CN117105792A - 一种2，2-二氟乙胺的合成方法 - Google Patents

一种2，2-二氟乙胺的合成方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种2，2‑二氟乙胺的合成方法，在密封容器中将溶剂、铜系催化剂和氨源混合，所述的氨源为气态、液态、或超临界氨；混合体系升温至80~120℃，加入2,2‑二氟‑1‑氯乙烷，保温反应一定时间，反应液过滤，滤液精馏获得2，2‑二氟乙胺。本发明方法反应选择性和反应收率较现有工艺有明显提高，采用不溶铜盐和有机配体的形式，使得催化剂回收简单便利，反应过程中氨过量比可以减少，大大节约了氨回收的能源消耗，反应收率高、三废量少，易于实现大规模工业化生产。

Description

一种2，2-二氟乙胺的合成方法
技术领域
本发明属于2，2-二氟乙胺合成技术领域，具体涉及一种2，2-二氟乙胺的合成方法。
背景技术
2，2-二氟乙胺中NH2：基团较活泼，使其可以较为容易的与其他底物进行反应，因此广泛的应用于农药及医药领域。随着精细化工的需求量增加，含氟有机物的市场也不断扩大，2，2-二氟乙胺作为其中重要的中间体，获得了越来越多的关注。
现有制备2，2-二氟乙胺的方法主要有以下几种，以二氟乙酰胺为原料进行加氢还原、以三氟化硼乙醚络合物为原料和以1-卤代-2，2-二氟乙烷为原料合成的方式。其中以1-卤代-2，2-二氟乙烷为原料与氨的溶液合成2，2-二氟乙胺的方式由于其经济性，是合成2，2-二氟乙胺的主要路线。
CN 112209839 A利用R142b中的高沸点馏分（即1-氯-2，2-二氟乙烷）作为原料与氨水在无机铵盐与相转移催化剂存在的情况下，在60℃下进行反应，获得收率达到87%。但由于产物可以与原料进一步进行取代反应，导致反应存在较多副反应的发生，不利于成本控制。CN 103370290 A提出在无溶剂情况下，利用1-氯-2，2-二氟乙烷和超临界氨在80℃至200℃的反应容器中直接获得2，2-二氟乙胺的方式，该方法通过原位生成催化剂的方式，在9小时的反应时间内获得了60%左右的收率。但由于该反应在高温高压下进行，且反应时间较长，并不利于工业化生产。CN 102471229 A则是在最大含水量15%体积的溶剂中利用1-氯-2，2-二氟乙烷和超临界氨在催化剂碘化钾存在的情况下，反应获得2，2-二氟乙胺。反应收率可达到88%。由于碘化钾的溶解度较好，在进行催化剂回收时存在较大的困难，不利于大规模生产。
另外，由于2，2-二氟乙胺的特性，导致其亲核能力较氨有明显提高，所以反应时间越长，二取代副产物二（2，2-二氟乙基）胺对反应收率低影响越大，副产物的生成控制极大了影响了反应的收率。上述2，2-二氟乙胺的制备方法并未发现控制副反应活性的方法，普遍存在收率低、条件控制苛刻、安全风险较高的问题，并不适合大规模连续化生产。
发明内容
针对现有技术中制备2，2-二氟乙胺反应时间长，选择性差、氨过量比大的问题，本发明提供了一种2，2-二氟乙胺的合成方法，副产物少、反应收率高、反应时间短、安全、原料损耗少。
本发明通过以下技术方案实现：
一种2，2-二氟乙胺的合成方法，包括以下步骤：
（1）在密封容器中将溶剂、铜系催化剂和氨源混合，所述的氨源为气态、液态、或超临界氨；
（2）将步骤（1）中的混合体系升温至80~120℃，加入2,2-二氟-1-氯乙烷，保温反应一定时间；
（3）步骤（2）中的反应液过滤，滤液精馏获得2，2-二氟乙胺。
进一步地，步骤（1）中所述的铜系催化剂由无机铜盐和有机配体组成；所述的无机铜盐为CuI、CuO、Cu2O、CuCl、CuSO4中的一种；所述的有机配体为D-葡萄糖、D-氨基葡萄糖、乙二胺、乙二醇、黄糊精、EDTA二钠中的一种。
进一步地，所述的无机铜盐、有机配体、氨和2，2-二氟乙胺的摩尔比为0.05~0.2:0.05~0.2:2.0~10.0:1.0。
进一步地，所述的无机铜盐为CuI。
进一步地，所述的无机铜盐与有机配体的摩尔比为1：1。
进一步地，步骤（1）中的溶剂为水、丙酮、甲醇、环己烷、正己烷、四氢呋喃、甲基四氢呋喃、乙醚、异丙醚、乙腈、乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、乙二醇甲乙醚、二乙二醇二甲醚、二乙二醇二乙醚、二乙二醇甲乙醚、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜中的一种以上。
进一步地，步骤（2）中2,2-二氟-1-氯乙烷通入时间为20-50min，通入结束后的反应时间为3~5h。
本发明采用无机铜盐和有机配体反应活性得到了较大的提高，缩短反应时间，从而使得二取代副产物有所减少。
本发明通过对不同溶剂下2，2-二氟乙胺和氨的pKa进行研究发现，在水中氨的pKa为9.24，相应的2，2-二氟乙胺的pKa为10.71，亲核性2，2-二氟乙胺明显高于氨，因此在水中反应通常需要氨过量较大的倍数来减少副产物的生成。而在甲醇中，氨的pKa为10.78，相应的2，2-二氟乙胺的pKa为11.00，差距较在水中有所减少。因此在铜系催化剂存在的前提下，通过寻找合适的溶剂减少2，2-二氟乙胺与氨亲核性的差距能显著提高反应的选择性。
