肟菌酯中間體間三氟甲基苯乙酮的合成工藝研究

間三氟甲基苯乙酮（3-Trifluoromethylacetophenone）簡(jiǎn)稱TFAP，淡黃色液體，主要用于醫(yī)藥、農(nóng)藥和染料等領(lǐng)域。它是合成甲氧基丙烯酸酯類化合物肟菌酯（Trifloxystrobin，商品名Flint）的關(guān)鍵中間體，同時(shí)也是合成醫(yī)藥、染料的重要原料。國(guó)內(nèi)外報(bào)道的合成間三氟甲基苯乙酮的方法有：間三氟甲基苯甲氰與碘甲烷的格氏反應(yīng)后再水解；間三氟甲基苯甲酸經(jīng)酰氯化后和碘甲烷的鎘試劑反應(yīng)；間三氟甲基苯甲醛和重氮甲烷反應(yīng)；間三氟甲基溴苯的格氏試劑與乙酐反應(yīng)；間三氟甲基苯胺重氮化后與乙醛肟偶合生成間三氟甲基苯乙酮肟，最后在鹽酸中水解。其中最后一種方法所用原料來(lái)源廣、涉及到的反應(yīng)溫度適中，反應(yīng)都在常壓下進(jìn)行、所有的反應(yīng)都安全可控，因此該方法較易工業(yè)化，其合成工藝路線如圖1所示。筆者對(duì)最后一種方法進(jìn)行了相關(guān)文獻(xiàn)的查閱，并對(duì)該方法如何進(jìn)一步提高收率、降低成本和減少污染排放進(jìn)行了研究，對(duì)其工業(yè)化具有一定的指導(dǎo)意義。

圖1 間三氟甲基苯乙酮的合成路線

1 操作步驟

1.1 重氮化反應(yīng)

46g間三氟甲基苯胺緩慢加入裝有280g硫酸溶液（質(zhì)量濃度25%）的四口瓶中，然后冷卻至0℃并開(kāi)始滴加30%NaN02水溶液72g，控制溫度0℃～5℃，滴完后保溫?cái)嚢?0 min，分批少量加入尿素以除去過(guò)量的NaN02，并用淀粉KI試紙檢測(cè)。最后制得淡黃色重氮鹽澄清液，保溫待用。

1.2偶合反應(yīng)

四口瓶?jī)?nèi)加入8.0g乙酸，50%乙醛肟水溶液50.0g及100 mL甲苯，攪拌并冷卻。冷卻到5℃以下后開(kāi)始滴加上述重氮鹽清液，并同時(shí)滴加10%硫酸銅水溶液46g，另外通過(guò)滴加30%液堿，控制反應(yīng)體系pH在4～4.5，通過(guò)冰鹽浴控制反應(yīng)溫度在0℃～5℃。加完后升溫至20℃并攪拌，GC跟蹤分析，反應(yīng)完畢后靜置分層，上層有機(jī)相用5%氨水洗至中性。 1.3水解反應(yīng)

將90 mL濃度為20%鹽酸加入到上述有機(jī)相中，加熱攪拌回流，GC跟蹤分析反應(yīng)，水解反應(yīng)完畢后靜置分層，上層有機(jī)相用碳酸氫鈉水溶液堿洗至中性，無(wú)水硫酸鈉干燥，脫溶后再減壓蒸餾得淡黃色液體47.8g，即為間三氟甲基苯乙酮，GC分析，含量99%，收率89%。

1.4乙醛肟再生

上步水解反應(yīng)的水相攪拌下加入27g40%的NaOH溶液調(diào)節(jié)pH值至6.5，然后冷卻至10℃，開(kāi)始滴加46.6 g40%乙醛水溶液，過(guò)程中控制溫度不超過(guò)10℃，100 min滴完。接著升溫至18℃，再滴加27g40%的NaOH溶液調(diào)節(jié)pH值至6.5，保證溫度不超過(guò)20℃。GC跟蹤分析反應(yīng)，沒(méi)有乙醛后停止反應(yīng)。常壓蒸餾反應(yīng)液，收集96℃～112℃餾分，得乙醛肟水溶液113.1g，乙醛肟含量為20%，收率為90.5%（以偶合反應(yīng)加入的乙醛肟計(jì)算）。

2 結(jié)果與討論

上述合成路線已有文獻(xiàn)報(bào)道，但其報(bào)道的最高收率只有78%，筆者對(duì)其某些步驟進(jìn)行了改進(jìn)，使收率提高至89%，實(shí)驗(yàn)對(duì)比結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 改進(jìn)實(shí)驗(yàn)對(duì)比結(jié)果

