CN115108897B - 一种4-乙氧基-1,1,1-三氟-3-丁烯-2-酮及其衍生物的制备方法 - Google Patents

一种4-乙氧基-1,1,1-三氟-3-丁烯-2-酮及其衍生物的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及精细化工领域,尤其涉及一种4‑乙氧基‑1,1,1‑三氟‑3‑丁烯‑2‑酮及其衍生物的制备方法。所述制备方法包括:步骤(1):以三氟乙酸或其金属盐和vilsmeier试剂为原料,经加成反应,得加成产物;步骤(2):以所述加成产物、碱和乙烯基醚为原料,经亲电取代反应。本发明的制备方法能够高效且经济的制备4‑乙氧基‑1,1,1‑三氟‑3‑丁烯‑2‑酮及其衍生物,并且本发明的方法更加安全和环保。此外,部分反应物料能够回收套用,进一步降低成本,更利于工业化生产。

Description

一种4-乙氧基-1,1,1-三氟-3-丁烯-2-酮及其衍生物的制备 方法
技术领域
本发明涉及精细化工领域,尤其涉及一种4-乙氧基-1,1,1-三氟-3-丁烯-2-酮及其衍生物的制备方法。
背景技术
4-乙氧基-1,1,1-三氟-3-丁烯-2-酮是一种重要的含氟中间体,由于含有三氟甲基的特殊结构,因此其性质不同于其他化合物,可以参与多种有机合成反应,尤其适用于合成含氟的医药、农药和染料等,其需求量也越来越大,已成为含氟精细化学品的重要中间体之一。如用于合成1-叔丁基-3-三氟甲基-1H-吡唑、1-甲基-5-三氟甲基-1H-吡唑、3-溴-5-(三氟甲基)苯磺酰氯、2,2,2-三氟-1-(1-苯基-3-三氟甲基-1H-吡唑-4-基)乙酮、4-溴-2-三氟甲基喹啉、2-(三氟甲基)喹啉-4-醇,农药啶磺草胺、氟啶虫酰胺、氟吡草酮等。
然而,现有技术中制备4-乙氧基-1,1,1-三氟-3-丁烯-2-酮的方法有限,最具代表性的方法如下:方法一是以三氟乙酸酐作为原料,如WO9854187;方法二是以三氟乙酰氯作为原料,如EP744400;方法三是以三氟乙酸作为原料,添加活化试剂(如甲磺酰氯),如WO2016071243;方法四是以三氯三氟乙烷为原料,添加自由基引发剂(如偶氮二异丁腈),如WO2020139734等。以上任一方法都存在一定的问题,具体而言,方法一中三氟乙酸酐原子经济效率低下,价格昂贵;方法二中三氟乙酰氯在常温常压下是气体,工业生产对设备要求高;方法三中活化剂甲磺酰氯等价格昂贵;方法四中自由基反应对反应条件要求高等限制条件存在。
鉴于此,特提出本发明。
发明内容
本发明的目的是提供一种4-乙氧基-1,1,1-三氟-3-丁烯-2-酮及其衍生物的制备方法,该方法简便、安全、绿色环保、高转化率、低成本,解决了工业生产4-乙氧基-1,1,1-三氟-3-丁烯-2-酮及其衍生物的诸多弊端,并拓宽了三氟乙酸在工业上的应用范围。
具体地,本发明提供以下技术方案:
本发明提供一种4-乙氧基-1,1,1-三氟-3-丁烯-2-酮及其衍生物的制备方法,包括:
步骤(1):以三氟乙酸或其金属盐和vilsmeier试剂为原料,经加成反应,得加成产物;
步骤(2):以所述加成产物、碱和乙烯基醚为原料,经亲电取代反应。
本发明意外发现,以三氟乙酸或其金属盐、碱、乙烯基醚和vilsmeier试剂为原料,能够制得高纯度的4-乙氧基-1,1,1-三氟-3-丁烯-2-酮及其衍生物。
本发明中,所述制备方法的合成路线如下:
其中,R为H或金属;R1为烷烃或芳香烃。
作为优选,所述vilsmeier试剂通过N,N-二取代的酰胺和酰氯经氯代反应制备而成。
进一步地,所述N,N-二取代的酰胺为N,N-二甲基甲酰胺;所述酰氯为POCl3、氯化亚砜、草酰氯、邻苯二甲酰氯中的一种。
更进一步地,所述vilsmeier试剂通过N,N-二甲基甲酰胺和氯化亚砜经氯代反应制备而成。
作为优选,所述碱为吡啶、哌啶、三乙胺、4-二甲氨基吡啶、碳酸钠、碳酸钾中的一种或多种;优选为吡啶。
作为优选,所述乙烯基醚为乙烯基乙醚。
作为优选,按摩尔比计,三氟乙酸或其金属盐:碱:乙烯基醚:vilsmeier试剂=1:1~6:1~3:1~3。
进一步地,按摩尔比计,三氟乙酸或其金属盐:碱:乙烯基醚:vilsmeier试剂=1:2:1:2。
作为优选,所述加成反应和所述亲电取代反应均在溶剂中进行;所述溶剂为二氯甲烷、二氯乙烷、二氧六环、甲基叔丁基醚、四氢呋喃甲苯、乙酸乙酯、乙腈中的一种;
进一步地,所述溶剂为二氯甲烷;
更进一步地,所述溶剂的重量为所述三氟乙酸或其金属盐重量的8~14倍。
作为优选,所述加成反应的温度为-80~25℃;优选为-20~0℃。
作为优选,所述亲电取代反应的温度为-20~150℃;优选为0~25℃。
作为本发明的较佳技术方案,所述制备方法,其合成路线如下:
具体包括:
步骤(1):以三氟乙酸和vilsmeier试剂为原料,经加成反应,得加成产物;
步骤(2):以所述加成产物、吡啶和乙烯基乙醚为原料,经亲电取代反应。
进一步地,按摩尔比计,三氟乙酸:吡啶:乙烯基乙醚:vilsmeier试剂=1:2:1:2。
进一步地,所述加成反应和所述亲电取代反应均在二氯甲烷中进行;所述二氯甲烷的重量为所述三氟乙酸重量的11~12倍。
进一步地,所述加成反应的温度为-20~0℃。
进一步地,所述亲电取代反应的温度为0~25℃。
本发明中,对所述加成反应和所述亲电取代反应的时间均没有特别的限定,本领域技术人员可以通过采用常规方法例如GC、HPLC进行检测分析,优选在合成化合物的转化率达到99.0%以上时,停止反应。
