CN103664525A - 一种3,3,3-三氟-2-溴丙醇的制备方法 - Google Patents

一种3,3,3-三氟-2-溴丙醇的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及3,3,3-三氟-2-溴丙醇的制备方法。该方法包括70℃~110℃条件下,持续向反应体系中通入三氟丙烯,所述反应体系初始为冰乙酸,然后分三阶段向反应体系中加入NBS和浓硫酸,第一阶段加入NBS总摩尔数1/4~3/4的NBS和浓硫酸总质量1/4~3/4的浓硫酸,待NBS溶解后,第二阶段加入NBS总摩尔数1/5~1/2的NBS和浓硫酸总质量1/5~1/2的浓硫酸,待NBS溶解后,最后阶段加入剩余的NBS和浓硫酸,加完原料后保温反应1~5h,之后在90℃~130℃条件下继续反应1~3h,停止通三氟丙烯;接着在20~40℃条件下,加入醇回流反应6h~15h制备3,3,3-三氟-2-溴丙醇。本发明以三氟丙烯为原料一锅法制备3,3,3-三氟-2-溴丙醇,减少反应处理过程,避免产生大量废酸和废水。

Description

一种3,3,3-三氟-2-溴丙醇的制备方法
技术领域
本发明属于有机合成技术领域,具体涉及一种3,3,3-三氟-2-溴丙醇的制备方法。
背景技术
3,3,3-三氟-2-溴丙醇的结构式为CH3CH(Br)CH2OH,可广泛用作含氟原料和中间体。
以3,3,3-三氟丙烯为原料制备3,3,3-三氟-2-溴丙醇,一般先将3,3,3-三氟丙烯制成1,1,1-三氟-2-溴丙基乙酸酯,再通过在酸性水溶液中水解,经萃取、中和、蒸馏得到3,3,3-三氟-2-溴丙醇。
如US20070282137所公开的方法:三氟丙烯在20%的发烟硫酸、溴作用下溴化磺化后,在与冰乙酸进行酯化,经水洗萃取等操作,得到3,3,3-三氟-2-溴丙基乙酸酯;3,3,3-三氟-2-溴丙基乙酸酯再于90℃,15%的硫酸水溶液中水解,反应3h,再用乙醚萃取,碱洗、水洗、干燥、过滤、蒸馏等步骤,得到3,3,3-三氟-2-溴丙醇的收率为89%。该方法存在废酸和废水量大,操作和处理方法繁琐等问题。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题,本发明的目的在于提供一种操作和处理方法简单,绿色环保的3,3,3-三氟-2-溴丙醇的制备方法。
为此,本发明提供的3,3,3-三氟-2-溴丙醇的制备方法是以冰乙酸、NBS、三氟丙烯、浓硫酸和醇为原料制备3,3,3-三氟-2-溴丙醇,其特征在于,该方法包括:
(1)70℃~110℃条件下,持续向反应体系中通入三氟丙烯,所述反应体系初始为冰乙酸,然后分三阶段向反应体系中加入NBS和浓硫酸,第一阶段加入NBS总摩尔数1/4~3/4的NBS和浓硫酸总质量1/4~3/4的浓硫酸和三氟丙烯,待NBS溶解后,第二阶段加入NBS总摩尔数1/5~1/2的NBS和浓硫酸总质量1/5~1/2的浓硫酸,待NBS溶解后,最后阶段加入剩余的NBS和浓硫酸,加完原料后保温反应1~5h,之后在90℃~130℃条件下继续反应1~3h,停止通三氟丙烯;
(2)在20~40℃条件下,醇与步骤(1)所得反应物回流反应6h~15h制备3,3,3-三氟-2-溴丙醇;
所述醇为甲醇、乙醇或丙醇。
优选的,步骤(2)的反应物经常压蒸出醇和乙酸酯,再减压精馏得到3,3,3-三氟-2-溴丙醇。
优选的,所述醇与NBS摩尔比为(3~10):1。
优选的,所述三氟丙烯:NBS:冰乙酸的摩尔比为(1.0~3.0):1.0:(1.5~5.0);浓硫酸用量为NBS质量的3%~10%;
优选的,所述三氟丙烯:NBS:冰乙酸的摩尔比为(1.0~1.5):1.0:(2.0~4.0);浓硫酸用量为NBS质量的3%~5%,醇与NBS摩尔比为(4~8):1。
与现有技术相比,本发明有益效果如下:
以三氟丙烯为原料一锅法制备3,3,3-三氟-2-溴丙醇,减少反应处理过程,操作简单,避免产生大量废酸和废水,绿色环保。
具体实施方式
本发明所述的浓硫酸为质量百分比浓度为98%的硫酸。
本发明所述NBS为化合物N-溴代丁二酰亚胺。
本发明制备方法的参考合成路线如下:
Figure BDA0000413835200000031
R=CH3、CH3CH2或CH3CH2CH2
以下是发明人给出的具体实施例,需要说明的是,本发明不限于这些实施例。
实施例1:
