CN101774945A - 一种4,4,4-三氟丁腈的合成方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种4，4，4-三氟丁腈的合成方法。它是在相转移催化剂的作用下，在极性质子惰性溶剂中，由3，3，3-三氟-1-氯丙烷同氰化钠或氰化钾反应，合成3，3，3-三氟丁腈，反应温度为20～150℃，催化剂与3，3，3-三氟-1-氯丙烷的摩尔比为0.005∶1～0.2∶1，3，3，3-三氟-1-氯丙烷同氰化钠或氰化钾的摩尔比为10∶1～1∶1，氰化钠或氰化钾在溶剂中的浓度为0.1～5mol/L。本发明具有工艺流程短，原料成本低的优势。

Description

一种4，4，4-三氟丁腈的合成方法
技术领域
本发明涉及一种4，4，4-三氟丁腈的合成方法。
背景技术
4，4，4-三氟丁腈中腈基是一个很活泼的基团，可同其它物质反应，生成酸、酰胺、酯或者胺等，这些4，4，4-三氟丁腈的衍生化合物都是重要的三氟甲基砌块试剂，主要用作医药、医药合成原料和有机溶剂。
在文献报道中，并没有提到4，4，4-三氟丁腈的合成方法。
以往的这些4，4，4-三氟丁腈的衍生化合物，如酸、酰胺、酯或者胺等都是经由复杂的工艺路线得到的，致使这些产品生产成本昂贵，限制了其下游产品的大规模开发。
发明内容
本发明的目的是提供一种4，4，4-三氟丁腈的合成方法。
4，4，4-三氟丁腈的合成方法是在相转移催化剂的作用下，在极性质子惰性溶剂中，先由3，3，3-三氟-1-氯丙烷同氰化钠或氰化钾反应，合成3，3，3-三氟丁腈，反应温度为20～150℃，催化剂与3，3，3-三氟-1-氯丙烷的摩尔比为0.005∶1～0.2∶1，3，3，3-三氟-1-氯丙烷同氰化钠或氰化钾的摩尔比为10∶1～1∶1，氰化钠或氰化钾在溶剂中的浓度为0.1～5mol/L。
相转移催化剂为R1R2R3R4N+X-，R-C6H4-SO3Na，RfSO2F，RfCOONH4或冠醚，其中R1-R4为C1-C16的烷基或苄基；X是氯或溴；R为C6-C16的烷基，C6-C9的全氟烷基或R5SO3Na，R5为C4-C12的烷基；Rf为C6-C10的全氟烷基。
极性质子惰性溶剂为N，N’-二甲基甲酰胺、N，N’-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮或二甲基亚砜。
3，3，3-三氟-1-氯丙烷同氰化钠或氰化钾反应合成3，3，3-三氟丁腈的反应温度为20～150℃，优选为50～120℃。
催化剂与3，3，3-三氟-1-氯丙烷的摩尔比为0.005∶1～0.2∶1，优选为0.01∶1～0.1∶1；3，3，3-三氟-1-氯丙烷同氰化钠或氰化钾的摩尔比为10∶1～1∶1，优选为5∶1～1.1∶1；氰化钠或氰化钾在溶剂中的浓度为0.1～5mol/L，优选为0.5～3mol/L。
本发明旨在提供一种避免使用昂贵原料和催化剂、反应路线短、收率较高的4，4，4-三氟丁腈的合成方法。
本发明具有生产设备简单；工艺流程短、无需复杂的后处理装置；工艺参数控制容易；操作安全性较好；催化剂用量较少、价格相对较廉；反应选择性好；产品纯度高；能耗低；三废少、环境污染小；投资较少等优点。
具体实施方式
以下通过实施例对本发明进行更具体的说明，但本发明并不限于所述的实施例。
实施例1
在0.5L反应釜中加入0.02mol的18-冠-6，0.15mol氰化钠，200ml N，N’-二甲基甲酰胺和0.75mol的3，3，3-三氟-1-氯丙烷后，密封反应釜。开动搅拌，将反应釜升温至120℃，并恒温反应2h。反应物经过滤、精馏得到4，4，4-三氟丁腈，基于氰化钠的收率为92％。
实施例2
在0.5L反应釜中加入0.008mol的十六烷基三甲基氯化胺，0.5mol氰化钠，200ml二甲基亚砜和0.6mol的3，3，3-三氟-1-氯丙烷，密封反应釜。开动搅拌，将反应釜升温至110℃，并恒温反应3.5h后停止反应。反应物经过滤、精馏得到4，4，4-三氟丁腈，基于氰化钠的收率为88％。
实施例3
在0.5L反应釜中加入0.05mol的四甲基溴化胺，0.3mol氰化钠，200ml二甲基亚砜和0.6mol的3，3，3-三氟-1-氯丙烷，密封反应釜。开动搅拌，将反应釜升温至90℃，并恒温反应4h后停止反应。反应物经过滤、精馏得到4，4，4-三氟丁腈，基于氰化钠的收率为89％。
实施例4
在0.5L反应釜中加入0.1mol的全氟壬氧基苯磺酸钠，0.3mol氰化钠，200ml N，N’-二甲基乙酰胺和0.4mol的3，3，3-三氟-1-氯丙烷，密封反应釜。开动搅拌，将反应釜升温至135℃，并恒温反应4h后停止反应。反应物经过滤、精馏得到4，4，4-三氟丁腈，基于氰化钠的收率为70％。
实施例5
在0.5L反应釜中加入0.04mol的全氟辛酸胺，0.3mol氰化钾，200ml N，N’-二甲基甲酰胺和0.4mol的3，3，3-三氟-1-氯丙烷，密封反应釜。开动搅拌，将反应釜升温至70℃，并恒温反应5h后停止反应。反应物经过滤、精馏得到4，4，4-三氟丁腈，基于氰化钾的收率为90％。
实施例6
在0.5L反应釜中加入0.02mol的18-冠-6，0.65mol氰化钾，200ml二甲基亚砜和0.75mol的3，3，3-三氟-1-氯丙烷，密封反应釜。开动搅拌，将反应釜升温至50℃，并恒温反应6h后停止反应。反应物经过滤、精馏得到4，4，4-三氟丁腈，基于氰化钠的收率为94％。