注：其它反應(yīng)條件同實(shí)驗(yàn)步驟

2.1重氮化反應(yīng)尿素的加入對(duì)收率的影響

重氮化反應(yīng)是經(jīng)典的有機(jī)反應(yīng)之一，其反應(yīng)條件已很成熟。筆者查閱的該文獻(xiàn)，其重氮化反應(yīng)中NaN02投料過(guò)量0.1摩爾當(dāng)量左右，沒(méi)有加尿素除過(guò)量的NaN02，為此筆者對(duì)尿素的加入對(duì)收率的影響進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1。從表1實(shí)驗(yàn)1和實(shí)驗(yàn)2中可以看出，加入尿素后的收率82%比未加尿素的收率76%有明顯的提高。過(guò)量的NaN02在酸性條件下生產(chǎn)HNO2后對(duì)反應(yīng)收率影響的可能原因是亞硝酸化學(xué)活性比較活潑，很容易與偶合反應(yīng)體系中的乙醛肟和生成的產(chǎn)物間三氟甲基苯乙酮肟發(fā)生氧化和亞硝基化等副反應(yīng)。

2.2催化劑硫酸銅加入方式對(duì)收率的影響

文獻(xiàn)報(bào)道的催化偶合反應(yīng)的催化劑活性最好的是硫酸銅，常用的劑量為10%摩爾當(dāng)量，硫酸銅都是在滴加重氮液前一次性加入到反應(yīng)體系中。筆者在實(shí)驗(yàn)中觀察到偶合反應(yīng)過(guò)程中反應(yīng)體系會(huì)有大量硫酸鈉固體鹽析出，同時(shí)由于同離子效應(yīng)，水中的硫酸銅也會(huì)析出一部分，反應(yīng)體系也會(huì)變成非均相，且析出的硫酸鈉固體鹽會(huì)吸附、包裹一部分硫酸銅，從而使發(fā)生反應(yīng)的水相中的硫酸銅濃度降低，進(jìn)而影響到偶合反應(yīng)的收率。為了驗(yàn)證以上的推測(cè)進(jìn)行了對(duì)比實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1。從表1實(shí)驗(yàn)1和實(shí)驗(yàn)3的對(duì)比或試驗(yàn)2和實(shí)驗(yàn)4的對(duì)比中可以看出催化劑硫酸銅的加入方式對(duì)收率影響非常明顯，從而可以印證上面的推測(cè)。

2.3 肟化反應(yīng)溫度對(duì)乙醛肟回收收率的影響

滴加乙醛時(shí)的溫度及反應(yīng)終點(diǎn)的溫度均會(huì)對(duì)乙醛肟的收率造成不同的影響。若滴加乙醛溫度過(guò)高，則乙醛易揮發(fā)，嚴(yán)重影響產(chǎn)物收率；若反應(yīng)終點(diǎn)溫度過(guò)低，則反應(yīng)時(shí)間拉長(zhǎng)，且反應(yīng)難以充分；若反應(yīng)終點(diǎn)溫度過(guò)高，則易引發(fā)其他的副反應(yīng)，導(dǎo)致收率降低。保持其他操作均相同，改變加醛溫度和終點(diǎn)溫度，考查乙醛肟收率的變化情況，見(jiàn)圖2。

由圖2可知，當(dāng)反應(yīng)終點(diǎn)溫度一樣時(shí)，隨著加醛溫度的增加收率反而下降，所以滴加乙醛最合適的溫度是10℃。當(dāng)加醛溫度不變時(shí)，隨著反應(yīng)終點(diǎn)溫度的升高，收率增加；當(dāng)溫度達(dá)到20℃～25℃時(shí)，收率最大；終點(diǎn)溫度繼續(xù)增加，收率開(kāi)始下降。因此，10℃是肟化過(guò)程最佳加醛溫度，20℃～25℃為其最佳反應(yīng)終點(diǎn)溫度。

2.4氫氧化鈉水溶液和乙醛的加料方式對(duì)乙醛肟回收收率的影響

氫氧化鈉溶液的作用在于調(diào)節(jié)反應(yīng)體系的酸堿度，使反應(yīng)朝著有利的方向進(jìn)行，以提高收率和純度。以下三組實(shí)驗(yàn)氫氧化鈉水溶液和乙醛的加入量都一樣，只是加入順序有所不同，考查其對(duì)反應(yīng)的影響情況，結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 氫氧化鈉水溶液和乙醛的加料方式對(duì)

乙醛肟回收收率的影響

從表2可以看出，實(shí)驗(yàn)3的加料方式得到乙醛肟收率最高，所以應(yīng)該將NaOH溶液平均分成兩部分，分別于滴加乙醛溶液的前后加入反應(yīng)液中。

