一种三氟甲基代哌啶类化合物的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种三氟甲基代哌啶类化合物的制备方法，将哌啶甲酸或一氯代哌啶甲酸、SF4、混合溶剂，按质量比1∶1.5～3∶1～8混合：搅拌下升温至50～150℃反应3～4小时后，降温至室温，将反应液通入冰水中，用氢氧化钠中和至PH值为10，再用萃取剂萃取，萃取液经蒸馏分离得到产品。本发明专利技术工艺流程短，反应压力较低，产品易分离，产率较高，产品质量稳定。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种含有三氟甲基基团的杂环化合物的制备方法，尤其涉及。
技术介绍
三氟甲基代哌啶化合物是有机合成的重要中间体，三氟甲基代哌啶化合物主要用于医药中间体，有机溶剂的合成中，也可应用于染料、农药及香料的生产中。由三氟甲基代哌啶化合物出发可合成多种新型精细化工中间体，其中许多都属于高附加值的医药、农药和橡胶助剂中间体。三氟甲基代哌啶化合物在农药行业主要用于合成稻田除草剂，在医药行业用于合成消化系统药物、心血管疾病用药、神经用药和缓释制剂等。根据文献资料在哌啶中引入三氟甲基的方法主要有下几种方法I.以三氯甲基哌啶为原料，金属氟化物或无水氟化氢为氟化剂，气相或液相氟化得到三氟甲基代哌啶。该方法反应温度和压力较高，对操作及设备有较高的要求。2.以哌啶或氯代哌啶为原料，碱金属催化下，与三氟碘甲烷反应引入三氟甲基，生成三氟甲代哌啶。该方法使用三氟碘甲烷，价格昂贵，成本较高。3.以氯代哌啶为原料，在DMF等溶剂中，与氟磺酰二氟乙酸甲酯等三氟甲基化试剂反应得到三氟甲基代哌啶。该方法原料价格昂贵，成本高。以含三氟甲基的丁烯酮为砌块与卤代烷基腈反应，再经成环得到三氟甲基代哌啶。该方法工艺流程长，收率较低，不适于工业化生产。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种工艺流程短，反应压力低，产品易分离，产率高，产品质量稳定的三氟甲基代哌啶类化合物的制备方法。本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案为，将哌啶甲酸或一氯代哌啶甲酸、SF4、混合溶剂，按质量比I : 1.5 3 I 8混合搅拌下升温至50 150°C反应 3 4小时后，降温至室温，将反应液通入冰水中，用氢氧化钠中和至PH值为10，再用萃取剂萃取，萃取液经蒸馏分离得到产品。本专利技术的原料哌啶甲酸选自2-哌啶甲酸、3-哌啶甲酸、4-哌啶甲酸中的一种。本专利技术的原料一氯代吡啶甲酸选自2-氯-4哌啶甲酸、3-氯-2哌啶甲酸、2-氯-4 哌啶甲酸中的一种。本专利技术采用无水氢氟酸和氯代甲烷的混合溶剂，其中无水氢氟酸与氯代甲烷的质量比为I : I I : 10;氯代甲烷为二氯甲烷或三氯甲烷。本专利技术采用的萃取剂为二氯甲烷或三氯甲烷。进一步的，本专利技术中哌啶甲酸或一氯代哌啶甲酸、SF4、混合溶剂的质量比优选为 I 2. I 2. 7 2 5。本专利技术的反应温度优选为75 105°C。由于四氟化硫可以有选择的氟化有机化合中的某些官能团，是其它氟化剂不可代替的。根据SF4氟化特性，羧基能被SF4氟化成三氟甲基。反应式如下r-cooh+sf4 — r-cof+sof2+hfr-cof+sf4 — r-cf3+sof2其中R为哌啶、吡啶、一氯代哌啶或吡啶。随着R的碳链的增长，氟化温度及时间要求越高。反应产物经碱中和、萃取、精馏得到三氟甲基代哌啶或吡啶。由于SF4及产物SOF2都是沸点较低的腐蚀性气体，在无溶剂条件下70°C时其蒸气压可达3Mpa以上，整个反应是在高压下进行的，这对反应设备的要求较高。因此有必要选择一种或多种溶剂来降低反应压力，提高反应安全系数。通过对各种溶剂的考察，本专利技术人发现无水氟化氢与氯代甲烷的混合物能有效降低反应压力，缩短反应时间，且三氟甲基代哌啶的收率随着溶剂用量的增加而提高，但若溶剂的量过高则收率上升不明显。