CN116462584A - 一种2,3,3,3‐四氟丙酸的合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及化合物合成技术领域，具体为一种2,3,3,3‑四氟丙酸的合成方法。本发明中以三氟乙酸与碳酸二甲酯为原料，混合在溶剂中，引入特定催化剂与有机碱，在一定真空条件下，进行前反应2小时，然后再进行回流反应3小时，结束反应，再进行蒸馏，得到2,3,3,3‑四氟丙酸，在此合成过程中，本发明并不需要采用常规合成方法中的强碱，而强碱对反应设备会带来一定的腐蚀效应，同时，强碱的介入反应还会带来更多的副反应组分，从而造成成品的收率，纯度均具有明显的降低，本发明通过以特定催化剂和有机碱的协同配合，使得制成的2,3,3,3‑四氟丙酸产品不仅具有更高的收率，同时，其纯度也的都明显的提高，优化的合成反应路线，节约的经济成本，降低了副反应的产生。
Description
技术领域
本发明涉及化合物合成技术领域，具体为一种2,3,3,3-四氟丙酸的合成方法。
背景技术
现有的2，3,3，3-四氟丙酸合成方法得到的2，3,3，3-四氟丙酸收率相对较低，并且纯度低于98％，相对较低。例如申请号为201810349047.7的中国专利文献公开一种2,3,3,3-四氟丙酸的合成方法，以含有N,N-二乙基-2,3,3,3-四氟丙酰胺的废液作为原料，采用固体超强碱作为催化剂，水解制备得到2,3,3,3-四氟丙酸，避免了反应液中强酸强碱对反应设备的腐蚀，采用低温结晶的方法收集水解产物，相比于蒸馏的方法，产品纯度高、工艺简单、缩短了生产周期、降低了生产成本”，然而，其制备的2,3,3,3-四氟丙酸收率相对较低，导致花费的成本更高。
基于此，我们提出了一种2,3,3,3-四氟丙酸的合成方法，希冀解决现有技术中的不足之处。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种2,3,3,3-四氟丙酸的合成方法。
为实现上述的目的，本发明提供如下技术方案：
一种2,3,3,3-四氟丙酸的合成方法，以三氟乙酸与碳酸二甲酯为原料，水为溶剂，在芳基磷酸酯催化剂与有机碱的作用下，于真空环境下，搅拌反应2-3小时，然后再进行回流反应3-5小时，结束反应，再进行蒸馏，得到2,3,3,3-四氟丙酸。
作为进一步的技术方案，所述三氟乙酸与碳酸二甲酯的摩尔质量比为2:1。
所述三氟乙酸与水的混合比例为：10-15g：70-75g。
作为进一步的技术方案：在水与三氟乙酸与碳酸二甲酯进行混合时，水的温度不高于50-55℃。
作为进一步的技术方案，所述特定催化剂制备方法为：
向反应釜中添加0.25mmol的芳基硼酸、10mol的硫酸铜、10mol的1,10-菲啰啉、1.5mL去离子水，搅拌均匀后，调节温度至45℃，保温搅拌20min，然后再添加0.25mmol的亚磷酸二(十二烷基)脂，搅拌5min，再滴加0.3mol的三乙胺，进行搅拌反应12h，然后通过添加5mL食盐水搅拌10min，再采用20mL的二氯甲烷进行萃取，经过旋蒸干燥，得到芳基磷酸酯催化剂。
作为进一步的技术方案，所述食盐水为饱和食盐水。
作为进一步的技术方案，所述芳基磷酸酯催化剂与有机碱、三氟乙酸混合质量比例为1:3:12。
作为进一步的技术方案，所述有机碱为1,2-乙二胺。
作为进一步的技术方案：所述一定真空条件的真空度为0.5Pa；
其中，温度为室温。
本发明中，芳基磷酸酯催化剂是一种酯类，具体是三氟乙酸、碳酸二甲酯，进行反应，在有机碱的作用下，三氟乙酸发生环加氢键聚变，而碳酸二甲酯有氧基可以被有机碱水解，在特定催化剂的作用下，二甲醇和碳酸完成缩合反应，缩合后的碳酸二甲酯和三氟乙酸(已经环加氢键聚变而成)，又在有机碱的影响下，完成缩合反应，生成2,3,3,3-四氟丙酸。
与现有技术相比，本发明提供了一种2,3,3,3-四氟丙酸的合成方法，具备以下有益效果：
首先，本发明中以三氟乙酸与碳酸二甲酯为原料，混合在溶剂中，引入特定催化剂与有机碱，在一定真空条件下，进行前反应2小时，然后再进行回流反应3小时，结束反应，再进行蒸馏，得到2,3,3,3-四氟丙酸，在此合成过程中，本发明并不需要采用常规合成方法中的强碱，而强碱对反应设备会带来一定的腐蚀效应，同时，强碱的介入反应还会带来更多的副反应组分，从而造成成品的收率，纯度均具有明显的降低，本发明通过以特定催化剂和有机碱的协同配合，使得制成的2,3,3,3-四氟丙酸产品不仅具有更高的收率，同时，其纯度也的都明显的提高，优化的合成反应路线，节约的经济成本，降低了副反应的产生。
具体实施方式
以下为具体实施例：
实施例1
