一种3-氟-1-丙醇的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种3

【技术实现步骤摘要】
一种3
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氟
‑1‑
丙醇的制备方法


[0001]本专利技术涉及医药化工中间体3
‑
氟
‑1‑
丙醇，具体涉及一种3
‑
氟
‑1‑
丙醇的制备方法。

技术介绍

[0002]目前工业级3
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氟
‑1‑
丙醇的制备大多采用如下方法：以氟化钾(含有两个结晶水KF
·
2H2O)、3
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氯
‑1‑
丙醇为反应原料，乙二醇为溶剂，氟化四丁基銨作为相转移催化剂，在高压釜中加热反应7
‑
10小时，降温冷却后开釜，倒出反应混合物；再分出油层，将油层用水、稀硫酸、水依次洗涤后，用无水硫酸镁干燥；最后将干燥后的混合物精馏多次而得到产物。此方法具有反应时间长、反应压力高、分离步骤繁多、产物收率低等缺点；另外，此方法使用了高压反应釜等昂贵设备进行合成，增大了设备的投资和反应的危险性，给安全生产带来了很大的隐患。故对这类方法进行改进就显得很有必要。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是：提供一种3
‑
氟
‑1‑
丙醇的制备方法，此方法简洁，反应条件温和，设备投资少，反应副产物少且易除去，目的产物收率高，易工业化，具有较高的应用价值。
[0004]本专利技术的技术解决方案是：在氮气保护下，以喷雾干燥氟化钾、3
‑
氯
‑1‑
丙醇为原料，以二甘醇为溶剂、聚乙二醇
‑‑
400(PEG
‑‑
400)作为相转移催化剂(PTC),在耐压的上封头连接填料精馏柱的反应釜中边搅拌反应边精馏，同时在精馏柱塔顶收集沸程在120℃
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140℃之间的初馏分；再将收集到的初馏分重新精馏一次，收集沸程为127.5℃
‑‑
128.5℃之间的馏分，即为产品3
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氟
‑1‑
丙醇。
[0005]产品3
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氟
‑1‑
丙醇的纯度：使用气相色谱仪通过和3
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氟
‑1‑
丙醇标准样品在相同的色谱检测条件下进行比对的方式进行检测；产品3
‑
氟
‑1‑
丙醇的结构：使用核磁共振氢谱、核磁共振碳谱进行表征。
[0006](1)式为反应的主要化学方程式。
[0007][0008]这个反应是卤素交换反应，俗称finkelstein反应，是一个平衡过程，但通常可以使平衡移动。氟代烷一旦生成，由于离去集团氟的离去能力很弱，所以逆反应的趋势极小。相转移催化剂PEG
‑‑
400能与钾离子形成螯合物，使得氟离子几乎“裸露”出来，增强其亲核取代的能力。
[0009][0010](2)、(3)两式是可能出现的副反应方程式，由于极微量的水与氢氧根离子的存在，可能发生羟基的亲核取代反应而生成1,3
‑
丙二醇和氯代醇的消去反应而生成烯丙醇。
[0011]本专利技术具有的优点是：
[0012](1)反应精馏的优点：由于反应过程与精馏过程在同一个设备中进行，使得整个合成工艺得以简化，节省了设备费用。在反应区的最高温度受限于反应混合物的沸点，通过精馏能够实现简单、可靠的温度控制，有效地降低在传统釜式反应器中热点温度产生的危害。由于此反应是一个平衡反应，将产物不断地通过精馏作用移走，降低了生成物的浓度而使得化学平衡向正反应方向移动，减少了副反应，提高了反应的选择性，产品收率也得以增加。
[0013](2)本反应使用了相转移催化剂聚乙二醇
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400(PEG
‑
400),其具有下列突出的优点：PEG
‑‑
400在反应温度范围内非常稳定，不分解，而且其含有的微量杂质为乙二醇和二甘醇，这两种杂质又当成反应的溶剂来溶解氟化钾，故不会引入新的杂质。因相转移催化剂可以在水相和有机相发生反应，故不要求绝对无水的操作条件(尽管水的存在可能在精馏时产生更多的前馏分而降低产率)，加快了反应速率，降低了反应温度，增大了产品收率。
[0014](3)氟化钾在二甘醇中的溶解度较大，随着反应温度升高，其在二甘醇中的溶解度也会显著增大，这样能够保证反应初期是液相反应；虽然同温度时，氯化钾在二甘醇中的溶解度要小于氟化钾在二甘醇中的溶解度，尽管反应中后期有较多的氯化钾析出，但由于加入了较多的PEG