3 結(jié)論

以間三氟甲基苯胺為起始原料，先重氮化制成重氮鹽，并加尿素破壞過(guò)量的亞硝酸鈉，然后控制pH在4～4.5，溫度在0℃～5℃，并在硫酸銅的催化下與乙醛肟偶合，偶合物用鹽酸水解得間三氟甲基苯乙酮，總收率達(dá)89%。對(duì)水解反應(yīng)的副產(chǎn)物鹽酸羥胺與乙醛反應(yīng)生成乙醛肟后進(jìn)行了回收，回收反應(yīng)的最佳條件：反應(yīng)pH值為6.5；加醛溫度為10℃；終點(diǎn)反應(yīng)溫度為20℃～25℃；用來(lái)調(diào)節(jié)pH值的氫氧化鈉溶液平分為兩部分，分別于滴加乙醛溶液的前后加入反應(yīng)液中，回收率可達(dá)90.5%，實(shí)現(xiàn)了乙醛肟的部分再生。本工藝反應(yīng)條件簡(jiǎn)單，收率高，污染較小，具有工業(yè)化生產(chǎn)前景。

（摘編自《浙江化工》2013.11）endprint

間三氟甲基苯乙酮（3-Trifluoromethylacetophenone）簡(jiǎn)稱TFAP，淡黃色液體，主要用于醫(yī)藥、農(nóng)藥和染料等領(lǐng)域。它是合成甲氧基丙烯酸酯類化合物肟菌酯（Trifloxystrobin，商品名Flint）的關(guān)鍵中間體，同時(shí)也是合成醫(yī)藥、染料的重要原料。國(guó)內(nèi)外報(bào)道的合成間三氟甲基苯乙酮的方法有：間三氟甲基苯甲氰與碘甲烷的格氏反應(yīng)后再水解；間三氟甲基苯甲酸經(jīng)酰氯化后和碘甲烷的鎘試劑反應(yīng)；間三氟甲基苯甲醛和重氮甲烷反應(yīng)；間三氟甲基溴苯的格氏試劑與乙酐反應(yīng)；間三氟甲基苯胺重氮化后與乙醛肟偶合生成間三氟甲基苯乙酮肟，最后在鹽酸中水解。其中最后一種方法所用原料來(lái)源廣、涉及到的反應(yīng)溫度適中，反應(yīng)都在常壓下進(jìn)行、所有的反應(yīng)都安全可控，因此該方法較易工業(yè)化，其合成工藝路線如圖1所示。筆者對(duì)最后一種方法進(jìn)行了相關(guān)文獻(xiàn)的查閱，并對(duì)該方法如何進(jìn)一步提高收率、降低成本和減少污染排放進(jìn)行了研究，對(duì)其工業(yè)化具有一定的指導(dǎo)意義。

圖1 間三氟甲基苯乙酮的合成路線

1 操作步驟

1.1 重氮化反應(yīng)

46g間三氟甲基苯胺緩慢加入裝有280g硫酸溶液（質(zhì)量濃度25%）的四口瓶中，然后冷卻至0℃并開(kāi)始滴加30%NaN02水溶液72g，控制溫度0℃～5℃，滴完后保溫?cái)嚢?0 min，分批少量加入尿素以除去過(guò)量的NaN02，并用淀粉KI試紙檢測(cè)。最后制得淡黃色重氮鹽澄清液，保溫待用。

1.2偶合反應(yīng)

四口瓶?jī)?nèi)加入8.0g乙酸，50%乙醛肟水溶液50.0g及100 mL甲苯，攪拌并冷卻。冷卻到5℃以下后開(kāi)始滴加上述重氮鹽清液，并同時(shí)滴加10%硫酸銅水溶液46g，另外通過(guò)滴加30%液堿，控制反應(yīng)體系pH在4～4.5，通過(guò)冰鹽浴控制反應(yīng)溫度在0℃～5℃。加完后升溫至20℃并攪拌，GC跟蹤分析，反應(yīng)完畢后靜置分層，上層有機(jī)相用5%氨水洗至中性。 1.3水解反應(yīng)

將90 mL濃度為20%鹽酸加入到上述有機(jī)相中，加熱攪拌回流，GC跟蹤分析反應(yīng)，水解反應(yīng)完畢后靜置分層，上層有機(jī)相用碳酸氫鈉水溶液堿洗至中性，無(wú)水硫酸鈉干燥，脫溶后再減壓蒸餾得淡黃色液體47.8g，即為間三氟甲基苯乙酮，GC分析，含量99%，收率89%。

