專利名稱：一種制備三氟環(huán)氧丙烷的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及有機(jī)合成領(lǐng)域，特別是，涉及一種制備三氟環(huán)氧丙烷的方法。
背景技術(shù)：
藥物分子被氟元素取代后，其生物活性通常會受到影響。一些光電器件被氟元素 取代后，其物理性質(zhì)也會發(fā)生改變。因此，發(fā)展新的有機(jī)氟化合物的合成方法學(xué)引起了合成 化學(xué)家的廣泛興趣。最近，人們發(fā)展了數(shù)目龐大的手性或非手性的氟代分子模塊用來合成 氟代有機(jī)分子。其中，三氟環(huán)氧丙烷是一個有多種用途的合成中間體，其被廣泛應(yīng)用于材料 和藥物化學(xué)。例如，三氟環(huán)氧丙烷同一系列N-芐基苯胺衍生物進(jìn)行開環(huán)反應(yīng)將得到一系列 N，N- 二取代基-三氟-3-胺基-2-丙醇化合物。人們檢測了這一系列化合物對膽固醇酯 轉(zhuǎn)移蛋白的可逆的抑制作用。三氟環(huán)氧丙烷還是三氟丙烯碳酸酯的前體，而三氟丙烯碳酸 酯是鋰離子電池和燃料電池的電解液。燃料電池具有能量轉(zhuǎn)化率高、有害氣體硫氧化物和 氮氧化物及噪音排放很低、適用范圍廣、規(guī)模大和安裝地點靈活、負(fù)荷響應(yīng)快、運(yùn)行質(zhì)量高、 環(huán)境保護(hù)等優(yōu)點。由此可見三氟環(huán)氧丙烷將會是一種改變能量供應(yīng)模式、對國民經(jīng)濟(jì)和人 類的生產(chǎn)生活方式產(chǎn)生重大影響的重要分子。鑒于三氟環(huán)氧丙烷的重要性，人們發(fā)展了一系列合成方法。將3-溴-1，1，1-三氟 丙酮還原后環(huán)化可以得到三氟環(huán)氧丙烷。三氟乙醛與重氮甲烷反應(yīng)也可以得到三氟環(huán)氧丙 烷。人們還報道了利用三氟丙烯的溴-乙酸化以及后續(xù)的合環(huán)反應(yīng)制備三氟環(huán)氧丙烷的方 法。上述合成三氟環(huán)氧丙烷的方法都存在一定的問題和缺點。對于還原3-溴-1，1， 1-三氟丙酮再環(huán)化的方法來說，原料非常昂貴，這就限制了該方法在生產(chǎn)上的應(yīng)用；對于 三氟乙醛與重氮甲烷反應(yīng)制備三氟環(huán)氧丙烷的方法而言，重氮甲烷的高毒性和高爆炸性使 得此反應(yīng)只能處于實驗室研究的狀態(tài)；利用三氟丙烯的溴-乙酸化以及后續(xù)的合環(huán)反應(yīng)制 備三氟環(huán)氧丙烷無疑是目前最有吸引力的方法。人們對其進(jìn)行了深入的研究，開發(fā)出了一 系列三氟丙烯的溴-乙酸化以及后續(xù)的合環(huán)反應(yīng)的方法。對于三氟丙烯的溴-乙酸化方 法而言，需要使用乙酸汞或發(fā)煙硫酸、液溴或冰醋酸、N-溴代丁二酰亞胺等原料。乙酸汞毒 性非常大；發(fā)煙硫酸和液溴的使用將給造成極大的環(huán)保壓力；N-溴代丁二酰亞胺的價格昂 貴。所有這些缺點限制了用三氟丙烯的溴-乙酸化以及合環(huán)反應(yīng)的方法制備三氟環(huán)氧丙烷 的規(guī)?；a(chǎn)。綜上所述，發(fā)展新型的制備三氟環(huán)氧丙烷的方法具有非常重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種制備三氟環(huán)氧丙烷的方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述 缺陷。