在具体的实施方式中,向带有温度计和搅拌桨的反应瓶中,加入二氯甲烷、三氟乙酸,降温至-5℃搅拌下依次缓慢滴加吡啶、vilsmeier试剂,保温1~2小时后,缓慢滴加乙烯基乙醚,滴加完毕升温至25℃,保温反应12~24小时,取样中控反应完成后,加入适量的水洗涤一次,有机相脱溶得到产品,经核磁共振谱图数据:1H NMR(CDCl3,25℃):δ1.30(t,3JHH=7Hz,3H,H1),4.03(q,3JHH=7Hz,2H,H2),5.78(d,3JHH=13Hz,1H,H3),7.82(d,3JHH=13Hz,1H,H4).19F NMR(CDCl3,25℃):δ-78.6分析确认得到化合物4-乙氧基-1,1,1-三氟-3-丁烯-2-酮。
本发明的有益效果在于:
本发明的制备方法能够高效且经济的制备4-乙氧基-1,1,1-三氟-3-丁烯-2-酮及其衍生物,并且本发明的方法更加安全和环保。此外,部分反应物料能够回收套用,进一步降低成本,更利于工业化生产。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。
实施例中未注明具体技术或条件者,按照本领域内的文献所描述的技术或条件,或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者,均为可通过正规渠道商购买得到的常规产品。
实施例中所涉及的vilsmeier试剂的制备方法如下:
向带有温度计和搅拌桨的反应瓶中加入N,N-二甲基甲酰胺,降温至5~10℃,缓慢滴加当量的氯化亚砜,升温至50℃反应1~2小时,得到vilsmeier试剂。
实施例1
本实施例提供一种4-乙氧基-1,1,1-三氟-3-丁烯-2-酮的制备方法,包括如下步骤:
向带有温度计和搅拌桨的反应瓶中,加入二氯甲烷500ml、三氟乙酸57.05g,降温至-5℃搅拌下依次缓慢滴加吡啶79.11g、vilsmeier试剂127.12g,保温1~2小时后,缓慢滴加乙烯基乙醚36.05g,滴加完毕升温至25℃,保温反应12~24小时,取样中控反应完成后,加入适量的水洗涤一次,有机相脱溶得到产品89.56g,定量85.61%,收率91.21%。
实施例2
本实施例提供一种4-乙氧基-1,1,1-三氟-3-丁烯-2-酮的制备方法,包括如下步骤:
向带有温度计和搅拌桨的反应瓶中,加入二氯甲烷500ml、三氟乙酸57.01g,降温至-5℃搅拌下依次缓慢滴加吡啶79.15g、vilsmeier试剂127.16g,保温1~2小时后,缓慢滴加乙烯基乙醚36.03g,滴加完毕升温至25℃,保温反应12~24小时,取样中控反应完成后,加入适量的水洗涤一次,有机相脱溶得到产品91.67g,定量84.32%,收率92.02%。
实施例3
本实施例提供一种4-乙氧基-1,1,1-三氟-3-丁烯-2-酮的制备方法,包括如下步骤:
向带有温度计和搅拌桨的反应瓶中,加入二氯甲烷500ml、三氟乙酸57.03g,降温至-5℃搅拌下依次缓慢滴加吡啶79.10g、vilsmeier试剂127.11g,保温1~2小时后,缓慢滴加乙烯基乙醚36.06g,滴加完毕升温至25℃,保温反应12~24小时,取样中控反应完成后,加入适量的水洗涤一次,有机相脱溶得到产品89.30g,定量86.14%,收率91.54%。
实施例4
本实施例提供一种4-丁氧基-1,1,1-三氟-3-丁烯-2-酮的制备方法,包括如下步骤:
向带有温度计和搅拌桨的反应瓶中,加入二氯甲烷500ml、三氟乙酸57.05g,降温至-5℃搅拌下依次缓慢滴加吡啶79.13g、vilsmeier试剂127.15g,保温1~2小时后,缓慢滴加乙烯基丁醚50.07g,滴加完毕升温至25℃,保温反应12~24小时,取样中控反应完成后,加入适量的水洗涤一次,有机相脱溶得到产品105.25g,定量82.21%,收率88.23%。
实施例5
本实施例提供一种4-丁氧基-1,1,1-三氟-3-丁烯-2-酮的制备方法,包括如下步骤:
向带有温度计和搅拌桨的反应瓶中,加入二氯甲烷500ml、三氟乙酸57.08g,降温至-5℃搅拌下依次缓慢滴加吡啶79.16g、vilsmeier试剂127.17g,保温1~2小时后,缓慢滴加乙烯基丁醚50.06g,滴加完毕升温至25℃,保温反应12~24小时,取样中控反应完成后,加入适量的水洗涤一次,有机相脱溶得到产品103.11g,定量83.27%,收率87.50%。
实施例6
本实施例提供一种4-乙氧基-1,1,1-三氟-3-丁烯-2-酮的制备方法,包括如下步骤:
向带有温度计和搅拌桨的反应瓶中,加入二氯甲烷500ml、三氟乙酸钠68.02g,降温至-5℃搅拌下依次缓慢滴加吡啶79.11g、vilsmeier试剂127.13g,保温1~2小时后,缓慢滴加乙烯基乙醚36.05g,滴加完毕升温至25℃,保温反应12~24小时,取样中控反应完成后,加入适量的水洗涤一次,有机相脱溶得到产品87.95g,定量86.17%,收率90.20%。
虽然,上文中已经用一般性说明、具体实施方式及试验,对本发明作了详尽的描述,但在本发明基础上,可以对之作一些修改或改进,这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此,在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进,均属于本发明要求保护的范围。

