[发明专利]制备氟代丙烯酸烷基酯的方法

说明书

本发明涉及制备氟代丙烯酸烷基酯的方法。

在强碱存在下，一氟代乙酸烷基酯与甲酸酯或者草酸酯的交叉克莱森缩合(随后为与多聚甲醛反应)代表合成α-氟代丙烯酸酯最广泛使用的方法之一。该方法首先于1966年由专利US3262967和US3262968公开，两者均为US3075002方法的改进。例如在CN102731304、CN102211998和CN102757347中于2011/2012年所证实，通常使用在高沸点溶剂中碱金属氢化物或醇盐来进行反应，该高沸点溶剂例如四氢呋喃(THF)、二乙醚(Et₂O)、甲基叔丁基醚(MTBE)、二甲亚砜(DMSO)或者甲苯。在存在醇钠或者氢化钠的情况下，由氟代乙酸酯和草酸酯缩合至克莱森盐的克莱森缩合反应为平衡反应，并且在与多聚甲醛进行后续反应之后，产物包含至多5％的氟代乙酸甲酯(MFA)，通过蒸馏不能将其完全去除。文献中记载的MFA常见产率在33-45％的范围。分离的MFA包含残余的氟代乙酸甲酯和溶剂。由于沸点非常接近，难于由起始材料、残留溶剂和副产物中纯化MFA，因此需要仔细地进行柱真空蒸馏。

本发明的目的是提供制备高纯度、高产率和易于分离的氟代丙烯酸烷基酯的改进的方法。

本发明现涉及制备氟代丙烯酸烷基酯的方法，其包括以下步骤：

A.在交叉克莱森缩合中，在存在碱和合适溶剂的情况下，氟代乙酸烷基酯与甲酸酯或者草酸酯反应，得到克莱森盐；

B.可选地，将在步骤A中获得的克莱森盐过滤和使用合适的溶剂洗涤；

C.使在步骤A或者B中获得的克莱森盐与多聚甲醛反应；以及

D.使用合适的溶剂来分离在步骤C中获得的氟代丙烯酸烷基酯，

其中至少在步骤A至D之一中溶剂包含烷烃，在步骤A、B、C和/或D的反应条件下，该烷烃为液体。可进行或者可跳过本发明的方法中步骤B。优选地，至少在步骤C中和可选地在步骤A、B或者D之一中溶剂包含烷烃，在其中应用烷烃的步骤的反应条件下，该烷烃为液体。更优选地，在步骤C和D中溶剂包含烷烃，在步骤C和D的反应条件下，该烷烃为液体。在反应条件下烷烃为液体是指烷烃粒子可自由移动，所以当烷烃具有一定体积时，它不具备明确的形状。

出人意料地，根据本发明的方法导致合格(in-spec)产品的分离产率改善。对于本发明而言，合格产品是指基本上没有杂质，以及例如氟代乙酸甲酯水平低于0.5wt％和碳酸二甲酯水平低于2.0wt％。残留溶剂(例如甲醇和MTBE)分别规定最大值为1.0wt％。而且，根据本发明的方法使得可容易回收溶剂。已发现代替MTBE或者THF的低沸点烷烃为非常便利的用于产品反应和分离的溶剂。优选地，在根据本发明的方法中应用的烷烃为C5-C8烷烃，即戊烷、己烷、庚烷或者辛烷。更优选地，烷烃为戊烷或者己烷。最优选地，烷烃为戊烷。根据本发明，术语戊烷涵盖所有异构体，包括例如正戊烷、异戊烷或者环戊烷。例如，使用沸点来定义所应用的工业等级戊烷，其中沸点反映异构体含量。

本发明也涉及制备氟代丙烯酸甲酯或者氟代丙烯酸乙酯的方法。更优选地，本发明涉及制备氟代丙烯酸甲酯的方法。

选择在根据本发明的方法中甲酸酯或者草酸酯，使得与目标氟代丙烯酸烷基酯的烷基类型一致。因此，当目标为氟代丙烯酸甲酯时，草酸酯为草酸二甲酯；当目标为氟代丙烯酸乙酯时，选择的草酸酯为草酸二乙酯，等等。一方面，本发明涉及根据本发明的方法，其中草酸酯为草酸二甲酯或者草酸二乙酯。更优选地，草酸酯为草酸二甲酯。

然后，本发明涉及根据本发明的方法，其中在步骤A的克莱森缩合反应中碱为式MOR表示的金属醇盐，其中M为钠或者钾以及R为C1-C4烷基基团，即甲基、乙基、丙基或者丁基。本发明也涉及根据本发明的方法，其中在克莱森缩合反应中碱为在C1-C4醇中的式MOR的金属醇盐，即在甲醇、乙醇、丙醇或者丁醇中。优选地，在克莱森缩合反应中碱为在甲醇中的甲醇钠。

本发明也涉及根据本发明的方法，其中在步骤A的克莱森缩合中溶剂为烷烃、甲基叔丁基醚或者THF。优选地，溶剂为甲基叔丁基醚或者烷烃。更优选地，溶剂为烷烃；甚至更优选为戊烷或者己烷；最优选为戊烷。

用于步骤B洗涤的溶剂可以为MTBE或者烷烃。

至于用于步骤D的分离的溶剂，可以使用烷烃。更优选地，该溶剂为戊烷或者己烷。甚至更优选地，该溶剂为戊烷。

本发明也涉及根据本发明的方法，其中步骤D的分离包括过滤和蒸馏。