1.4乙醛肟再生

上步水解反應(yīng)的水相攪拌下加入27g40%的NaOH溶液調(diào)節(jié)pH值至6.5，然后冷卻至10℃，開(kāi)始滴加46.6 g40%乙醛水溶液，過(guò)程中控制溫度不超過(guò)10℃，100 min滴完。接著升溫至18℃，再滴加27g40%的NaOH溶液調(diào)節(jié)pH值至6.5，保證溫度不超過(guò)20℃。GC跟蹤分析反應(yīng)，沒(méi)有乙醛后停止反應(yīng)。常壓蒸餾反應(yīng)液，收集96℃～112℃餾分，得乙醛肟水溶液113.1g，乙醛肟含量為20%，收率為90.5%（以偶合反應(yīng)加入的乙醛肟計(jì)算）。

2 結(jié)果與討論

上述合成路線已有文獻(xiàn)報(bào)道，但其報(bào)道的最高收率只有78%，筆者對(duì)其某些步驟進(jìn)行了改進(jìn)，使收率提高至89%，實(shí)驗(yàn)對(duì)比結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 改進(jìn)實(shí)驗(yàn)對(duì)比結(jié)果

注：其它反應(yīng)條件同實(shí)驗(yàn)步驟

2.1重氮化反應(yīng)尿素的加入對(duì)收率的影響

重氮化反應(yīng)是經(jīng)典的有機(jī)反應(yīng)之一，其反應(yīng)條件已很成熟。筆者查閱的該文獻(xiàn)，其重氮化反應(yīng)中NaN02投料過(guò)量0.1摩爾當(dāng)量左右，沒(méi)有加尿素除過(guò)量的NaN02，為此筆者對(duì)尿素的加入對(duì)收率的影響進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1。從表1實(shí)驗(yàn)1和實(shí)驗(yàn)2中可以看出，加入尿素后的收率82%比未加尿素的收率76%有明顯的提高。過(guò)量的NaN02在酸性條件下生產(chǎn)HNO2后對(duì)反應(yīng)收率影響的可能原因是亞硝酸化學(xué)活性比較活潑，很容易與偶合反應(yīng)體系中的乙醛肟和生成的產(chǎn)物間三氟甲基苯乙酮肟發(fā)生氧化和亞硝基化等副反應(yīng)。

2.2催化劑硫酸銅加入方式對(duì)收率的影響

文獻(xiàn)報(bào)道的催化偶合反應(yīng)的催化劑活性最好的是硫酸銅，常用的劑量為10%摩爾當(dāng)量，硫酸銅都是在滴加重氮液前一次性加入到反應(yīng)體系中。筆者在實(shí)驗(yàn)中觀察到偶合反應(yīng)過(guò)程中反應(yīng)體系會(huì)有大量硫酸鈉固體鹽析出，同時(shí)由于同離子效應(yīng)，水中的硫酸銅也會(huì)析出一部分，反應(yīng)體系也會(huì)變成非均相，且析出的硫酸鈉固體鹽會(huì)吸附、包裹一部分硫酸銅，從而使發(fā)生反應(yīng)的水相中的硫酸銅濃度降低，進(jìn)而影響到偶合反應(yīng)的收率。為了驗(yàn)證以上的推測(cè)進(jìn)行了對(duì)比實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1。從表1實(shí)驗(yàn)1和實(shí)驗(yàn)3的對(duì)比或試驗(yàn)2和實(shí)驗(yàn)4的對(duì)比中可以看出催化劑硫酸銅的加入方式對(duì)收率影響非常明顯，從而可以印證上面的推測(cè)。

2.3 肟化反應(yīng)溫度對(duì)乙醛肟回收收率的影響

滴加乙醛時(shí)的溫度及反應(yīng)終點(diǎn)的溫度均會(huì)對(duì)乙醛肟的收率造成不同的影響。若滴加乙醛溫度過(guò)高，則乙醛易揮發(fā)，嚴(yán)重影響產(chǎn)物收率；若反應(yīng)終點(diǎn)溫度過(guò)低，則反應(yīng)時(shí)間拉長(zhǎng)，且反應(yīng)難以充分；若反應(yīng)終點(diǎn)溫度過(guò)高，則易引發(fā)其他的副反應(yīng)，導(dǎo)致收率降低。保持其他操作均相同，改變加醛溫度和終點(diǎn)溫度，考查乙醛肟收率的變化情況，見(jiàn)圖2。

