一种4,4-二氟乙酰乙酸烷基酯的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种4,4-二氟乙酰乙酸烷基酯的制备方法，原料易得，工艺流程简单，操作安全，收率较高。该方法包括：(1)以1,1,2,2-四氟乙基乙基醚为原料在酸中与水发生水解反应，分离得到二氟乙酸乙酯和氟化氢；(2)由(1)中得到的二氟乙酸乙酯与乙酸烷基酯在碱性催化剂的作用下反应得到1,1-二氟-2-丁烯酸烷基酯-2-羟基盐；(3)由(2)中得到的1,1-二氟-2-丁烯酸烷基酯-2-羟基盐和氟化氢进行中和得到4,4-二氟乙酰乙酸烷基酯。

【技术实现步骤摘要】
一种4,4-二氟乙酰乙酸烷基酯的制备方法
本专利技术涉及4,4-二氟乙酰乙酸烷基酯的制备方法领域，尤其涉及一种4,4-二氟乙酰乙酸烷基酯的制备方法。
技术介绍
4,4-二氟乙酰乙酸烷基酯是合成新型农药和医药的中间体，在化工及医药领域具有广泛的应用。制备4,4-二氟乙酰乙酸烷基酯常用的方法是克莱森酯缩合反应。克莱森酯缩合反应是含有α-活泼氢的酯类在催化剂如醇钠、三苯甲基钠等碱性催化剂的作用下，发生缩合反应形成β-酮酸酯类化合物的反应。在制备4,4-二氟乙酰乙酸烷基酯，常用二氟乙酸乙酯和乙酸烷基酯在碱性催化剂催化下反应得到产物。专利CN1968934A介绍了催化剂为氢化钠制备4,4-二氟乙酰乙酸乙酯的克莱森酯缩合反应。该反应是将氢化钠加入到四氢呋喃中，在35-40℃下加入二氟乙酸乙酯与乙酸乙酯的混合物，并在40℃下反应7h。反应结束后，水洗、水层用甲基叔丁基醚萃取，有机层干燥、蒸馏得4,4-二氟乙酰乙酸乙酯，收率为71.2％。然而该反应中采用氢化钠作为催化剂，在大规模操作中会产生大量氢气，具有爆炸的危险，安全系数较低。专利CN101959840B涉及4,4-二氟乙酰乙酸烷基酯一种制备方法，包括a)先使乙酸烷基酯、ROM醇盐和二氟乙酸烷基酯在没有额外溶剂的情况下反应，其中M是钠或钾离子，形成烯醇盐(V)；b)用酸从烯醇盐(V)释放出相应的4,4-二氟乙酰乙酸烷基酯(I)，所用酸可以是氯化氢、溴化氢、碘化氢、硫酸、甲酸、乙酸、草酸、柠檬酸、甲磺酸或对甲苯磺酸。专利CN102791694A同样涉及制备乙酰乙酸烷基酯的方法，在制备中所用的酸是一种无机酸(例如氯化氢、溴化氢、碘化氢、硫酸、磷酸、硝酸)或者一种有机酸(例如甲酸、乙酸、丙酸、柠檬酸、草酸、甲磺酸或者对甲基苯磺酸)。上述两专利都涉及到制备乙酰乙酸烷基酯的方法，但是反应过程中都需要额外添加一种酸以使反应继续进行。专利EP0694523采用1,1,2,2-四氟乙基甲醚(或乙醚)在活性氧化铝催化下裂解生成二氟乙酸氟，二氟乙酸氟再与乙醇酯化得二氟乙酸乙酯。但是该工艺流程较复杂，需要经过两步才能得到二氟乙酸乙酯。因此，为克服现有技术中上述缺陷，本专利技术提出一种工艺流程简单，操作安全，反应过程中无需引入外界酸的制备4,4-二氟乙酰乙酸烷基酯的方法。
技术实现思路
