[发明专利]一种制备3,3,3-三氟-1,2-环氧丙烷的方法

说明书

本发明公开一种制备3,3,3‑三氟‑1,2‑环氧丙烷的方法，以3‑氯‑1,1,1‑三氟丙酮为原料，通过还原和环合两步反应得到3,3,3‑三氟‑1,2‑环氧丙烷。本发明提供的方法，降低了有机溶剂的使用量，不仅降低了成本，而且简化了操作步骤、降低了三废处理难度，有利于工业化生产。

技术领域

本发明涉及一种3,3,3-三氟-1,2-环氧丙烷的制备方法。

背景技术

3,3,3-三氟-1,2-环氧丙烷为无色液体，分子量为112.05，沸点38～40℃，是一种十分有用的含氟中间体，不仅可以用于制备应用于医药和材料等领域的多种含氟精细化学品，还可以作为三氟甲基碳酸乙烯酯的前体，而三氟甲基碳酸乙烯酯可用于配制锂电池和燃料电池电解液。

对于3,3,3-三氟-1,2-环氧丙烷的制备方法，现有技术报道了以下几种：

(1)Chem Sci，1956:863；Journal of Fluorine Chemistry,2007:1255；RussChem Bull,2002:550.公开了3,3,3-三氟-1,2-环氧丙烷的制备方法，在醋酸汞、醋酸银或者发烟硫酸作用下，三氟丙烯先与溴素或N-溴代琥珀酰亚胺(NBS)和乙酸反应，生成溴代乙酸酯，再在碱溶液作用下，得到3,3,3-三氟-1,2-环氧丙烷。此方法的收率约40～60％，且需使用溴素等高腐蚀性、高污染的试剂，具有环保压力；

(2)中国专利CN101899025和CN101899023及文献Journal of Catalysis,2014:139公开了3,3,3-三氟-1,2-环氧丙烷的制备方法，以次氯酸钠、过氧乙酸或N₂O为氧化剂，通过液相或气相氧化三氟丙烯得到3,3,3-三氟-1,2-环氧丙烷。此方法中，液相氧化收率仅约15％，气相氧化转化率小于3％，且选择性低，不利于工业化生产；

(3)欧洲专利EP0866064和文献J Am Chem Soc,1952:3022公开了3,3,3-三氟-1,2-环氧丙烷的制备方法，以3-卤代-1,1,1-三氟丙酮为原料，经过还原和环合反应得到3,3,3-三氟-1,2-环氧丙烷。此方法总收率约60％，且以3-溴代-1,1,1-三氟丙酮为原料时，不仅成本高，而且含溴废水不易处理。其中欧洲专利EP0866064公开的方法中，需要使用多种有机溶剂，例如惰性的还原反应溶剂、处理反应液的质子性溶剂、萃取3-氯代-1,1,1-三氟-2-丙醇的溶剂和环合反应溶剂等，给三废处理增加了不小难度。

因此，有必要对3,3,3-三氟-1,2-环氧丙烷的制备方法作进一步改进。

发明内容

本发明提供一种制备3,3,3-三氟-1,2-环氧丙烷的方法，通过创造性的使用水做溶剂，显著降低有机溶剂的使用量，不仅简化了操作步骤、降低了三废处理难度，而且降低了有机溶剂使用成本，适合工业化生产。

一种制备3,3,3-三氟-1,2-环氧丙烷的方法，所述方法包括：

(1)还原反应：在-20～50℃温度下，向含有还原剂的水溶液中加入3-氯-1,1,1-三氟丙酮，反应完成后，先过滤，再使得到的滤液分层，得到水层和有机层，

所述还原剂选自硼氢化钠和/或硼氢化钾；

(2)环合反应：向步骤(1)得到的水层中加入碱制成碱液，将碱液和步骤(1)得到的有机层进行混合，通过蒸馏或者分液的方式，从反应液中得到3,3,3-三氟-1,2-环氧丙烷。

本发明提供的制备方法，包括还原反应和环合反应两个步骤，其中在还原反应步骤中，使用的还原剂选自硼氢化钠和/或硼氢化钾。

即所述还原剂，即可以是硼氢化钠，也可以是硼氢化钾，还可以是硼氢化钠和硼氢化钾的混合物。当所述还原剂为硼氢化钠和硼氢化钾的混合物时，硼氢化钠和硼氢化钾之间可以以任何比例混合。