2010年第41卷第4期《浙江化工》1-文章編號:064184204-01-04化工二氟乙醇的合成方法孟博1程桂林1許茂乾12閻宗剛1(1杭州寶凱生物化學品有限公司,浙江杭州310013;2浙江科技學院,浙江杭州310023摘要:介紹了脂肪族含氟中間體二氟乙醇的基本特性,并按照其原料不同,簡述了幾種基本的合成方法:以二氟乙酸或二氟乙酸酯為原料的金屬硼氫化物還原法、以二氟乙酰氯為原料的催化氫化法、以1,1-二氟-2-溴(或氯)乙烷為原料的酯化水解法。中,以二氟乙酰氯為起始原料,反應試劑易得,條件設備簡單,產(chǎn)率較為理想,最為適合工業(yè)化生產(chǎn)。關鍵詞:二氟乙醇;合成;氟化學0引言學家與氟科研單位繼續(xù)努力,加速發(fā)展我國的氟化近年來,我國在氟化工開發(fā)與生產(chǎn)上已經(jīng)初具學事業(yè)。規(guī)模,有機氟化學在原子能工業(yè)、火箭和宇航技術、1二氟乙醇的合成醫(yī)藥、農(nóng)藥等諸多領域中都有及其重要的應用,一二氟乙醇含有二氟甲基的特殊結構,因此使其直表現(xiàn)出蓬勃發(fā)展的趨勢。但我國主要研究與生產(chǎn)性質不同于其他醇類可以參與多種有機合成反應,的方向多集中在芳香族含氟中間體的開發(fā)與生產(chǎn)上尤其用于合成含氟的醫(yī)藥、農(nóng)藥和染料,國內外對其面,而對脂肪族含氟中間體關注較少。這些脂肪族中的需求逐漸增多,已成為含氟精細化學品的重要中間體主要用于合成表面活性劑、織物整理劑、新型醫(yī)間體之一。二氟乙醇的合成路線按照其原料不同,主藥和農(nóng)藥合成原料及溶劑、新材料合成原料與助劑,要有以下幾種方法:以二氟乙酸或二氟乙酸酯為原非常具有開發(fā)前景,如三氟乙醇三氟乙醛、三氟料的金屬硼氫化物還原法、以二氟乙酰氯為原料的乙酸、六氟丁醇、六氟丙酮等等,均為高附加值、發(fā)展催化氫化法、以1,1-二氟-2-溴(或氯)乙烷為原料前景良好的基礎含氟有機中間體,許多脂肪族含氟的酯化水解法。中間體及其下游產(chǎn)品已成為市場新寵1.1以二氟乙酸為原料本文主要介紹脂肪族含氟中間體一二氟乙醇的在現(xiàn)代有機合成中,金屬氫化物是一類重要的一些合成方法。2,2-二氟乙醇常溫下為無色液體,沸試劑,其中最常用的就是硼氫化鈉(NaBH NaBH點96℃,熔點-28.2℃,相對密度171.3084,折射率用于有機物的還原反應條件溫和,可以很容易的將1.338,酸性與苯酚相當,溶于水、酸、乙醇、乙醚等溶醛或酮還原為醇,在質子溶劑中將亞胺或亞胺鹽還劑,有毒,性質穩(wěn)定。該醇是重要的含氟有機合成中原為胺,經(jīng)過修飾的硼氫化鈉還可以還原羧酸、羧間體用作殺蟲劑和除草劑等國內現(xiàn)在對二氟乙酸酯胺基化合物和猜等硼氫化鈉還原法成本適醇的開發(fā)與研究仍處于初步水平,還需要我國氟化中用途十分廣泛。011收稿日期:2009-11-0作者簡介:孟博(1983-),女遼寧省錦州市人,從事氟精細化學品研究開發(fā)工作。2- ZHEJIANG CHEMICAL INDUSTRYol.41no.4(2010)硼氫化鈉還原羧酸的機理如下所示還原結束wg.Reifenrath等人,用甲基硼烷硫化物同樣實后水解亦是重要一步?，F(xiàn)了對二氟乙酸的還原在干燥的250mL三口瓶 RCOOH+nabh RCOOBHna+2中放入50mL無水乙醚,安裝恒壓漏斗,回流冷凝 2RCOOBH)Na-(RCOO)BH2Na NaBH器,通氮氣保護反應。用注射筒將11.5mL(114 (RCOO)BH2Na RCOOBH2 +RCOONammol)的硼烷硫化物加到三口瓶里。二氟乙酸10.0g(104mmol)用10mL無水乙醚溶解于恒壓漏斗中, RCH2O-BHRCH;OH緩慢滴加,控制速度于2h滴加完畢。反應混合物在50%室溫下繼續(xù)攪拌反應8h。將10mL水緩慢加入其以NaBH4-ZnCl2體系,在THF中回流狀態(tài)下可中分解反應混合物將反應液過濾,析出物用乙醚以很順利的將酸還原為醇,反應只需要等化學計量洗濾出液繼續(xù)用無水硫酸鈉干燥乙醚溶液在干量的NaBH4與ZnCl2。