本专利技术的第一个目的是提供一种4,4-二氟乙酰乙酸烷基酯的制备方法，该制备方法步骤简单，操作安全，解决了中间体二氟乙酸乙酯的制备流程复杂的问题。通过向初始反应原料中加入硫酸使原料水解即可一步反应制得二氟乙酸乙酯，简化了现有的制备步骤。本专利技术还一个目的是解决了反应过程中需要引入外界酸才能使反应继续进行的问题。本专利技术通过反应过程中产生的副产物HF作为后续步骤中所添加的酸，不仅使HF得到循环利用，而且避免了环境污染。因而，本专利技术提供了一种4,4-二氟乙酰乙酸烷基酯制备方法，包括：(1)以1,1,2,2-四氟乙基乙基醚为原料在酸中发生水解反应，分离得到二氟乙酸乙酯和氟化氢；(2)由(1)中得到的二氟乙酸乙酯与乙酸烷基酯在碱性催化剂的作用下反应得到1,1-二氟-2-丁烯酸烷基酯-2-羟基盐；(3)由(2)中得到的1,1-二氟-2-丁烯酸烷基酯-2-羟基盐和氟化氢进行中和得到4,4-二氟乙酰乙酸烷基酯，其中，4,4-二氟乙酰乙酸烷基酯具有以下结构式：R选自C1-C6直链或支链烷基；优选的，R选自C1-C4的直链或支链烷基，例如是C1-C4的直链烷基、C4的支链烷基；更优选的，R选自甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基或叔丁基；特别优选的，R为甲基或乙基。本专利技术所述步骤(1)中所述的酸可以为硝酸，盐酸，硫酸，更优选为硫酸，最优选为质量分数大于98％的硫酸、发烟硫酸。本专利技术所述步骤(1)中所述的水解反应中1,1,2,2-四氟乙基乙基醚与水加入量按物质的量比为1:1-3，更优选为1:1.1-1.5。水解反应中加入稍过量的水，使1,1,2,2-四氟乙基乙基醚水解尽可能完全。在本专利技术的一个具体的实施方式中，所述步骤(1)中具体包括：在反应装置中加入硫酸，然后依次加入水和1,1,2,2-四氟乙基乙基醚，进行水解反应，分离得到二氟乙酸乙酯和氟化氢。其中，加入硫酸后反应温度降至5-35℃，优选的，降至10-30℃，再缓慢加入水。因为在硫酸中加入水的过程中硫酸要释放大量的热量，如果之前不降温，很容易造成反应容器爆炸。在一个具体的实施方式中，依次加入水和1,1,2,2-四氟乙基乙基醚后反应温度升至50-60℃，反应时间为0.5-2h，优选的，反应温度升至54-56℃，反应时间为1h。在本专利技术一个具体实施方式中，所述步骤(1)中分离得到二氟乙酸乙酯和氟化氢包括先对氟化氢分离后，再对二氟乙酸乙酯进行分离。所述的对氟化氢分离可以通过将反应后产物加热至70-90℃后收集获得，或者，所述的对氟化氢分离可以通过减压精馏完成，精馏过程中温度控制为0-30℃，优选的，温度控制在10-20℃。所述对二氟乙酸乙酯的分离步骤可以通过减压蒸馏完成，减压蒸馏的温度控制在30-80℃。更为优选的，所述对二氟乙酸乙酯的分离后还包括对二氟乙酸乙酯精制步骤。在一个具体实施方式中，所述的二氟乙酸乙酯精制步骤包括将分离后的二氟乙酸乙酯进行碱洗、水洗和蒸馏；优选的，所述的碱洗步骤为碳酸氢钠溶液洗涤。在另一个具体实施方式中，所述的二氟乙酸乙酯精制包括将分离后的二氟乙酸乙酯通入氨气，调节PH至7，过滤，滤液用浓硫酸调PH＝5～6，再进行蒸馏。本专利技术所述步骤(1)所使用的反应装置优选为衬聚四氟乙烯反应器。由于反应原料中有硫酸，采用衬聚四氟乙烯材料的反应器相对于其他材料来说，耐腐蚀性更好。在本专利技术优选的实施方式中，步骤(1)中产生的氟化氢可以作为步骤(3)的反应物。因而，HF得到进一步应用，而不会排放到空气中。本专利技术所述步骤(2)中二氟乙酸乙酯：乙酸烷基酯：碱性催化剂加入量按物质的量比＝1:1-3:1-2。