[发明专利]一种三氟甲基代胺的合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及氟精细化工技术领域，尤其涉及含三氟甲基化合物的制备。

背景技术

三氟甲基代胺类化合物是有机合成的重要中间体，主要用于有机合成、医药及农药中间体，也可用于液晶合成的中间体等方面。

制备三氟甲基代胺的方法主要有以下几种：

1）氟碳腈经过铂催化加氢便产生了1,1一二氢烷基胺。例如用这个方法将CF₃CN还原生成CF₃CH₂NH₂，收率为80％。不足之处是原料氟碳腈比较昂贵，不适合大规模工业化生产。

2）含三氟甲基化合物中除氟以外的卤素与氨进行氨解作用，生成三氟甲基代胺。不足之处是此方法得到的产品以盐酸盐的形态存在，需要在碱性条件下提纯，后处理较复杂。

3）六氟丙酮与手性苄胺反应，生成物N-(1,1,1-三氟异亚丙基)苄胺，再与伯胺反应得到三氟异丙胺（US6166259），总收率35%，该方法步骤繁琐，收率低，且原料六氟丙酮比较昂贵，不适合大规模工业化生产。

4）气相条件下，采用铂、铑或钯等为催化剂氢化还原三氟丙酮肟，后用浓盐酸酸化即可制备S-TFIPM·HC1。三氟丙酮肟与氢气的摩尔比为1:3，催化剂选择负载于1/8氧化铝锭片的0.5%铑，171℃条件下反应4h，收率84%（US6265616B1）。该方法反应简单，收率较高，但原料三氟丙酮肟不易得。

5）三氟代烯烃硝酸硝化，再氢气还原（催化剂选择Ra-Ni）得到三氟甲基代胺，总收率79%（DE3218201A1）。该方法收率高，反应简单，但所用原料不易得。

发明内容

本发明克服了现有技术的缺陷，提供了一种原料易得，工艺流程短，反应条件温和，操作简单，收率高的三氟甲基代胺的合成方法。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：一种三氟甲基代胺的合成方法，将氨基酸、无水氢氟酸和四氟化硫，按摩尔比1：3~20：1.8~3.2混合进行反应，反应温度为50～150℃，反应时间为2~10小时，反应结束后冷却、中和、萃取、精馏得到三氟甲基代胺产品。

进一步的：

所述的氨基酸为不含羟基的一氨基一羧基氨基酸。

所述的氨基酸选自D-丙氨酸、L-丙氨酸、γ-氨基丁酸、甘氨酸、色氨酸中的一种。

所述氨基酸、无水氢氟酸和四氟化硫的摩尔比为1：10~15：2.0~2.5。

所述反应温度为75～105℃。

所述反应时间为3.5～6小时。

本发明采用氨基酸与SF₄在溶剂中反应，氟化氨基酸的羧基，得到三氟甲基代胺。其中氨基酸为不含羟基（-OH）的一氨基一羧基氨基酸；溶剂为无水氢氟酸；氨基酸、无水氢氟酸和四氟化硫的摩尔比为1：3~20：1.8~3.2；反应温度为50～150℃，反应时间为2~10小时，反应压力为自生压力，反应结束后冷却、中和、萃取、精馏得到三氟甲基代胺产品

由于四氟化硫可以有选择的氟化有机化合物中的某些官能团，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+HF

R-COF+SF₄→R-CF₃+SOF₂

其中R为不含羟基（-OH）的氨基。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胺。

由于SF₄及副产物SOF₂都是沸点较低的腐蚀性气体，在无溶剂条件下70℃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。因此有必要使用溶剂来降低反应压力，提高反应安全系数。本发明人通过对各种溶剂的考察，发现无水氟化氢能有效降低反应压力，缩短反应时间。同时氟化氢与氨基酸络合对胺基起到保护作用，防止被SF₄破坏。三氟甲基代胺的收率随着无水氟化氢用量的增加而提高，但无水氟化氢用量太大，增加后处理工序的负荷。因此，本发明中氨基酸与溶剂无水氟化氢的摩尔比为1:3～1:20，优选1:10～1:15。