燥劑下常壓蒸餾,收集92~94℃的餾分,得到4.6g RCOOH NaBH,,OH二氟乙醇產(chǎn)品,產(chǎn)率56%,沸點95.5~96℃。THF回流 HCFCOOH borane-methy sulfide complex HCF,CH,OH以NaBH4-12體系還原酸,以THF為溶劑,在室 ether,8h溫條件下即可得到相應的醇,產(chǎn)率較高實驗的一以二氟乙酸為起始原料,試劑易得,反應較為般操作是把硼氫化鈉的四氫呋喃懸浮液加入到羧簡單;但某些輔助催化劑或溶劑市面價格較高,導酸中,等體系放出氫氣后再加入碘。致其合成成本提高,且二氟乙醇的反應后處理過程 NaBR,H(C2COOHCH(Ch2)aCH2OH較為困難,導致其產(chǎn)率明顯下降,使它們在工業(yè)化THF,室溫生產(chǎn)中不能得到較高的收益,此方法只適用于批量以NaBH4-ACl3體系還原酸, Herbert等發(fā)現(xiàn)較小時的制備。以二甘醇二甲醚作溶劑,NaBH4-ACl3可以快速地1.2以二氟乙酸酯為原料把酯、內酯和羧酸還原為相應的醇。在醇溶劑中,酯被過量的硼氫化鈉還原可得到 RCOOH/RCOOR NaBH-aicl3rch2OH相應的醇酯在叔胺的存在下,也可以很順利的被 DBG還原為相應的醇。可以選用NaBH4-ZnCl2體系和以Nah4-cal2體系還原酸,abh4-CaCl2 NaBH--l2體系但在相同的條件下,無胺存在,則不體系在THF-甲苯混合溶劑中,于95-100℃下反應,能發(fā)生還原反應。能夠將某些羧酸還原為相應的醇。其中起還原作用酯的還原反應還原劑為硼氫化鈉、硼氫化鉀;的是NaBH4和CaCl2在THF中形成還原能力較強溶劑為環(huán)丁砜、二甲基甲酰胺、甲苯、二甲苯、二乙的Ca(BH4)2體系中Ca(BH42的含量越高,則還原反二醇二甲醚用量以1g的酯為基準計算,還原劑用應進行得越徹底。量為0.2~2g,溶劑用量為240mL,反應溫度為-10~ COOH NaBH,CaC CH2OH60℃,反應時間為5~50hhf-甲蘋95100℃ COOCH以NaBH4-ZrCl體系在室溫下也可將酸還原為N BHF醇,可獲得很高的產(chǎn)率。需要注意的是,當苯環(huán)上為 solvent, 5-50相鄰羧基和酯基時,只有羧基被還原。 COOCH, CH2OH NaBH:-ZiCl4 PhCOoH THFsh室溫 -PhCH2OH以二氟乙酸酯為起始原料,反應試劑易得,反應較為簡單;但反應轉化率不高,產(chǎn)率也不很理想,以NaBH4-硫酸二甲酯(DMC)體系還原2,3,5,6一且反應后處理過程較為困難,不能得到較高收益。四氟苯二甲酸以1,2-二甲氧基乙烷(DME)為溶劑1.3以二氟乙酰氯為原料進行反應,生成2,3,5,6-四氟苯二甲醇。0.比西納、R·雅科等以二氟乙酰氯為起始原 COOH CH,OH料,其特征在于該方法包括在有效量的催化劑存在F NaBH.-DMC F DME下氫化符合下式的乙酰鹵,該催化劑包含沉積于具 COOH有酸性質的固體無極載體上的至少一種周期表第 CH2OHⅧ族元素。在所述式中,X表示除氟原子以外的鹵素2010年第41卷第4期《浙江化工》3原子其方程式如下:反應得到三氟乙醇。此合成方法不但須在溶劑中反應,溶劑成本高,而且原料轉化率和最終產(chǎn)率都比較低林永達等人報道的合成三氟乙醇的方法是H這樣的:在一定的溫度和壓力條件下,在相轉移催將100g二氟乙酰氯、50g環(huán)己烷和4g包含化劑催化下,hc13a與羧酸的堿或堿土金屬鹽沉積在干燥炭黑上的3w%鈀的催化劑引入在水溶液中反應生成三氟乙醇。此合成方法具有反 Hastelloy2制成的30m反應器中用氮氣吹掃應時間短,轉化率和產(chǎn)率高和催化劑用量少,價格反應器兩次,而后用氫氣吹掃兩次,隨后將反應器低的特點,特別由于水溶液處理后可循環(huán)使用,因在1.5MPa下加壓,攪拌并且加熱至75℃,個反此無三廢處理。應期間在反應器中保持恒定壓力5h后,氫消耗停借鑒制備三氟乙醇的方法2,我們可以在500止吹掃反應器,過濾出催化劑并且分析反應產(chǎn)物,mL三口瓶中將59.2g(0.41mol)溴(氯)代氟乙烷,乙二氟乙醇收率為60%。