一种2,3,3,3-四氟丙酸的合成方法，将三氟乙酸、碳酸二甲酯与水充分混合，三氟乙酸与水的质量比为10g：70g，水、三氟乙酸和碳酸二甲酯进行混合时，水的温度不高于50℃。然后加入芳基磷酸酯催化剂与有机碱1,2-乙二胺，控制真空度为0.5Pa，于室温下进行搅拌反应2小时，然后再85℃回流反应3小时，结束反应，再进行蒸馏，得到2,3,3,3-四氟丙酸；三氟乙酸与碳酸二甲酯的摩尔质量比为2:1，芳基磷酸酯催化剂、有机碱与三氟乙酸的质量比例为1:3:12。
芳基磷酸酯催化剂制备方法为：
向反应釜中添加0.25mmol的芳基硼酸、10mol的硫酸铜、10mol的1,10-菲啰啉、1.5mL去离子水，搅拌均匀后，调节温度至45℃，保温搅拌20min，然后再添加0.25mmol的亚磷酸二(十二烷基)脂，搅拌5min，再滴加0.3mol的三乙胺，进行搅拌反应12h，然后通过添加5mL饱和食盐水搅拌10min，再采用20mL的二氯甲烷进行萃取，经过旋蒸干燥，得到芳基磷酸酯催化剂。
实施例2
本实施例调整三氟乙酸与水质量比为12g:72g，三氟乙酸和碳酸二甲酯进行混合时水的温度不高于51℃，前反应时间控制为3小时，回流反应时间控制在3.5h，其它步骤与实施例1相同。
实施例3
本实施例调整三氟乙酸与水质量比为14g:74g，三氟乙酸和碳酸二甲酯进行混合时水的温度不高于54℃，回流反应时间控制为4小时，其它步骤与实施例1相同。
实施例4
本实施例调整三氟乙酸与水质量比为12g:72g，三氟乙酸和碳酸二甲酯进行混合时水的温度不高于55℃，前反应时间控制为3小时，回流反应时间控制在5h，其它步骤与实施例1相同。
对比例1：
调整有机碱为二甲基胺，催化剂为磷酸三酯，其它步骤与实施例1相同。
对比例2：
调整催化剂为磷酸，其它步骤与实施例1相同。
试验：
对实施例1至4与对比例1和2中2,3,3,3-四氟丙酸的收率进行检测对比。
表1
由表1可以看出，本发明通过对催化剂以及有机碱的协同配合，能够有效的提高2,3,3,3-四氟丙酸的收率。
对实施例与对比例合成方法中得到的2,3,3,3-四氟丙酸的纯度进行检测对比，如表2；
表2
| 2,3,3,3-四氟丙酸的纯度％ | |
| 实施例1 | 99.7 |
| 实施例2 | 99.6 |
| 实施例3 | 99.8 |
| 实施例4 | 99.6 |
| 对比例1 | 97.2 |
| 对比例2 | 95.7 |
由表2可以看出，本发明通过对合成方法的优化处理，同时配合催化剂以及有机碱的使用，从而使得合成的2,3,3,3-四氟丙酸纯度具有大幅度的提高。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求等同物限定。
Claims (8)
1.一种2,3,3,3-四氟丙酸的合成方法，其特征在于，以三氟乙酸与碳酸二甲酯为原料，水为溶剂，在芳基磷酸酯催化剂与有机碱的作用下，于真空环境下，搅拌反应2-3小时，然后再进行回流反应3-5小时，结束反应，再进行蒸馏，得到2,3,3,3-四氟丙酸。
2.根据权利要求1所述的2,3,3,3-四氟丙酸的合成方法，其特征在于，所述三氟乙酸与碳酸二甲酯的摩尔质量比为2:1。
3.根据权利要求2所述的2,3,3,3-四氟丙酸的合成方法，其特征在于，所述三氟乙酸与水的混合比例为：10-15g：70-75g。
4.根据权利要求1所述的2,3,3,3-四氟丙酸的合成方法，其特征在于：在水与三氟乙酸与碳酸二甲酯进行混合时，水的温度不高于50-55℃。
5.根据权利要求4所述的2,3,3,3-四氟丙酸的合成方法，其特征在于，芳基磷酸酯催化剂的制备方法为：
向反应釜中添加0.25mmol的芳基硼酸、10mol的硫酸铜、10mol的1,10-菲啰啉、1.5mL去离子水，搅拌均匀后，调节温度至45℃，保温搅拌20min，然后再添加0.25mmol的亚磷酸二(十二烷基)脂，搅拌5min，再滴加0.3mol的三乙胺，进行搅拌反应12h，然后通过添加5mL饱和食盐水食盐水搅拌10min，再采用20mL的二氯甲烷进行萃取，经过旋蒸干燥，得到芳基磷酸酯催化剂。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的2,3,3,3-四氟丙酸的合成方法，其特征在于，所述芳基磷酸酯催化剂与有机碱、三氟乙酸混合质量比例为1:3:12。
7.根据权利要求6所述的一种2,3,3,3-四氟丙酸的合成方法，其特征在于，所述有机碱为1,2-乙二胺。
8.根据权利要求1所述的2,3,3,3-四氟丙酸的合成方法，其特征在于：真空度为0.5Pa，搅拌反应温度为室温。
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