[发明专利]一种三氟甲基酮的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及酮类化合物的制备方法，尤其涉及一种三氟甲基酮的制备方法。

背景技术

三氟甲基酮化合物是一类重要的含氟液晶材料和含氟药物的有机中间体，在非线性光学材料的制备和水气传感器的制造方面也获得了应用。三氟甲基酮化合物制备方法如下：

三氟甲基酮类化合物目前主要通过用氟化氢对三氯甲基酮或三溴甲基酮进行氟化来制备，这种方法对工艺设备要求高，副产物多，且与产物难以分离。

JP2011190216A中公开了一种三氟甲基酮化合物的制备方法，该方法用格氏试剂与三氟乙酸乙酯反应来制备三氟甲基酮化合物，收率55%。不足之处是所产生的乙醇副产物难以与溶剂或产物进行分离，不利于溶剂的回收套用，产物提纯困难。

龚跃法等人用自制的三氟乙酸锂与格氏试剂反应制备三氟甲基酮化合物（三氟甲基酮化合物的简便合成，化学试剂，1995,17（5），313～314），收率52%。该法避免了乙醇副产物的生成，使产物提纯和溶剂回收变得更加容易。但三氟乙酸锂的制备成本较高，且反应过程剧烈难以控制，不易于工业化。

发明内容

本发明针对现有技术的不足之处，提供一种工艺条件温和，生产成本低，产品易提纯，生产设备要求低的三氟甲基酮的制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种三氟甲基酮的制备方法，包括以下步骤：

（1）将金属镁、溶剂、卤化物和三氟乙酸钠混合后，先在30～65℃反应0.5～2.5h，再升温至35～70℃反应1～3h，所述卤化物和镁的摩尔比为1～1.2：1，溶剂和镁的摩尔比为2～8：1，镁和三氟乙酸钠的摩尔比为1～1.5：1，反应结束后将得到的反应液冷却；

（2）将上述反应液加入到2～4mol/L的无机酸中酸化，收集有机层，将有机层精馏提纯即得到三氟甲基酮。

进一步的：

所述的溶剂优选为乙醚、四氢呋喃、2-甲基-四氢呋喃和甲苯中的一种。

所述的卤化物优选为氯甲烷、溴乙烷、溴苄、溴苯、五氟溴苯中的一种。

所述的无机酸优选为硫酸或盐酸。

本发明的一个优选实施例中制备1,1,1-三氟-2-丁酮的方法，包括以下步骤：

（1）将金属镁、2-甲基-四氢呋喃、溴乙烷和三氟乙酸钠混合后，先在40℃反应2.3h，再升温至50℃反应2h，所述卤化物和镁的摩尔比为1.08：1，溶剂和镁的摩尔比为6.4：1，镁和三氟乙酸钠的摩尔比为1.1：1，反应结束后将得到的反应液冷却；

（2）将上述反应液加入到3.5mol/L的盐酸中酸化，收集有机层，将有机层精馏提纯即得到1,1,1-三氟-2-丁酮。

本发明提供的三氟甲基酮化合物的制备方法，是先用卤化物和镁在溶剂中反应生成格氏试剂，格氏试剂再与价格低廉的三氟乙酸钠反应，然后经无机酸酸化处理后，精馏提纯得到高附加值的三氟甲基酮化合物。本发明提供的方法对1～18碳原子直链或支链烷基，3～8碳原子环烷基，苯基或苄基，7～10碳原子芳烷基，以及上述基团被至少一种卤原子，烷基，烷氧基，含氮基团取代的一类三氟甲基酮化合物的制备具有很好的通用性，其中卤化物优选为氯甲烷、溴乙烷、溴苄、溴苯、五氟溴苯中的一种。

针对不同结构的三氟甲基酮化合物，在使用本发明的方法进行制备的时候，格氏试剂的制备难易程度有所差异，有的反应剧烈放热，较低的温度就能反应；有的反应则相对惰性，需要较高的温度才能反应。反应时间对反应有一定影响，反应时间太短，反应不完全。反应时间太长，偶联副反应变多，收率有所下降。因此，本发明中先在30～65℃反应0.5～2.5h，再升温至35～70℃反应1～3h。

在使用本发明的方法进行三氟甲基酮化合物制备的时候，根据产物沸点的不同，应综合考虑产物与溶剂分离提纯的实际需要，分别选择适宜的溶剂进行反应，优选乙醚，四氢呋喃，2-甲基-四氢呋喃，甲苯中的一种，有机溶剂和镁的摩尔比为2～8：1。

反应过程中也可以根据实际情况适当的调整原料的投料顺序，以达到更好的反应效果。如先将镁，适量有机溶剂，加入到反应容器中，缓慢加入用有机溶剂溶解的某种卤化物进行格氏反应，卤化物加完后再缓慢加入有机溶剂溶解的三氟乙酸钠溶液进行反应；或先将三氟乙酸钠，镁，适量有机溶剂加入到反应容器中，再缓慢加入有机溶剂溶解的某种卤化物进行反应；或者先将卤化物，镁，适量有机溶剂加入到反应容器中，再缓慢加入有机溶剂溶解的三氟乙酸钠进行反应。