酸鈉,催化劑,溶劑NN-二甲基甲酰胺(DMF),在一森本剛等以 RFCOX將吸附有質量分數(shù)0.5%定溫度下進行酯化反應,生成二氟乙醇的羧酸酯,的4~8目的活性炭填充入內徑1cm、長1m的反應再在堿性溶液中水解精制得到二氟乙醇。管,放入170℃恒溫加熱的反應裝置里,向反應器通此方法首先要合成溴(氯)代氟乙烷增加了反入二氟酰鹵0.5mol/h,氫氣4mol/h,反應24h,可得應步驟,且合成較為困難;第二步酯化反應時間較到相應的氟乙醇。長,催化劑價格較高;最后一步水解精制,后處理提純較困難,產(chǎn)率不很理想。綜上,由于此方法合成步 RCOX HyCRCH2OH24h驟多,時間長,導致其總收率不高。以二氟乙酰氯為起始原料,反應試劑易于得到,2總結催化劑可以循環(huán)使用,大大降低了生產(chǎn)成本,反應在所有的合成工藝路線中,以二氟乙酸和二氟可在氣相(或液相)中進行,方法靈活,生產(chǎn)條件、設乙酸酯為起始原料,試劑易得,但某些輔助催化劑備簡單,轉化率較高,產(chǎn)率也較為理想,適合工業(yè)化或溶劑市面價格較高,增加了其成本,且后處理過生產(chǎn)。程較為困難,導致其產(chǎn)率不高;以1,1-二氟-2-溴1.4以1,1-二氟-2-溴(或氯)乙烷為原料(或氯)乙烷為原料,反應步驟多,時間長,導致其總 Yuichi將氟乙烯,溴(氯)化氫氣體與催化劑氧收率降低。氣一起通入反應器中,進行加成反應,可以得到氟綜上,以二氟乙酰氯為原料的催化氫化法制備代溴()乙烷。二氟乙醇最具有工業(yè)化價值。該方法在有效量的催唐昌盛等人在裝有攪拌器、回流冷凝器、溫度化劑存在下氫化乙酰鹵制備二氟乙醇,反應原料、計的1000mL,四口燒瓶中,加入溴代烷烴500mL,試劑易得,反應條件、設備簡單,轉化率較高,產(chǎn)率催化劑2g。水浴冷卻攪拌下緩慢通入自制溴化氫也較為理想,適合工業(yè)化生產(chǎn),具有較高的生產(chǎn)價與烯烴氣體控制反應溫度反應2~3h后,燒瓶中值。液面有明顯增高停止通入溴化氫與烯烴氣體,產(chǎn)物我國的氟化學研究在國際上一直有相當?shù)挠熬s分離。反應方程式如下:響,近幾年來,含氟生物活性物質的研究和應用更 R.CH=+HXRCH2CH2X為深入,我們必須不斷的推出新的含氟產(chǎn)品,不斷研究氟化技術,才能適應國際上的競爭與市場需求 Astrologes報道了HCFC133a與羧酸的堿金參考文獻:屬鹽如醋酸鉀,在溶劑DMSO、DMF、環(huán)丁砜、N-甲1]苑金岐三氟乙醇市場調研報告化工科技市場,基吡咯烷酮存在下,進行酯化反應,生成三氟乙醇2001):57-59.的羧酸酯,再在堿性水中水解得到三氟乙醇所用2]張未星齊志奇2,2-三氟乙醇的合成與應用浙溶劑的極性要比二乙醚大,溶劑最好無水,否則其江化工2001,0:12-15.中的水分會使副產(chǎn)物增加,同時減慢了反應速率。3]何偉脂肪族含氟精細化工中間體開發(fā)與應用J精此法酯化時間長,溶劑貴且步驟長 Ogura等人叫則細化工料0033.報道了HCFC133a和堿金屬鹽在1.4-內酯溶劑中[4]CAS359-13-7,二氟乙醇性質S ZHEJIANG CHEMICAL INDUSTRYvol.41no.4(2010)[]劉志賢石雙群宋新芳硼氫化鈉的性質及合成河北 dibenzyl alcohols and their use:us,200215630.2002-10-師范大學學報1997,21(1):71-75.24. 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Therefore, difluoroacetyl chloride as starting material is most suitable for industrialized producti Key words: 2,2-difluoroethanol; synthesis; fluorine chemistry