本发明取得的有益效果为：
（1）本发明方法反应选择性和反应收率较现有工艺有明显提高。
（2）本发明采用不溶铜盐和有机配体的形式，使得催化剂回收简单便利。
（3）本发明反应过程中氨过量比可以减少，大大节约了氨回收的能源消耗。
（4）该制备方法控制简单、反应收率高、三废量少，易于实现大规模工业化生产。
具体实施方式
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是进一步说明本发明的特征及优点，而不是对本发明的限制。
实施例1
将1.9g（0.01mol）CuI和1.8g（0.01mol）D-葡萄糖加入到含有丙酮：水1:1的溶液的反应釜中，将3.4g（0.2mol）液氨通入高压反应釜内，并升温至90℃，将14.5g（0.1mol）2，2-二氟-1-氯乙烷通入高压反应釜中，2，2-二氟-1-氯乙烷与液氨的摩尔比为1:2，通入时间为30分钟，通入结束后保温3小时，待反应结束后，冷却降温、过滤、将多余氨通过氮气进行吹扫，而后精馏获得4.6g（99%含量）的2，2-二氟乙胺产品，反应收率57%。
实施例2
将3.8g（0.02mol）CuI和3.6g（0.02mol）D-葡萄糖加入到含有丙酮：水1:1的溶液的反应釜中，将3.4g（0.2mol）液氨通入高压反应釜内，并升温至90℃，将14.5g（0.1mol）2，2-二氟-1-氯乙烷通入高压反应釜中，2，2-二氟-1-氯乙烷与液氨的摩尔比为1:2，通入时间为30分钟，通入结束后保温3小时，待反应结束后，冷却降温、过滤，将多余氨通过氮气进行吹扫，而后精馏获得2.9g（99%含量）的2，2-二氟乙胺产品，反应收率36%。
实施例3
将1.9g（0.01mol）CuI和1.8g（0.01mol）D-氨基葡萄糖加入到含有丙酮：水1:1的溶液的反应釜中，将3.4g（0.2mol）液氨通入高压反应釜内，并升温至90℃，将14.5g（0.1mol）2，2-二氟-1-氯乙烷通入高压反应釜中，2，2-二氟-1-氯乙烷与液氨的摩尔比为1:2，通入时间为30分钟，通入结束后保温3小时，待反应结束后，冷却降温、过滤，将多余氨通过氮气进行吹扫，而后精馏获得5.3g（99%含量）的2，2-二氟乙胺产品，反应收率65%。
实施例4
将1.9g（0.01mol）CuI和1.8g（0.01mol）D-氨基葡萄糖加入到含有丙酮：水1:1的溶液的反应釜中，将4.3g（0.25mol）液氨通入高压反应釜内，并升温至90℃，将14.5g（0.1mol）2，2-二氟-1-氯乙烷通入高压反应釜中，2，2-二氟-1-氯乙烷与液氨的摩尔比为1:2.5，通入时间为30分钟，通入结束后保温3小时，待反应结束后，冷却降温、过滤，将多余氨通过氮气进行吹扫，而后精馏获得6.3g（99%含量）的2，2-二氟乙胺产品，反应收率78%。
实施例5
将1.9g（0.01mol）CuI和1.8g（0.01mol）D-氨基葡萄糖加入到含有甲醇的反应釜中，将4.3g（0.25mol）液氨通入高压反应釜内，并升温至90℃，将14.5g（0.1mol）2，2-二氟-1-氯乙烷通入高压反应釜中，2，2-二氟-1-氯乙烷与液氨的摩尔比为1:2.5，通入时间为30分钟，通入结束后保温3小时，待反应结束后，冷却降温、过滤，将多余氨通过氮气进行吹扫，而后精馏获得6.6g（99%含量）的2，2-二氟乙胺产品，反应收率81%。
实施例6
将1.9g（0.01mol）CuI和1.8g（0.01mol）D-氨基葡萄糖加入到含有N,N-二甲基甲酰胺的反应釜中，将4.3g（0.25mol）液氨通入高压反应釜内，并升温至90℃。将14.5g（0.1mol）2，2-二氟-1-氯乙烷通入高压反应釜中，2，2-二氟-1-氯乙烷与液氨的摩尔比为1:2.5，通入时间为30分钟，通入结束后保温3小时，待反应结束后，冷却降温、过滤，将多余氨通过氮气进行吹扫，而后精馏获得6.6g（99%含量）的2，2-二氟乙胺产品，反应收率82%。
实施例7
将1.9g（0.01mol）CuI和1.8g（0.01mol）D-氨基葡萄糖加入到含有N-甲基吡咯烷酮的反应釜中，将4.3g（0.25mol）液氨通入高压反应釜内，并升温至90℃，将14.5g（0.1mol）2，2-二氟-1-氯乙烷同入高压反应釜中，2，2-二氟-1-氯乙烷与液氨的摩尔比为1:2.5，通入时间为30分钟，通入结束后保温3小时，待反应结束后，冷却降温、过滤，将多余氨通过氮气进行吹扫，而后精馏获得6.3g（99%含量）的2，2-二氟乙胺产品，反应收率78%。
实施例8
将1.9g（0.01mol）CuI和1.8g（0.01mol）D-氨基葡萄糖加入到含有N,N-二甲基甲酰胺的反应釜中，将4.3g（0.25mol）液氨通入高压反应釜内，并升温至100℃，将14.5g（0.1mol）2，2-二氟-1-氯乙烷通入高压反应釜中，2，2-二氟-1-氯乙烷与液氨的摩尔比为1:2.5，通入时间为30分钟，通入结束后保温3小时。待反应结束后，冷却降温、过滤，将多余氨通过氮气进行吹扫，而后精馏获得6.9g（99%含量）的2，2-二氟乙胺产品，反应收率85%。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。。

