[发明专利]固体三氟化硼乙腈络合物的制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于化工产品三氟化硼乙腈络合物，具体涉及高含量固体三氟化硼乙腈络合物的制备方法和应用。

背景技术

三氟化硼络合物是一种活性很强的催化剂，能够用于多种有机合成反应中，尤其在头孢菌素类抗菌药物合成工艺中,由于引入三氟化硼络合物即缩短了原有产品的反应时间，又把原有产品的收率大幅提高。而三氟化硼乙腈络合物的催化效果更优于三氟化硼乙醚络合物，因此三氟化硼乙腈络合物具有广阔的市场前景。

目前三氟化硼乙腈络合物的制备方法为：将20％发烟硫酸、硼酐、萤石以9：1：3的质量比，在130℃条件下反应生成三氟化硼气体，然后通入到乙腈中络合，成品为三氟化硼乙腈络合物的乙腈溶液，三氟化硼的含量一般约为20wt%，使用过程中难以准确计量，而固体三氟化硼乙腈络合物中三氟化硼含量高且络合完全，易于计量，为了获得固体三氟化硼乙腈络合物，需要保证乙腈中三氟化硼乙腈络合物达到一定的纯度和浓度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是三氟化硼乙腈络合物溶液三氟化硼含量低，不易计量使用，为了克服以上不足，提供了一种固体三氟化硼乙腈络合物的制备方法和应用。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：所述固体三氟化硼乙腈络合物的制备方法包括以下步骤：

1)造气反应：造气容器内，以硼酸和无水氢氟酸为原料，脱水生成三氟化硼气体，脱水剂为三氧化硫；

2)提纯：提纯容器内，将生成的三氟化硼气体经浓硫酸提纯；

3)络合反应：络合容器内，将提纯后的三氟化硼气体与乙腈进行络合反应；

4)结晶过滤：过滤器内，将络合反应的反应液降温析晶，收集固体即为固体三氟化硼乙腈络合物产品。

硼酸和无水氢氟酸脱水制备三氟化硼为可逆反应，通过三氧化硫脱水促进反应进行，无水体系防止了生成的三氟化硼遇水分解，保证了反应的转化率和纯度。

进一步，步骤1）中，通过抽真空将生成的三氟化硼导出，真空度为0.07-0.098MPa，达到促进反应正向进行和提高反应收率的目的。

进一步，步骤1）的造气反应的反应温度为18~48℃，反应时间为4~15小时，采用了强脱水剂三氧化硫，从而大幅度降低了反应温度，不仅有效降低了反应能耗，而且提高了操作安全性。

进一步，步骤2）中，表压力为0~0.5MPa，增加压力有利于浓硫酸吸收三氟化硼中的杂质，提高了纯度。

进一步，步骤3）中的络合反应的反应温度为20~40℃，反应时间为4~12小时。

进一步，步骤3）和步骤4）同时进行，反应液在络合容器与过滤器之间循环流动，过滤器温度比络合反应的反应温度低8~15℃。反应液进入过滤器后降温呈过饱和状态，析出三氟化硼乙腈络合物晶体，析晶后的反应液再进入络合容器可进一步和三氟化硼络合，通过这种循环过程，使乙腈和三氟化硼最大限度的进行络合，从而节约了乙腈的用量。

进一步，步骤1）中物料重量比为：三氧化硫∶硼酸∶无水氢氟酸＝4~12∶1~3∶1~3。

进一步，步骤3）中物料重量比为：乙腈∶三氟化硼气体=4∶5~10。

进一步，步骤4）收集的产品中三氟化硼含量为58~63wt%，最大程度的利于客户的使用。

本发明还提供了上述固体三氟化硼乙腈络合物的用途，作为催化剂用于头孢类药物中间体的合成。本发明提供的固体三氟化硼乙腈络合物的三氟化硼含量高，杂质少，特别适用于医药中间体的制备。

本发明提供的制备方法简单，成本低廉，生成的产品性能稳定，适于工业应用。获得的三氟化硼乙腈络合物为白色结晶固体，利于计量和运输，有效成分三氟化硼含量高达58~63wt%，特别适用于医药中间体的制备，市场前景广阔。

具体实施方式

实施例1

将三氧化硫、硼酸、无水氢氟酸以4∶1∶1的重量比加入到造气釜中，在18℃条件下反应，反应时间15小时，真空泵抽真空导出三氟化硼气体，真空度为0.07MPa。

导出的三氟化硼气体进入装有浓硫酸的提纯釜提纯，提纯釜表压力为0.2MPa。

提纯后的三氟化硼气体进入络合釜，络合釜中充有乙腈，乙腈的填充量与造气釜中每釜产生的三氟化硼气体的质量比为4：6，络合反应温度为20℃，反应时间为12小时。

络合反应液在络合釜与过滤器中循环流动，过滤器温度比络合釜温度低8℃，反应液在此温度下成为过饱和溶液，析出晶体；将析晶后的反应液打回到络合釜中再进一步络合，收集晶体经过离心机干燥即为固体三氟化硼乙腈络合物。产品为白色晶体，其中三氟化硼含量为60wt%。