專利名稱：一種含氟碘代烷的合成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及合成技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種含氟碘代烷的合成方法。
背景技術(shù)：
含氟碘代烷中的C-I鍵較活潑，使其可較容易的合成其它化學(xué)品。因此成為一種重要的含氟砌塊試劑，主要用作醫(yī)藥、醫(yī)藥合成中間體。CN 1182092中公開了一種三氟氯乙烷和碘化鈉或碘化鉀為主要原料，在季銨鹽或聚乙二醇相轉(zhuǎn)移催化劑的存在下和非質(zhì)子極性溶劑中，合成了三氟碘乙烷，但收率較低。在這種方法中，相轉(zhuǎn)移催化劑和非質(zhì)子溶劑是氟氯交換反應(yīng)必需的條件，所用的溶劑是N，N-二甲基甲酰胺，二甲基亞砜和N-甲基吡咯烷酮等，所需的溫度在100°C 150°C，反應(yīng)所需時(shí)間為12 20h，然后收率僅為51 74%。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種含氟碘代烷的合成方法。本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的一種含氟碘代烷的合成方法，含氟碘代烷的通式為CFmH3_m(CH2)nI，該方法為在相轉(zhuǎn)移催化劑的作用下，并/或在極性質(zhì)子惰性的酮類溶劑中，通式為CFmH3_m(CH2)nX的化合物同碘化鈉或碘化鉀發(fā)生鹵素交換反應(yīng)，合成通式為CFmH3_m (CH2) nI的化合物；其中，m=2 3，n=2 5，X是Cl或Br，反應(yīng)溫度為20 °C 140°C，相轉(zhuǎn)移催化劑與 CFmH3^m(CH2)nX 的質(zhì)量比為 0. 0005 0. 05 1，CFmH3^m(CH2)nX 同碘化鈉或碘化鉀的摩爾比為0.5 5 1。進(jìn)一步地，所述相轉(zhuǎn)移催化劑為R1R2R3R4NX) R-C6H4-SO3Na或冠醚，其中，R1-R4為 C1-C16的烷基或芐基；R為C6-C16的烷基、C6-C9的全氟烷基或R5SO3Na, R5為C4-C12的烷基。進(jìn)一步地，所述極性質(zhì)子惰性的酮類溶劑為丙酮、丁酮、己酮或環(huán)己酮的酮類化合物。進(jìn)一步地，所述反應(yīng)溫度優(yōu)選為70°C 110°C。進(jìn)一步地，所述的相轉(zhuǎn)移催化劑與CFmH3_m (CH2) nX的質(zhì)量比優(yōu)選為0. 005 0.03 1，CFmH3_m (CH2)nX同碘化鈉或碘化鉀的摩爾比優(yōu)選為1 3 1。本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明具有生產(chǎn)設(shè)備簡(jiǎn)單，工藝流程短、無(wú)需復(fù)雜的后處理裝置，工藝參數(shù)控制容易，操作安全性較好，相轉(zhuǎn)移催化劑用量較少、價(jià)格相對(duì)較廉，反應(yīng)選擇性好，產(chǎn)品純度高，能耗低，三廢少、環(huán)境污染小，投資較少等特點(diǎn)。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明旨在提供一種工藝流程短，原料成本低的通式為CFmH3_m(CH2)nI的化合物的合成方法。含氟碘代烷通式為CFmH3_m(CH2) nI，本發(fā)明含氟碘代烷的合成方法是在相轉(zhuǎn)移催化劑的作用下，并/或在極性質(zhì)子惰性的酮類溶劑中，由通式為CFmH3_m(CH2)nX的化合物同碘化鈉或碘化鉀發(fā)生鹵素交換 反應(yīng)，合成通式為CFmH3_m (CH2)nI的化合物，其中m=2 3，n=2 5，X是Cl或Br。反應(yīng)溫度為20°C 140°C，相轉(zhuǎn)移催化劑與CFmH3_m(CH2)nX的質(zhì)量比為 0.0005 0.05 1，CFmH3_m(CH2)nX同碘化鈉或碘化鉀的摩爾比為0. 5 5 1。在相轉(zhuǎn)移催化劑存在的條件下，無(wú)論有沒有溶劑，通式為CFmH3_m(CH2)nX的化合物都可同碘化鈉或碘化鉀反應(yīng)合成通式為CFmH3_m(CH2)nI的化合物，但反應(yīng)時(shí)間需要適當(dāng)延長(zhǎng)，反應(yīng)的選擇性也有一定的降低。