Claims (7)

1.一种2，2-二氟乙胺的合成方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）在密封容器中将溶剂、铜系催化剂和氨源混合，所述的氨源为气态、液态、或超临界氨；
（2）将步骤（1）中的混合体系升温至80~120℃，加入2,2-二氟-1-氯乙烷，保温反应一定时间；
（3）步骤（2）中的反应液过滤，滤液精馏获得2，2-二氟乙胺。
2.根据权利要求1所述的2，2-二氟乙胺的合成方法，其特征在于，步骤（1）中所述的铜系催化剂由无机铜盐和有机配体组成；所述的无机铜盐为CuI、CuO、Cu2O、CuCl、CuSO4中的一种；所述的有机配体为D-葡萄糖、D-氨基葡萄糖、乙二胺、乙二醇、黄糊精、EDTA二钠中的一种。
3.根据权利要求2所述的2，2-二氟乙胺的合成方法，其特征在于，所述的无机铜盐、有机配体、氨和2，2-二氟乙胺的摩尔比为0.05~0.2: 0.05~0.2:2.0~10.0:1.0。
4.根据权利要求2所述的2，2-二氟乙胺的合成方法，其特征在于，所述的无机铜盐为CuI。
5.根据权利要求3所述的2，2-二氟乙胺的合成方法，其特征在于，所述的无机铜盐与有机配体的摩尔比为1：1。
6.根据权利要求1所述的2，2-二氟乙胺的合成方法，其特征在于，步骤（1）中的溶剂为水、丙酮、甲醇、环己烷、正己烷、四氢呋喃、甲基四氢呋喃、乙醚、异丙醚、乙腈、乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、乙二醇甲乙醚、二乙二醇二甲醚、二乙二醇二乙醚、二乙二醇甲乙醚、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜中的一种以上。
7.根据权利要求1所述的2，2-二氟乙胺的合成方法，其特征在于，步骤（2）中2,2-二氟-1-氯乙烷通入时间为20-50min，通入结束后的反应时间为3~5h。。
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