本發(fā)明提供一種制備三氟環(huán)氧丙烷的方法，包括如下步驟將三氟丙烯通入到新 鮮制備的次氯酸的水溶液中，此后加熱反應(yīng)體系至90-95°C，向反應(yīng)體系中滴加氫氧化鈉溶液，冷卻餾出物即可得到三氟環(huán)氧丙烷。其中，滴加氫氧化鈉溶液的同時即有餾出物產(chǎn)生， 冷卻餾出物即可得到三氟環(huán)氧丙烷，至反應(yīng)體系不再產(chǎn)生餾出物時反應(yīng)結(jié)束。所述新鮮制備的次氯酸的水溶液由下述步驟制備得到使次氯酸鈣溶于水后加入 草酸，劇烈攪拌后，過濾即得。具體的，將三氟丙烯通入到新鮮制備的次氯酸的水溶液中，然后劇烈攪拌，控制反 應(yīng)體系的溫度低于30°C，當(dāng)反應(yīng)體系呈近中性時，停止通入三氟丙烯。優(yōu)選地，所述氫氧化鈉溶液的質(zhì)量百分比濃度為20%。優(yōu)選地，所述氫氧化鈉溶液的加入方式為滴加。所述原料的投料比按摩爾計為次氯酸鈣草酸氫氧化鈉= 1 0. 8-1. 2 2. 0-3. 0。優(yōu)選地，所述原料的投料比按摩爾計為次氯酸鈣草酸氫氧化鈉= 1 · 1 · 2 · 5 ο本發(fā)明制備三氟環(huán)氧丙烷的方法，其反應(yīng)式如下式(I)所示
Ca(CIO)2 + H2C2O4 -- HCIO
八 HCIO H 20%NaQH F3C^ -- F3C^c' -^ F3C^J
(I)本發(fā)明得到的目標(biāo)產(chǎn)物的收率為10-15% (按次氯酸鈣的量計算)。所得化合物 經(jīng)過核磁共振譜圖(1H NMR)和質(zhì)譜(MS)確定，結(jié)構(gòu)無誤。本發(fā)明與此前的三氟環(huán)氧丙烷的合成方法相比，優(yōu)點在于不使用劇毒或產(chǎn)生巨大 環(huán)保壓力的試劑，能夠通過較為簡單的方法制備三氟環(huán)氧丙烷。
具體實施例方式以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。實施例中所用原料均為市購獲得。實施例1取143克(Imol)次氯酸鈣，溶于水后加入90克(Imol)草酸，劇烈攪拌后過濾，得 到次氯酸的水溶液。立刻將三氟丙烯通入到次氯酸的水溶液中。劇烈攪拌?？刂品磻?yīng)體系 的溫度低于30°C。當(dāng)用pH試紙測得反應(yīng)體系呈近中性時，停止通入三氟丙烯。此后加熱反 應(yīng)體系至90°C，向反應(yīng)體系中滴加500克20% (2. 5mol)氫氧化鈉溶液，冷卻餾出物即可得 到三氟環(huán)氧丙烷。氫氧化鈉的滴加速度為2-3滴/秒，滴加完畢后直至反應(yīng)體系不再產(chǎn)生 餾出物，反應(yīng)結(jié)束。共計得到33. 6克三氟環(huán)氧丙烷，收率為15%。核磁共振Si普(1H匪R，200MHz，CDCl3) δ 3. 35 (m, 1H)，2. 63 (m, 1H)，2. 38 (m, 1H)。質(zhì) 譜(EI) 112(100)，113(0. 1)。實施例2取28. 6克(0. 2mol)次氯酸鈣，溶于水后加入18克(0. 2mol)草酸，劇烈攪拌后過
濾，得到次氯酸的水溶液。立刻將三氟丙烯通入到次氯酸的水溶液中。劇烈攪拌?？刂品磻?yīng)體系的溫度低于30°C。當(dāng)用pH試紙測得反應(yīng)體系呈近中性時，停止通入三氟丙烯。此后 加熱反應(yīng)體系至95°C，向反應(yīng)體系中滴加100克20% (0. 5mol)氫氧化鈉溶液，冷卻餾出物 即可得到三氟環(huán)氧丙烷。氫氧化鈉的滴加速度為2-3滴/秒，滴加完畢后直至反應(yīng)體系不 再產(chǎn)生餾出物，反應(yīng)結(jié)束。共計得到4. 5克三氟環(huán)氧丙烷。收率為10%。