在无水氟化氢与氯代甲烷混合物中，首先HF与哌啶甲酸进行络合反应，对哌啶甲酸起到保护作用， 使氨基不被SF4破坏，提高收率。因此本专利技术中哌啶甲酸或一氯代哌啶甲酸与混合溶剂的质量比为I : I I : 8，优选为I : 2 I : 5。增加SF4的投料量，能有效提高反应产物的收率。当二者质量比大于I : 3. O时， 产物收率不再增加，造成SF4的浪费。因此本专利技术中哌啶甲酸或一氯代哌啶甲酸与SF4的摩尔比为I : 1.5 I : 3.0，优选为I : 2. I I : 2.7。反应温度是影响反应速度及产物收率的重要因素。因使用了溶剂，反应压力得以降低，可以提高反应温度，缩短反应时间。但提高反应温度的同时也增加了副产物的产生量，反应温度不宜超过150°C。因此本专利技术控制反应温度在50 150°C之间，优选75 105。。。与现有技术相比，本专利技术的优点在于工艺流程短，反应压力较低，产品易分离，产率较高，产品质量稳定。具体实施例方式以下通过实施例对本专利技术进行更具体的说明，但本专利技术并不限于所述的实施例。实施例I :在IL不锈钢(316L材质)高压反应釜中投入IOOg 4_哌啶甲酸，150g三氯甲烷和50g无水氢氟酸混合溶剂，搅拌15分钟，再加入270g四氟化硫，在搅拌下升温至85°C后反应3h，降温至室温，副产亚硫酰氟及未反应的四氟化硫用碱液吸收，反应液通入冰水中， 用氢氧化钠中和至PH值为10，再用三氯甲烷萃取，萃取液经蒸馏分离得到产品4-(三氟甲基)哌啶100g，含量95%，以4-哌啶甲酸计算产率为80. 1%。实施例2 在IL不锈钢(316L材质)高压反应釜中投入150g 4_哌啶甲酸，200g 二氯甲烷和IOOg无水氢氟酸混合溶剂，搅拌15分钟，再加入380g四氟化硫，在搅拌下升温至85°C后反应3h，降温至室温，副产亚硫酰氟及未反应的四氟化硫用碱液吸收，反应液通入冰水中， 用氢氧化钠中和至PH值为10，再用二氯甲烷萃取，萃取液经蒸馏分离得到产品4-(三氟甲基)哌啶121g，含量97.8%，以4-哌啶甲酸计算产率为66.5%。实施例3 在IL不锈钢(316L材质)高压反应釜中投入IOOg 2_哌啶甲酸，50g三氯甲烷和50g无水氢氟酸混合溶剂，搅拌15分钟，再加入270g四氟化硫，在搅拌下升温至75°C后反应4h，降温至室温，副产亚硫酰氟及未反应的四氟化硫用碱液吸收，反应液通入冰水中， 用氢氧化钠中和至PH值为10，再用三氯甲烷萃取，萃取液经蒸馏分离得到产品2-(三氟甲基)哌啶76g，含量95. 8%，以2-哌啶甲酸计算产率为40. 9%。实施例4 在IL不锈钢(316L材质)高压反应釜中投入IOOg 3_哌啶甲酸，700g三氯甲烷和 IOOg无水氢氟酸混合溶剂，搅拌15分钟，再加入270g四氟化硫，在搅拌下升温至105°C后反应3h，降温至室温，副产亚硫酰氟及未反应的四氟化硫用碱液吸收，反应液通入冰水中， 用氢氧化钠中和至PH值为10，再用三氯甲烷萃取，萃取液经蒸馏分离得到产品3-(三氟甲基)哌啶96g，含量96. 2%，以3-哌啶甲酸计算产率为77. 9%。实施例5 在IL不锈钢(316L材质)高压反应釜中投入IOOg 3_哌啶甲酸，300g三氯甲烷和IOOg无水氢氟酸混合溶剂，搅拌15分钟，再加入270g四氟化硫，在搅拌下升温至95°C后反应4h。降温至室温，副产亚硫酰氟及未反应的四氟化硫用碱液吸收，反应液通入冰水中， 用氢氧化钠中和至PH值为10，再用三氯甲烷萃取，萃取液经蒸馏分离得到产品3-(三氟甲基)哌啶98g，含量97. 2%，以3-哌啶甲酸计算产率为80. 6%。实施例6 在IL不锈钢(316L材质)高压反应釜中投入IOOg 2_哌啶甲酸，IOOg三氯甲烷和50g无水氢氟酸混合溶剂，搅拌15分钟，再加入270g四氟化硫，在搅拌下升温至65°C后反应3h，降温至室温，副产亚硫酰氟及未反应的四氟化硫用碱液吸收，反应液通入冰水中，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：耿为利，周强，王树华，吴庆，
申请(专利权)人：巨化集团公司，巨化集团技术中心，
类型：发明
国别省市：