本發(fā)明屬于有機合成技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種5-三氟甲基尿嘧啶的制備方法。

背景技術(shù)：

5-三氟甲基尿嘧啶是一種重要的化工中間體原料，是合成新型醫(yī)藥、農(nóng)藥及液晶的重要中間體，具有非常廣泛的應(yīng)用價值，市場前景十分可觀。

有報道采用尿嘧啶為起始原料，利用三氟溴甲烷氟化，并使用雙氧水和二茂鐵作為催化劑合成的方法，但該方法的生產(chǎn)成本高，而且使用的三氟溴甲烷運輸危險性高，所用催化劑的量也比較大，從工業(yè)化角度考慮，并不適合工業(yè)化生產(chǎn)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種5-三氟甲基尿嘧啶的制備方法，本發(fā)明工藝簡單、后處理易行，可制備高純度產(chǎn)品，適合于工業(yè)化生產(chǎn)。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：

一種5-三氟甲基尿嘧啶的制備方法，該方法是以5-甲基尿嘧啶為原料，依次經(jīng)氯化、光氯化、氟化水解和重結(jié)晶工序獲得所述5-三氟甲基尿嘧啶產(chǎn)品。

所述氯化工序中，以5-甲基尿嘧啶為原料，以三氯氧磷、三乙胺鹽酸鹽和五氯化磷為氯化試劑，五氯氧磷為分批加入；氧化反應(yīng)中5-甲基尿嘧啶、三氯氧磷、三乙胺鹽酸鹽和五氯化磷的重量比例為1：(3-3.5)：(0.2-0.3)：(2.8-3.5)。

所述氯化工序中，氯化反應(yīng)溫度為80～110℃，氯化反應(yīng)時間為3-10小時，氯化反應(yīng)結(jié)束后先通過減壓蒸餾蒸除三氯氧磷，再在釜溫150℃和真空度-0.098MPa條件下通過減壓蒸餾得到氯化反應(yīng)產(chǎn)品。

所述光氯化工序中，以干燥的氯氣作為光氯化試劑，氯氣的通入量為氯化反應(yīng)產(chǎn)品重量的1.5-3倍，氯氣通入速率為30kg/h；光氯化反應(yīng)中使用紫外燈。

所述光氯化工序中，起始溫度為80～120℃時向氯化工序中所得氯化反應(yīng)產(chǎn)品中通入氯氣，通入氯氣的過程中逐漸升溫到反應(yīng)溫度210℃時進行保溫，至取樣合格為止，獲得光氯化液，控制氣相二氯中間體〈3％時合格。

所述氟化水解工序包括氟化過程和水解過程，氟過過程中以無水氟化氫作為氟化試劑，反應(yīng)溫度小于150℃，釜壓小于8MPa；水解工序以水作為水解試劑，水解過程的溫度小于100℃。

所述氟化水解工序過程如下：將光氯化工序得到的光氯化液投入至高壓釜內(nèi)，加入無水氟化氫，光氯化液與無水氟化氫的比例為重量比例為(1-6)：1，密封高壓釜，升溫至120-150℃在攪拌條件下保溫5-10小時；降溫至小于60℃后進行蒸餾HF，蒸餾HF過程中控制釜溫不超過60℃；蒸除HF后再在釜溫150℃條件下蒸餾氟化產(chǎn)品；蒸餾出的氟化產(chǎn)品直接蒸餾到水中，水中析出白色或淡黃色固體，經(jīng)離心分離后得到離心濕料。

所述重結(jié)晶工序以醇類作為重結(jié)晶試劑，所述醇類為甲醇、乙醇或正丁醇；重結(jié)晶溫度小于80℃。

所述重結(jié)晶工序過程為：在氟化水解工序后得到的離心濕料中加入重結(jié)晶試劑，升溫至60～70℃攪拌1小時，然后降溫至10℃進行離心，離心產(chǎn)物在釜溫小于60℃條件下進行減壓干燥后，即得到5-三氟甲基尿嘧啶產(chǎn)品。