核磁共振Si普(1H匪R，200MHz，CDCl3) δ 3. 34 (m, 1H)，2. 62 (m, 1H)，2. 35 (m, 1H)。質(zhì) 譜(EI) 112(100)，113(0. 1)。實施例3取85. 8克(0. 6mol)次氯酸鈣，溶于水后加入54克(0. 6mol)草酸，劇烈攪拌后過 濾，得到次氯酸的水溶液。立刻將三氟丙烯通入到次氯酸的水溶液中。劇烈攪拌?？刂品?應(yīng)體系的溫度低于30°C。當(dāng)用pH試紙測得反應(yīng)體系呈近中性時，停止通入三氟丙烯。此后 加熱反應(yīng)體系至95°C，向反應(yīng)體系中滴加300克20% (1. 5mol)氫氧化鈉溶液，冷卻餾出物 即可得到三氟環(huán)氧丙烷。氫氧化鈉的滴加速度為2-3滴/秒，滴加完畢后直至反應(yīng)體系不 再產(chǎn)生餾出物，反應(yīng)結(jié)束。共計得到16. 1克三氟環(huán)氧丙烷。收率為12%。核磁共振Si普(1H匪R，200MHz，CDCl3) δ 3. 35 (m, 1H)，2. 63 (m, 1H)，2. 38 (m, 1H)。質(zhì) 譜(EI) 112(100)，113(0. 1)。
權(quán)利要求
一種制備三氟環(huán)氧丙烷的方法，包括如下步驟將三氟丙烯通入到新鮮制備的次氯酸的水溶液中，此后加熱反應(yīng)體系至90 95℃，向反應(yīng)體系中滴加氫氧化鈉溶液，冷卻餾出物即可得到三氟環(huán)氧丙烷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述新鮮制備的次氯酸的水溶液由 下述步驟制備得到使次氯酸鈣溶于水后加入草酸，劇烈攪拌后，過濾即得。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，將三氟丙烯通入到新鮮制備的次氯 酸的水溶液中，然后劇烈攪拌，控制反應(yīng)體系的溫度低于30°C，當(dāng)反應(yīng)體系呈近中性時，停 止通入三氟丙烯。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述氫氧化鈉溶液的質(zhì)量百分比濃 度為20%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述氫氧化鈉溶液的加入方式為滴加。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項所述的制備方法，其特征在于，所述原料的投料比按摩爾 計為次氯酸鈣草酸氫氧化鈉=1 0. 8-1. 2 2. 0-3. 0。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述原料的投料比按摩爾計為次氯 酸鈣草酸氫氧化鈉=1 1 2.5。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種制備三氟環(huán)氧丙烷的方法，包括如下步驟將三氟丙烯通入到新鮮制備的次氯酸的水溶液中，此后加熱反應(yīng)體系至90-95℃，向反應(yīng)體系中滴加氫氧化鈉溶液，冷卻餾出物即可得到三氟環(huán)氧丙烷。本發(fā)明制備方法的優(yōu)點在于不使用劇毒或產(chǎn)生巨大環(huán)保壓力的試劑，能夠通過較為簡單的方法制備三氟環(huán)氧丙烷。
文檔編號C07D303/08GK101899025SQ20101023482
公開日2010年12月1日 申請日期2010年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月21日
發(fā)明者許峰, 高源 申請人:北京歐凱納斯科技有限公司