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400催化剂，也能够使得固、液相之间能完全反应。
[0015](4)后处理简单，没有反复洗涤和干燥过程而降低收率。
[0016](5)反应精馏法产生的粗产物只需要直接再次精馏即得到产物，分离步骤简单且产率高。
[0017](6)反应设备与分离设备结构简单，反应条件比较温和，不存在苛刻的反应条件，工业化相对容易，具有较高的应用价值。
[0018](7)在氮气或者氩气保护下生产，防止了空气中的水汽进入反应系统而使得产品收率下降。
附图说明
[0019]图1为本专利技术的反应与精馏的工艺流程图；
[0020]图2为气相色谱分析时标样和产品的峰保留时间对比图；
[0021]图3为产品的氢谱核磁共振谱图；
[0022]图4为产品的碳谱核磁共振谱图。
具体实施方式
[0023]下面结合具体实施例进一步说明本专利技术的技术解决方案，这些实施例不能理解为是对技术方案的限制。
[0024]生产前的预处理：
[0025](1)氟化钾的干燥处理：由于氟化钾极易吸收空气中的水分，故在使用氟化钾作为反应原料前，先将氟化钾在125℃干燥24小时，稍冷后再在氮气保护下研磨成极细小的粉末，接着在150℃真空干燥24小时后马上投入使用。
[0026](2)聚乙二醇
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400(PEG
‑‑
400)的处理：PEG
‑‑
400为环氧乙烷和水开环聚合而成的混合物，尽管PEG
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400含有极少量的乙二醇与二甘醇，但这些杂质能够成为溶解氟化钾的溶剂，故不需要进一步的纯化，只需要防止其吸收空气中的水分，故将其密封好后放在干燥器中保存。
[0027](3)二甘醇溶剂的处理：二甘醇是一种无色、无气味吸湿性液体，新制的二甘醇所含杂质为乙二醇和三甘醇，它们的化学性质相似，而沸点差异较大(乙二醇常压时的沸点为198℃，三甘醇为285℃)，采取反复减压分馏法得到高纯度的二甘醇。
[0028]实施例1：如图1所示，依以下具体步骤制备3
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氟
‑1‑
丙醇
[0029]在高纯氮气保护下，将150mol经过充分干燥的氟化钾粉末(8.70kg)加到带精馏柱和回流比调节装置的容量为150升的反应釜中，再加入52.20kg的二甘醇作为溶剂(为氟化钾质量的6倍)，同时开本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种3
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氟
‑1‑
丙醇的制备方法，其特征是制备方法如下：在氮气保护下，以喷雾干燥氟化钾、3
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氯
‑1‑
丙醇为原料，以二甘醇为溶剂、聚乙二醇
‑‑
400（PEG
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400）作为相转移催化剂（PTC）,在耐压的上封头连接填料精馏柱的反应釜中边搅拌反应边精馏，同时在精馏柱塔顶收集沸程在120℃
‑‑
140℃之间的初馏分；再将收集到的初馏分重新精馏一次，收集沸程为127.5℃
‑‑
128.5℃之间的馏分，即为产品3
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氟
‑1‑
丙醇。2.根据权利要求1所述的一种3
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氟
‑1‑
丙醇的制备方法，其特征是具体的制备步骤如下：在高纯氮气保护下，将经过充分干燥的氟化钾粉末加到带精馏柱和回流比调节装置的反应釜中，再加入二甘醇作为溶剂，同时开动搅拌，使之混合均匀；然后将反应釜夹套中通入导热油进行加热，当反应釜内部物料温度达到50℃以上时，观察到固体氟化钾粉末完全溶解在二甘醇溶剂中而形成均相溶液，此时再向釜内部加入3
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氯
‑1‑
丙醇，PEG
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400；加完后将釜内部温度缓慢升到110℃并恒温...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐鹏飞，彭本军，梁斌，张义成，
申请(专利权)人：安徽伟祥新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：