[发明专利]4,4,4-三氟乙酰乙酸乙酯的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种4,4,4-三氟乙酰乙酸乙酯的制备方法。

背景技术

[0002] 4,4,4-三氟乙酰乙酸乙酯(以下简称三氟乙酰乙酸乙酯)，英文名ethyl 4,4,4-trifluoroacetoacetate，CAS号为372-31-6。分子式为C₆H₇F₃O₃，分子量为184.11，密度为1.259，熔点为-39 ℃，沸点为129.5 ℃(760 mmHg)，折射率为1.375-1.378，闪点为28 ℃，水中溶解度为10 g/L (20 ℃)。三氟乙酰乙酸乙酯拥有两个构型，即烯醇式和酮式，通常情况下可以自由转换，具体结构如下所示：

三氟乙酰乙酸乙酯是一种重要的农药和医药中间体，可用于制备噻氟菌胺、嘧螨酯、噻草啶等农药，也可以用于制备贝氟沙通等医药。其合成方法主要是以三氟乙酸乙酯和乙酸乙酯经克莱森缩合反应制得。反应的原理如下所示：

现有技术中4,4,4-三氟乙酰乙酸乙酯的制备以三氟乙酸乙酯和乙酸乙酯为原料，以环己烷为溶剂经克莱森缩合反应合成，有以下报道：

美国专利US4647689报道了如下的方法：在氢化钠(含量为60%，分散在矿物油中)存在下，以环己烷为溶剂，三氟乙酸乙酯与乙酸乙酯发生反应，加入氯化氢气体酸化得反应粗产物，再经过滤、精馏后得到4,4,4-三氟乙酰乙酸乙酯产品。产品纯度为94.0%，收率为75%。此反应体系：产生大量的氢气，在工业化生产中存在安全隐患；用无水氯化氢气体酸化，操作时很难准确控制酸化终点，逸出的无水氯化氢气体需要较大量的碱液中和，使三废量增加；使用大量环己烷，会使得体系组分分离困难，从而增加能耗及操作周期；三氟乙酰氯的加入会增加反应的操作步骤，从而延长单釜反应的操作时间。

美国专利US4883904报道了如下的方法：金属钠和乙醇制备乙醇钠，加入环己烷作为溶剂，冷却后加入三氟乙酸乙酯，升温后加入无水乙酸乙酯反应，脱溶，加入环己烷、无水甲酸和乙酸乙酯酸化，再经过滤、常压精馏、减压蒸馏、140 mmHg真空度下减压精馏后得到4,4,4-三氟乙酰乙酸乙酯。产品纯度为99.1%，收率为74.7%。此生产工艺中：固体碱钠在加料过程放热剧烈，加料过程不易控制，易造成粉尘污染；使用金属钠和乙醇制备乙醇钠会产生大量的氢气，在工业化生产中存在安全隐患；两次共沸脱醇，能耗大，脱醇工艺终点难控制，以致工艺不稳定；脱醇使用大量环己烷，造成溶剂的回收能耗增大、反应时间增加。

发明内容

本发明的目的在于提供一种制备4,4,4-三氟乙酰乙酸乙酯的方法，具有反应条件温和、操作简单、原料的转化率和产物的选择性较高、目标产物三氟乙酰乙酸乙酯易分离、能耗低等特点，适合工业化生产。

本发明使用三氟乙酸乙酯和乙酸乙酯为原料，以乙醇钠的乙醇溶液为催化剂，在有机溶剂存在下，经克莱森缩合反应制备三氟乙酰乙酸乙酯，反应条件温和，反应所需能耗较低。反应式如下所示：

本发明所述的制备4,4,4-三氟乙酰乙酸乙酯的方法，包括以下步骤：

（1）    往反应器中加入有机溶剂、乙醇钠的乙醇溶液和乙酸乙酯，所述有机溶剂选自无水乙醇、环己烷、四氢呋喃、二乙二醇二甲醚、甲基叔丁基醚、乙酸乙酯和间二氯苯中的一种、两种或三种以上组合；

（2）    冷却反应液温度至5～10℃，滴加三氟乙酸乙酯，滴加时控制反应液温度为10～20℃，滴加完毕后，控制反应液温度为10～65℃，反应0.5～6.0小时；

（3）    冷却反应液温度至10～15℃，滴加酸，滴加时控制反应液温度为20～30℃，滴加完毕后，控制反应液温度为10～60℃，反应0.5～6.0小时；

（4）将反应液过滤、洗涤、减压蒸馏后得到4,4,4-三氟乙酰乙酸乙酯。

本发明使用的乙醇钠的乙醇溶液，其浓度范围应当是大于0至饱和浓度之间。优选为10%～20%。

本发明所述乙醇钠与三氟乙酸乙酯的摩尔配比优选为1.0:1.0～2.5:1.0，进一步优选为1.1:1.0～1.5:1.0。

本发明所述乙酸乙酯与三氟乙酸乙酯的摩尔配比优选为1.0:1.0～3.0:1.0，进一步优选为1.1:1.0～2.0:1.0。