Claims (8)

1.一种4-乙氧基-1,1,1-三氟-3-丁烯-2-酮及其衍生物的制备方法,其特征在于,包括:
步骤(1):以三氟乙酸和vilsmeier试剂为原料,经加成反应,得加成产物;
步骤(2):以所述加成产物、碱和乙烯基乙醚为原料,经亲电取代反应;所述碱为吡啶;
其合成路线如下:
所述vilsmeier试剂通过N,N-二取代的酰胺和酰氯经氯代反应制备而成;
按摩尔比计,三氟乙酸:碱:乙烯基乙醚:vilsmeier试剂=1:1~6:1~3:1~3;
所述加成反应的温度为-80~25℃;所述亲电取代反应的温度为-20~150℃。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述N,N-二取代的酰胺为N,N-二甲基甲酰胺;所述酰氯为POCl3、氯化亚砜、草酰氯、邻苯二甲酰氯中的一种。
3.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述vilsmeier试剂通过N,N-二甲基甲酰胺和氯化亚砜经氯代反应制备而成。
4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,按摩尔比计,三氟乙酸:碱:乙烯基乙醚:vilsmeier试剂=1:2:1:2。
5.根据权利要求1~4任一项所述的制备方法,其特征在于,所述加成反应和所述亲电取代反应均在溶剂中进行;所述溶剂为二氯甲烷、二氯乙烷、二氧六环、甲基叔丁基醚、四氢呋喃、甲苯、乙酸乙酯、乙腈中的一种。
6.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,所述溶剂为二氯甲烷;所述溶剂的重量为所述三氟乙酸重量的8~14倍。
7.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述加成反应的温度为-20~0℃;所述亲电取代反应的温度为0~25℃。
8.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于,所述二氯甲烷的重量为所述三氟乙酸重量的11~12倍。
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