[发明专利]3,3,3-三氟丙酸的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种3，3，3-三氟丙酸的制备方法，尤其涉及一种以3，3，3-三氟丙醛为原料的3，3，3-三氟丙酸的制备方法。 

背景技术

3，3，3-三氟丙酸可用作合成医药、农药的中间体，也可用作合成高性能材料的原料或中间体。现有技术中，3，3，3-三氟丙酸主要以3，3，3-三氟丙醛为原料，经氧化反应制备得到。例如US7230147B2公开了一种3，3，3-三氟丙酸的制备方法，该方法以硫酸氢钾的水溶液作为氧化剂，氧化3，3，3-三氟丙醛制备3，3，3-三氟丙酸，但该方法的反应收率较低，3，3，3-三氟丙酸的收率为73％，另外该方法会产生大量含无机盐的废水，污染环境。 

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服背景技术中的不足和缺陷，提供一种反应收率较高的，与环境友好的、绿色环保的3，3，3-三氟丙酸的制备方法。 

本发明的合成路线为： 

该反应以双氧水作为氧化剂，在催化剂的作用下，催化氧化3，3，3-三氟丙醛制备3，3，3-三氟丙酸。由于双氧水氧化反应后被还原为水，绿色环保，避免产生大量含无机盐的废水。 

为了解决上述技术问题，本发明的3，3，3-三氟丙酸的制备方法，以3，3，3-三氟丙醛为原料，包括如下步骤：将反应瓶中加入催化剂和27％～70％的双氧水，搅拌下，加热升温至60℃～100℃，将三氟丙醛加入反应瓶中，在60℃～100℃，反应5h～10h；双氧水与3，3，3-三氟丙醛的摩尔比为1.1∶1～2.5∶1，催化剂用量为三氟丙醛质量的2％～10％；其中催化剂为硫酸、盐酸、磷酸、杂多酸或硝酸质子酸，或中孔磺酸、K-10蒙脱土、负载型氧化锆催化剂或负载型杂多酸固体超强酸。 

本发明优选的3，3，3-三氟丙酸的制备方法，以3，3，3-三氟丙醛为原料，包括如下步骤：将反应瓶中加入催化剂和50％的双氧水，搅拌下，加热升温至100℃将 三氟丙醛加入反应瓶中，其中双氧水与3，3，3-三氟丙醛的摩尔比为1.5∶1，中孔磺酸催化剂用量为三氟丙醛质量的5％，反应温度100℃，反应时间8h。 

本发明的有益效果： 

(1)本发明的反应收率较高，3，3，3-三氟丙酸的收率可达85.0％；而对比文件的方法，其3，3，3-三氟丙酸的收率为73％。 

(2)由于本发明采用双氧水作为氧化剂，不产生含无机盐的废水，绿色环保，环境友好；而对比文件的方法以硫酸氢钾的水溶液作为氧化剂，产生大量含无机盐的废水。 

(3)本发明所用氧化剂双氧水较对比文献氧化剂硫酸氢钾的成本低廉，降低了合成三氟丙酸的原材料成本。 

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明的保护范围并不限于此。 

分析仪器：海欣GC-930型气相色谱仪，安捷伦公司30m DB-1(50m×0.32mm)毛细管色谱柱。 

分析条件：柱炉初始温度50℃，10℃/min程序升温至250℃，汽化室温度为280℃和检测器温度为250℃。 

固体超强酸催化剂的制备： 

1.中孔磺酸催化剂的制备 

将苯基三甲氧基硅烷(phenyltfimethoxysilane，PTMS)和四乙氧硅烷(tetraethylorthosilicate，TEOS)以3∶7加入20mL乙醇溶液中，逐渐加入0.1mol/L的HCl溶液35mL，在60℃进行激烈搅拌4h。冷却至室温后，向该溶液中加入80mL乙醇和135mL的环己烷溶液，再加入180mL水和18mL浓氨水溶液，期间维持搅拌.随后反应容器中出现透明的凝胶，停止搅拌后，将得到的固体凝胶置于室温陈化7d，再真空干燥、焙烧得苯基聚硅氧烷前驱体。将所得到的前驱体在四氯乙烷溶液中浸泡过夜后，转入磺化反应瓶中，加入30％的三氧化硫溶液，反应强烈放热，维持温度120℃，搅拌5h后冷却。过滤出沉淀的催化剂，洗涤至母液接近性，于120℃干燥8h，得苯基磺酸官能化中孔硅基材料(简称中孔磺酸催化剂)。 

2.负载氧化锆催化剂