同樣，在有極性質(zhì)子惰性的酮類溶劑存在的條件下，無(wú)論有沒有相轉(zhuǎn)移催化劑，通式為CFmH3_m(CH2)nX的化合物也都可同碘化鈉或碘化鉀反應(yīng)合成通式為CFmH3_m(CH2)nI的化合物，但反應(yīng)時(shí)間需要適當(dāng)延長(zhǎng)。在既有相轉(zhuǎn)移催化劑，又有極性質(zhì)子惰性的酮類溶劑存在的條件下，通式為CFmH3_m(CH2)nX的化合物同碘化鈉或碘化鉀反應(yīng)合成通式為CFmH3_m(CH2)nI的化合物所需的反應(yīng)時(shí)間最短，選擇性最高。相轉(zhuǎn)移催化劑為R1R2R3R4NXj-C6H4-SO3Na或冠醚，其中，R1-R4為C1-C16的烷基或芐基；R為C6-C16的烷基、C6-C9的全氟烷基或R5SO3Na, R5為C4-C12的烷基。極性質(zhì)子惰性的酮類溶劑為丙酮、丁酮、己酮、環(huán)己酮等酮類化合物。反應(yīng)溫度為20°C 140°C，優(yōu)選70°C 110°C。相轉(zhuǎn)移催化劑與CFmH3_m(CH2)nX的質(zhì)量比為0.0005 0.05 1，優(yōu)選0.005 0.03 l，CFmH3_m(CH2)nX同碘化鈉或碘化鉀的摩爾比為0. 5 5 1，優(yōu)選1 3 1。以下通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更具體的說(shuō)明，但本發(fā)明并不限于所述的實(shí)施例。實(shí)施例1
在1.0 L反應(yīng)釜中加入4 g 18-冠-6，3 mol Cf2HCH2CH2CH2CI和1 mol的碘化鈉后， 密封反應(yīng)釜。開動(dòng)攪拌，將反應(yīng)釜升溫至85°C，并恒溫反應(yīng)5 h。反應(yīng)物經(jīng)過(guò)濾、精餾得到 CF3CH2CH2CH2I,基于碘化鈉的收率為94. 3%。實(shí)施例2
在1. 0 L反應(yīng)釜中加入5. 5 mol CF3CH2CH2CH2CH2Br, 2 mol的碘化鈉和500ml丙酮后， 密封反應(yīng)釜。開動(dòng)攪拌，將反應(yīng)釜升溫至70°C，并恒溫反應(yīng)6 h。反應(yīng)物經(jīng)過(guò)濾、精餾得到 CF3CH2CH2CH2CH2I,基于碘化鈉的收率為80. 5%。實(shí)施例3
在1. 0 L反應(yīng)釜中加入1. 5g四甲基溴化胺，3 mol CF2HCH2CH2Cl, 3mol碘化鈉和500 ml 丁酮，密封反應(yīng)釜。開動(dòng)攪拌，將反應(yīng)釜升溫至75°C，并恒溫反應(yīng)6 h后停止反應(yīng)。反應(yīng)物經(jīng)過(guò)濾、精餾得到CF2HCH2CH2I,基于碘化鈉的收率為88. 9%。實(shí)施例4
在1.0 L反應(yīng)釜中加入3. 5g全氟壬氧基苯磺酸鈉，2. 5mol碘化鉀，500 ml己酮和3 mol CF3CH2CH2CH2CH2CI,密封反應(yīng)釜。開動(dòng)攪拌，將反應(yīng)釜升溫至85 °C，并恒溫反應(yīng)2. 5 h后停止反應(yīng)。反應(yīng)物經(jīng)過(guò)濾、精餾得到CF3CH2CH2CH2CH2I,基于碘化鉀的收率為92. 7%。實(shí)施例5
在1.0 L反應(yīng)釜中加入2g 18-冠-6，3 mol CF3CH2CH2Cl, 2 mol的碘化鈉和500ml環(huán)己酮后，密封反應(yīng)釜。開動(dòng)攪拌，將反應(yīng)釜升溫至110°C，并恒溫反應(yīng)3h。反應(yīng)物經(jīng)過(guò)濾、精餾得到CF3CH2CH2I,基于碘化鈉的收率為95. 8%。實(shí)施例6
在1.0 L反應(yīng)釜中加入0. 8g 18-冠-6，3 mol CF3CH2CH2CH2Cl，1. 5 mol的碘化鉀和500ml丙酮后，密封反應(yīng)釜。開動(dòng)攪拌，將反應(yīng)釜升溫至90°C，并恒溫反應(yīng)6 h。反應(yīng)物經(jīng)過(guò)濾、精餾得到CF3CH2CH2CH2I,基于碘化鉀的收率為93. 4%。實(shí)施例7