本發(fā)明的優(yōu)點和有益效果如下：

1、本發(fā)明提供了一種5-三氟甲基尿嘧啶的制備方法。本發(fā)明工藝簡單、生產(chǎn)成本低，適合于工業(yè)化生產(chǎn)。

2、本發(fā)明制備的5-三氟甲基尿嘧啶產(chǎn)品的純度≥99.5％。

具體實施方式

下面將通過具體實施例對本發(fā)明做進一步的具體描述，但不能理解為是對本發(fā)明保護范圍的限定。

本發(fā)明是以5-甲基尿嘧啶為原料，依次經(jīng)氯化、光氯化、氟化、水解等工序合成5-三氟甲基尿嘧啶產(chǎn)品，各步驟反應(yīng)路線分別如下式(1)-(4)所示：

1、氯化：

2、光氯化：

3、氟化：

4、水解：

實施例1：

本實施例制備5-三氟甲基尿嘧啶產(chǎn)品的過程如下：

(1)氯化工序

向釜內(nèi)加入三氯氧磷236㎏、15㎏三乙胺鹽酸鹽、25.0㎏5-甲基尿嘧啶，緩慢升溫至80～90℃，當(dāng)氣量減少時，在此溫度下將剩余50.0㎏的5-甲基尿嘧啶補加至釜內(nèi)，再緩慢升溫至95～100℃保溫8小時，降溫至50℃分批加五氯化磷220.0㎏，加料過程控制釜溫在40～50℃，加完后攪拌2小時，開始進行減壓蒸餾三氯氧磷，控制釜溫<60℃，真空-0.095MPa蒸至不流液為止。蒸餾結(jié)束后切換至蒸產(chǎn)品,當(dāng)釜溫達到150℃，真空度達至-0.098MPa不流液為止?？傻玫奖静疆a(chǎn)品81.5.0㎏左右，氣相含量98.3％。

(2)光氯化工序

當(dāng)上步蒸餾得到的氯化產(chǎn)品81.5.0㎏投入搪瓷釜內(nèi)用油浴給反應(yīng)釜升溫至100℃時開始通氯氣開燈，通氯氣過程逐步提高釜溫至195℃保溫至取樣合格為止，控制氣相二氯中間體〈3％。此時產(chǎn)品含量92％左右，通氯氣量為153.0㎏，可得油層112.0㎏，熔點80℃左右，必須高溫轉(zhuǎn)料。(3)氟化水解

將上述光氯化液112.0㎏分成5批。投入一批至高壓釜內(nèi)，再加入18.0㎏的無水氟化氫，密封高壓釜，升溫至130℃，升溫過程如果超7.0MPa，可以降溫至10℃以下進行排壓后再升溫保溫，不超壓可以不排壓，在130±2℃保溫攪拌8小時后降溫排壓進行蒸餾HF，蒸餾HF控制釜溫不超過60℃，釜上必須有回流冷凝器，否則HF易將產(chǎn)品帶走，產(chǎn)品沸點105℃左右，蒸HF結(jié)束后，切換到蒸產(chǎn)品，蒸到釜溫150℃不流液為止，蒸產(chǎn)品時產(chǎn)品可以直接蒸餾到水中，氟化產(chǎn)品遇水馬上水解成白色或淡黃色固體析出。經(jīng)過離心可得到濕品7.9㎏，含量98.4％。5批進行完可得到40.0㎏濕品。

(4)重結(jié)晶、干燥工序

將上述離心濕料40㎏加100.0㎏乙醇，升溫至60～70℃攪拌1小時，然后降溫至10℃進行離心產(chǎn)品(以水解產(chǎn)品的質(zhì)量狀態(tài)決定此步重結(jié)晶是否需要加活性炭脫色)，如果水解料有顏色，加2.0㎏的活性炭升溫進行熱過濾后再降溫離心，可以得到38.5㎏的濕品，經(jīng)過減壓干燥，釜溫〈60℃得到干品19.8㎏，液相含量99.5％。