将4mol冰乙酸加入反应瓶中,搅拌下升温至90℃,加入0.4molNBS和2.8g浓硫酸,同时开始通入三氟丙烯,NBS溶解(NBS溶解表现为反应体系澄清)后,再加入0.3mol NBS和2.2g浓硫酸,反应体系澄清后,再加入0.3molNBS和2.2g浓硫酸,反应体系澄清后,90℃反应5h,升温至110℃继续反应2h,三氟丙烯共通入1.5mol。
降温至40℃,加入6mol甲醇搅拌下回流,反应13h。常压蒸出过量甲醇和乙酸甲酯,冷却过滤出固体后,再减压精馏得到3,3,3-三氟-2-溴丙醇,收率89.6%,含量98.4%。
实施例2:
将5mol冰乙酸加入反应瓶中,搅拌下升温至70℃,加入0.5mol NBS和8.9g浓硫酸,同时开始通入三氟丙烯,反应体系澄清后,再加入0.25mol NBS和4.5g浓硫酸,反应体系澄清后,再加入0.25mol NBS和4.4g浓硫酸,反应体系澄清后,70℃反应2h,升温至90℃继续反应3h,三氟丙烯共通入2.5mol。降温至40℃,加入8mol甲醇搅拌下回流,反应6h。常压蒸出醇和乙酸甲酯,冷却过滤出固体后,再减压精馏得到3,3,3-三氟-2-溴丙醇,收率70.3%,含量98.2%。
实施例3:
将3.0mol冰乙酸加入反应瓶中,搅拌下升温至110℃,加入0.6mol NBS和3.2g浓硫酸,同时开始通入三氟丙烯,反应体系澄清后,再加入0.4molNBS和2.2g浓硫酸,反应体系澄清后,110℃反应2h,升温至130℃继续反应1h,三氟丙烯共通入1.0mol。降温至40℃,加入3mol乙醇搅拌下回流,反应15h。常压蒸出乙醇和乙酸乙酯,冷却过滤出固体后,再减压精馏得到3,3,3-三氟-2-溴丙醇,收率65.9%,含量97.6%。
实施例4:
将3mol冰乙酸加入反应瓶中,搅拌下升温至80℃,加入0.75mol NBS和8.0g浓硫酸,同时开始通入三氟丙烯,反应体系澄清后,再加入0.25mol NBS和2.7g浓硫酸,反应体系澄清后,80℃反应2h,升温至100℃继续反应3h,三氟丙烯共通入2.0mol。降温至40℃,加入9mol丙醇搅拌下回流,反应12h。常压蒸出丙醇和乙酸丙酯,冷却过滤出固体后,再减压精馏得到3,3,3-三氟-2-溴丙醇,收率40.9%,含量96.2%。
实施例5:
将2mol冰乙酸加入反应瓶中,搅拌下升温至90℃,加入0.30mol NBS和2.6g浓硫酸,同时开始通入三氟丙烯,反应体系澄清后,再加入0.50mol NBS和4.5g浓硫酸,反应体系澄清后,再加入0.20mol NBS和1.8g浓硫酸,反应体系澄清后,90℃反应2h,升温至110℃继续反应2h,三氟丙烯共通入3.0mol。降温至40℃,加入10mol乙醇搅拌下回流,反应10h。常压蒸出乙醇和乙酸乙酯,冷却过滤出固体后,再减压精馏得到3,3,3-三氟-2-溴丙醇,收率81.9%,含量98.0%。
实施例6:
将1.5mol冰乙酸加入反应瓶中,搅拌下升温至100℃,加入0.50mol NBS和7.1g浓硫酸,同时开始通入三氟丙烯,反应体系澄清后,再加入0.25molNBS和3.5g浓硫酸,反应体系澄清后,再加入0.25mol NBS和3.6g浓硫酸,反应体系澄清后,100℃反应2h,升温至120℃继续反应2h,三氟丙烯共通入1.5mol。降温至40℃,加入4mol甲醇搅拌下回流,反应8h。常压蒸出甲醇和乙酸甲酯,冷却过滤出固体后,再减压精馏得到3,3,3-三氟-2-溴丙醇,收率78.6%,含量98.3%。
实施例7:
将3.5mol冰乙酸加入反应瓶中,搅拌下升温至80℃,加入0.20mol NBS和1.4g浓硫酸,同时开始通入三氟丙烯,反应体系澄清后,再加入0.30molNBS和2.2g浓硫酸,反应体系澄清后,再加入0.50mol NBS和3.5g浓硫酸,反应体系澄清后,80℃反应2h,升温至100℃继续反应4h,三氟丙烯共通入2.0mol。降温至40℃,加入5mol甲醇搅拌下回流,反应7h。常压蒸出甲醇和乙酸甲酯,冷却过滤出固体后,再减压精馏得到3,3,3-三氟-2-溴丙醇,收率88.9%,含量98.8%。
实施例8:
将4.0mol冰乙酸加入反应瓶中,搅拌下升温至90℃,加入0.40mol NBS和6.4g浓硫酸,同时开始通入三氟丙烯,反应体系澄清后,再加入0.20molNBS和3.2g浓硫酸,反应体系澄清后,再加入0.40mol NBS和6.4g浓硫酸,反应体系澄清后,80℃反应2h,升温至100℃继续反应2h,三氟丙烯共通入1.3mol。降温至40℃,加入7mol甲醇搅拌下回流,反应9h。常压蒸出甲醇和乙酸甲酯,冷却过滤出固体后,再减压精馏得到3,3,3-三氟-2-溴丙醇,收率90.2%,含量99.1%。