在1. 0 L反應(yīng)釜中加入5g 18-冠-6,3 mol CF3CH2CH2Cl, 2 mol的碘化鈉和500ml丙酮后，密封反應(yīng)釜。開動(dòng)攪拌，將反應(yīng)釜控制在25°C，并恒溫反應(yīng)50h。反應(yīng)物經(jīng)過(guò)濾、精餾得到CF3CH2CH2I,基于碘化鈉的收率為43. 5%。實(shí)施例8
在 1.0 L 反應(yīng)釜中加入 1.5g 18-冠-6，3 mol CF3CH2CH2CH2CH2Br, 2 mol 的碘化鈉禾口 500ml丙酮后，密封反應(yīng)釜。開動(dòng)攪拌，將反應(yīng)釜控制在140°C，并恒溫反應(yīng)1.5h。反應(yīng)物經(jīng)過(guò)濾、精餾得到CF3CH2CH2CH2CH2I,基于碘化鈉的收率為89. 5%。上述實(shí)施例用來(lái)解釋說(shuō)明本發(fā)明，而不是對(duì)本發(fā)明進(jìn)行限制，在本發(fā)明的精神和權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)，對(duì)本發(fā)明作出的任何修改和改變，都落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1. 一種含氟碘代烷的合成方法，含氟碘代烷的通式為CFmH3_m(CH2)nI,其特征在于，該方法為在相轉(zhuǎn)移催化劑的作用下，并/或在極性質(zhì)子惰性的酮類溶劑中，通式為CFmH3_m(CH2) nX的化合物同碘化鈉或碘化鉀發(fā)生鹵素交換反應(yīng)，合成通式為CFmH3_m(CH2)nI的化合物；其中，m=2 3，n=2 5，X是Cl或Br，反應(yīng)溫度為20°C 140°C，相轉(zhuǎn)移催化劑與CFmH3_m (CH2) nx的質(zhì)量比為0. 0005 0. 05 1，CFmH3I(CH2)nX同碘化鈉或碘化鉀的摩爾比為0. 5 5 I0
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通式為CFmH3_m(CH2)nI的化合物的合成方法，其特征在于，所述相轉(zhuǎn)移催化劑為R1R2R3R4NXj-C6H4-SO3Na或冠醚，其中，R1-R4為C1-C16的烷基或芐基；R為 C6-C16的烷基、C6-C9的全氟烷基或R5SO3Na, R5為C4-C12的烷基。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通式為CFmH3_m(CH2)nI的化合物的合成方法，其特征在于，所述極性質(zhì)子惰性的酮類溶劑為丙酮、丁酮、己酮或環(huán)己酮的酮類化合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通式為CFmH3_m(CH2)nI的化合物的合成方法，其特征在于，所述反應(yīng)溫度優(yōu)選為70°C 110°C。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通式為CFmH3_m(CH2)nI的化合物的合成方法，其特征在于，所述的相轉(zhuǎn)移催化劑與CFmH3_m(CH2)nX的質(zhì)量比優(yōu)選為0. 005 0. 03 1，CFmH3_m(CH2)nX同碘化鈉或碘化鉀的摩爾比優(yōu)選為1 3 1。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種含氟碘代烷的合成方法，在相轉(zhuǎn)移催化劑的作用下，并/或在極性質(zhì)子惰性的酮類溶劑中，通式為CFmH3-m(CH2)nX的化合物同碘化鈉或碘化鉀發(fā)生鹵素交換反應(yīng)，合成通式為CFmH3-m(CH2)nI的化合物，其中m=2～3，n=2～5，X是Cl或Br。反應(yīng)溫度為20℃～140℃，相轉(zhuǎn)移催化劑與CFmH3-m(CH2)nX的質(zhì)量比為0.0005∶1～0.05∶1，CFmH3-m(CH2)nX同碘化鈉或碘化鉀的摩爾比為0.5∶1～5∶1。本發(fā)明具有工藝流程短，原料成本低的明顯優(yōu)勢(shì)。
文檔編號(hào)C07C17/20GK102219636SQ20111010532
公開日2011年10月19日 申請(qǐng)日期2011年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月26日
發(fā)明者吳慶, 周強(qiáng), 王樹華 申請(qǐng)人:巨化集團(tuán)公司