Claims (5)

1.一种4，4，4-三氟丁腈的合成方法，其特征在于，在相转移催化剂的作用下，在极性质子惰性溶剂中，由3，3，3-三氟-1-氯丙烷同氰化钠或氰化钾反应，合成4，4，4-三氟丁腈；反应温度为20～150℃，催化剂与3，3，3-三氟-1-氯丙烷的摩尔比为0.005∶1～0.2∶1，3，3，3-三氟-1-氯丙烷同氰化钠或氰化钾的摩尔比为10∶1～1∶1，氰化钠或氰化钾在溶剂中的浓度为0.05～5mol/L。
2.根据权利要求1所述的一种4，4，4-三氟丁腈的合成方法，其特征在于所述的相转移催化剂为R1R2R3R4N+X-，R-C6H4-SO3Na，RfSO2F，RfCOONH4或冠醚，其中R1-R4为C1-C16的烷基或苄基；X是氯或溴；R为C6-C16的烷基，C6-C9的全氟烷基或R5SO3Na，R5为C4-C12的烷基；Rf为C6-C10的全氟烷基。
3.根据权利要求1所述的一种4，4，4-三氟丁腈的合成方法，其特征在于，所述的极性质子惰性溶剂为N，N’-二甲基甲酰胺、N，N’-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮或二甲基亚砜。
4.根据权利要求1所述的一种4，4，4-三氟丁腈的合成方法，其特征在于，所述的3，3，3-三氟-1-氯丙烷同氰化钠或氰化钾反应合成3，3，3-三氟丁腈的反应温度为50～120℃。
5.根据权利要求1所述的一种4，4，4-三氟丁腈的合成方法，其特征在于，所述的催化剂与3，3，3-三氟-1-氯丙烷的摩尔比为0.01∶1～0.1∶1，3，3，3-三氟-1-氯丙烷同氰化钠或氰化钾的摩尔比为5∶1～1.1∶1，氰化钠或氰化钾在溶剂中的浓度为0.5～3mol/L。
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