Claims (5)

1.一种3,3,3-三氟-2-溴丙醇的制备方法,该方法是以冰乙酸、NBS、三氟丙烯、浓硫酸和醇为原料制备3,3,3-三氟-2-溴丙醇,其特征在于,方法包括: 
(1)70℃~110℃条件下,持续向反应体系中通入三氟丙烯,所述反应体系初始为冰乙酸,然后分三阶段向反应体系中加入NBS和浓硫酸,第一阶段加入NBS总摩尔数1/4~3/4的NBS和浓硫酸总质量1/4~3/4的浓硫酸,待NBS溶解后,第二阶段加入NBS总摩尔数1/5~1/2的NBS和浓硫酸总质量1/5~1/2的浓硫酸,待NBS溶解后,最后阶段加入剩余的NBS和浓硫酸,加完原料后保温反应1~5h,之后在90℃~130℃条件下继续反应1~3h,停止通三氟丙烯; 
(2)在20~40℃条件下,醇与步骤(1)所得反应物回流反应6h~15h制备3,3,3-三氟-2-溴丙醇; 
所述醇为甲醇、乙醇或丙醇。 
2.如权利要求1所述的3,3,3-三氟-2-溴丙醇的制备方法,其特征在于,步骤(2)的反应物经常压蒸出醇和乙酸酯,再减压精馏得到3,3,3-三氟-2-溴丙醇。 
3.如权利要求1所述的3,3,3-三氟-2-溴丙醇的制备方法,其特征在于,所述醇与NBS摩尔比为(3~10):1。 
4.如权利要求1所述的3,3,3-三氟-2-溴丙醇的制备方法,其特征在于,所述三氟丙烯:NBS:冰乙酸的摩尔比为(1.0~3.0):1.0:(1.5~5.0);浓硫酸用量为NBS质量的3%~10%。 
5.如权利要求1所述的3,3,3-三氟-2-溴丙醇的制备方法,其特征在于,所述三氟丙烯:NBS:冰乙酸的摩尔比为(1.0~1.5):1.0:(2.0~4.0);浓硫酸用量为NBS质量的3%~5%,醇与NBS摩尔比为(4~8):1。 
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