實施例2：

本實施例制備5-三氟甲基尿嘧啶產(chǎn)品的過程如下：

1.氯化工序

向釜內(nèi)加入三氯氧磷236㎏、16㎏三乙胺鹽酸鹽、25.0㎏5-甲基尿嘧啶，緩慢升溫至80～90℃,當(dāng)氣量減少時，在此溫度下將剩余50.0㎏的5-甲基尿嘧啶補加至釜內(nèi)，再緩慢升溫至105～110℃保溫5小時，降溫至50℃分批加五氯化磷248.0㎏，加料過程控制釜溫在40～70℃，加完后攪拌2小時，開始進行減壓蒸餾三氯氧磷，控制釜溫<60℃，真空-0.095MPa蒸至不流液為止。蒸餾結(jié)束后切換至蒸產(chǎn)品,當(dāng)釜溫達到150℃，真空度達至-0.098MPa不流液為止?？傻玫奖静疆a(chǎn)品86.0㎏左右,氣相含量98.5％。

2.光氯化工序

當(dāng)上步蒸餾得到的氯化產(chǎn)品86.0㎏投入搪瓷釜內(nèi)用油浴給反應(yīng)釜升溫至100℃時開始通氯氣開燈，通氯氣過程逐步提高釜溫至210℃保溫至取樣合格為止，控制氣相二氯中間體〈3％。此時產(chǎn)品含量92％左右，通氯氣量為153.0㎏，可得油層124.0㎏，熔點80℃左右，必須高溫轉(zhuǎn)料。

3.氟化水解

將上述光氯化液124.0㎏分成6批。投入一批至高壓釜內(nèi),再加入21.0㎏的無水氟化氫，密封高壓釜，升溫至140℃，升溫過程如果超7.0MPa，可以降溫至10℃以下進行排壓后再升溫保溫，不超壓可以不排壓，在140±2℃保溫攪拌8小時后降溫排壓進行蒸餾HF，蒸餾HF控制釜溫不超過60℃，釜上必須有回流冷凝器，否則HF易將產(chǎn)品帶走，產(chǎn)品沸點105℃左右，蒸HF結(jié)束后，切換到蒸產(chǎn)品，蒸到釜溫150℃不流液為止，蒸產(chǎn)品時產(chǎn)品可以直接蒸餾到水中，氟化產(chǎn)品遇水馬上水解成白色或淡黃色固體析出。經(jīng)過離心可得到濕品8.7㎏，含量98.4％。6批進行完可得到52.0㎏濕品。

4.重結(jié)晶、干燥工序

將上述離心濕料52.0㎏加100.0㎏乙醇，升溫至60～70℃攪拌1小時，然后降溫至10℃進行離心產(chǎn)品(以水解產(chǎn)品的質(zhì)量狀態(tài)決定此步重結(jié)晶是否需要加活性炭脫色)，如果水解料有顏色，加2.0㎏的活性炭升溫進行熱過濾后再降溫離心，可以得到48.3㎏的濕品，經(jīng)過減壓干燥，釜溫〈60℃得到干品29.3㎏，液相含量99.5％。

實施例3：

將實施例1中(1)的反應(yīng)體系溫度換85℃，其他操作條件包括后處理步驟均與實施例1相同。得到5-三氟甲基尿嘧啶16.2kg產(chǎn)品，分析測得產(chǎn)品含量為99.5％(GC)。

實施例4：

將實施例1中(2)反應(yīng)溫度換為180℃，其他操作條件包括后處理步驟均與實施例1相同。得到5-三氟甲基尿嘧啶產(chǎn)品16.9g，分析測得產(chǎn)品中的5-三氟甲基尿嘧啶含量為99.1％(GC)。

實施例5：

將實施例1中的(3)反應(yīng)溫度換為140℃，其他操作條件包括后處理步驟均與實施例1相同。得到5-三氟甲基尿嘧啶產(chǎn)品22.5kg，分析測得產(chǎn)品含量為99.5％(GC)。