该步骤中加入过量的乙酸烷基酯是为了使得到的二氟乙酸乙酯反应完全，增大正反应的反应速率。在一个优选方式中，二氟乙酸乙酯：乙酸烷基酯：碱性催化剂的物质的量比＝1:1.1-2:1-2。本专利技术所述步骤(2)中碱性催化剂选自三苯甲基钠、氮化钠、氨基钠、二异丙基氨基锂(LDA)、甲醇钠、乙醇钠、叔丁醇钾。在一个优选方式中，所述碱性催化剂选自乙醇钠。在本专利技术的一个具体的实施方式中，所述步骤(2)中具体包括：向反应装置中加入乙酸烷基酯和步骤(1)得到的二氟乙酸乙酯，然后加入碱性催化剂进行反应。所述步骤(2)中的反应环境优选为氮气，氮气能够使反应物中一些易被空气氧化的物质就得到了氮气的保护。所述乙酸烷基酯和二氟乙酸乙酯的加入温度为5-35℃，优选为10-30℃。所述碱性催化剂的加入温度为-10-55℃，优选为-10-5℃。在一个具体实施方式中，加入碱性催化剂后的反应温度为55-70℃，反应时间为1-3h，优选的，反应温度为60-65℃，反应时间为2h。本专利技术所述的步骤(2)中反应装置优选为玻璃反应瓶。在本专利技术的一个具体的实施方式中，所述步骤(3)中具体包括：在温度为10-30℃下，通入氟化氢气体，控制pH＝5-7，反应后分离得到产物。优选的，所述的温度为10-20℃。在本专利技术的一个实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种4,4‑二氟乙酰乙酸烷基酯制备方法，包括：(1)以1,1,2,2‑四氟乙基乙基醚为原料在酸中与水发生水解反应，分离得到二氟乙酸乙酯和氟化氢；(2)由(1)中得到的二氟乙酸乙酯与乙酸烷基酯在碱性催化剂的作用下反应得到1,1‑二氟‑2‑丁烯酸烷基酯‑2‑羟基盐；(3)由(2)中得到的1,1‑二氟‑2‑丁烯酸烷基酯‑2‑羟基盐和氟化氢进行中和得到4,4‑二氟乙酰乙酸烷基酯，其中，4,4‑二氟乙酰乙酸烷基酯具有以下结构式：其中，R选自C1‑C6直链或支链烷基。

【技术特征摘要】
1.一种4,4-二氟乙酰乙酸烷基酯制备方法，包括：(1)在反应装置中加入硫酸，然后依次加入水和1,1,2,2-四氟乙基乙基醚，进行水解反应，分离得到二氟乙酸乙酯和氟化氢，其中，加入硫酸后反应温度降至5-35℃；依次加入水和1,1,2,2-四氟乙基乙基醚后反应温度升至50-60℃，反应时间为0.5-2h；(2)向反应装置中加入乙酸烷基酯和步骤(1)得到的二氟乙酸乙酯，然后加入碱性催化剂进行反应，所述步骤(2)反应环境为氮气，所述乙酸烷基酯和二氟乙酸乙酯的加入温度为5-35℃，所述碱性催化剂的加入温度为-10-55℃，加入碱性催化剂后的反应温度为55-70℃，反应时间为1-3h；(3)由(2)中得到的1,1-二氟-2-丁烯酸烷基酯-2-羟基盐和氟化氢进行中和得到4,4-二氟乙酰乙酸烷基酯，其中，4,4-二氟乙酰乙酸烷基酯具有以下结构式：其中，R选自C1-C6直链或...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘强，贾铁成，宋诚，吴波，唐小凤，
申请(专利权)人：金凯辽宁化工有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21