述的一种制备三氟甲基化苯乙酸的方法,其特征在于:所述以三氟甲基苯乙酮酸乙酯计,与水合肼的摩尔比为1:1~1.5:1。
9.根据权利要求1所述的一种制备三氟甲基化苯乙酸的方法,其特征在于:所述有机溶剂用四氢呋喃、丙醚、异丙醚、苯甲醚,优选四氢呋喃。
10.根据权利要求1所述的一种制备三氟甲基化苯乙酸的方法,其特征在于:所述所述调节pH用氯化铵或盐酸。
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