由圖2可知，當(dāng)反應(yīng)終點(diǎn)溫度一樣時(shí)，隨著加醛溫度的增加收率反而下降，所以滴加乙醛最合適的溫度是10℃。當(dāng)加醛溫度不變時(shí)，隨著反應(yīng)終點(diǎn)溫度的升高，收率增加；當(dāng)溫度達(dá)到20℃～25℃時(shí)，收率最大；終點(diǎn)溫度繼續(xù)增加，收率開(kāi)始下降。因此，10℃是肟化過(guò)程最佳加醛溫度，20℃～25℃為其最佳反應(yīng)終點(diǎn)溫度。

2.4氫氧化鈉水溶液和乙醛的加料方式對(duì)乙醛肟回收收率的影響

氫氧化鈉溶液的作用在于調(diào)節(jié)反應(yīng)體系的酸堿度，使反應(yīng)朝著有利的方向進(jìn)行，以提高收率和純度。以下三組實(shí)驗(yàn)氫氧化鈉水溶液和乙醛的加入量都一樣，只是加入順序有所不同，考查其對(duì)反應(yīng)的影響情況，結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 氫氧化鈉水溶液和乙醛的加料方式對(duì)

乙醛肟回收收率的影響

從表2可以看出，實(shí)驗(yàn)3的加料方式得到乙醛肟收率最高，所以應(yīng)該將NaOH溶液平均分成兩部分，分別于滴加乙醛溶液的前后加入反應(yīng)液中。

3 結(jié)論

以間三氟甲基苯胺為起始原料，先重氮化制成重氮鹽，并加尿素破壞過(guò)量的亞硝酸鈉，然后控制pH在4～4.5，溫度在0℃～5℃，并在硫酸銅的催化下與乙醛肟偶合，偶合物用鹽酸水解得間三氟甲基苯乙酮，總收率達(dá)89%。對(duì)水解反應(yīng)的副產(chǎn)物鹽酸羥胺與乙醛反應(yīng)生成乙醛肟后進(jìn)行了回收，回收反應(yīng)的最佳條件：反應(yīng)pH值為6.5；加醛溫度為10℃；終點(diǎn)反應(yīng)溫度為20℃～25℃；用來(lái)調(diào)節(jié)pH值的氫氧化鈉溶液平分為兩部分，分別于滴加乙醛溶液的前后加入反應(yīng)液中，回收率可達(dá)90.5%，實(shí)現(xiàn)了乙醛肟的部分再生。本工藝反應(yīng)條件簡(jiǎn)單，收率高，污染較小，具有工業(yè)化生產(chǎn)前景。

（摘編自《浙江化工》2013.11）endprint

間三氟甲基苯乙酮（3-Trifluoromethylacetophenone）簡(jiǎn)稱TFAP，淡黃色液體，主要用于醫(yī)藥、農(nóng)藥和染料等領(lǐng)域。它是合成甲氧基丙烯酸酯類化合物肟菌酯（Trifloxystrobin，商品名Flint）的關(guān)鍵中間體，同時(shí)也是合成醫(yī)藥、染料的重要原料。國(guó)內(nèi)外報(bào)道的合成間三氟甲基苯乙酮的方法有：間三氟甲基苯甲氰與碘甲烷的格氏反應(yīng)后再水解；間三氟甲基苯甲酸經(jīng)酰氯化后和碘甲烷的鎘試劑反應(yīng)；間三氟甲基苯甲醛和重氮甲烷反應(yīng)；間三氟甲基溴苯的格氏試劑與乙酐反應(yīng)；間三氟甲基苯胺重氮化后與乙醛肟偶合生成間三氟甲基苯乙酮肟，最后在鹽酸中水解。其中最后一種方法所用原料來(lái)源廣、涉及到的反應(yīng)溫度適中，反應(yīng)都在常壓下進(jìn)行、所有的反應(yīng)都安全可控，因此該方法較易工業(yè)化，其合成工藝路線如圖1所示。筆者對(duì)最后一種方法進(jìn)行了相關(guān)文獻(xiàn)的查閱，并對(duì)該方法如何進(jìn)一步提高收率、降低成本和減少污染排放進(jìn)行了研究，對(duì)其工業(yè)化具有一定的指導(dǎo)意義。

圖1 間三氟甲基苯乙酮的合成路線

1 操作步驟

1.1 重氮化反應(yīng)

46g間三氟甲基苯胺緩慢加入裝有280g硫酸溶液（質(zhì)量濃度25%）的四口瓶中，然后冷卻至0℃并開(kāi)始滴加30%NaN02水溶液72g，控制溫度0℃～5℃，滴完后保溫?cái)嚢?0 min，分批少量加入尿素以除去過(guò)量的NaN02，并用淀粉KI試紙檢測(cè)。最后制得淡黃色重氮鹽澄清液，保溫待用。

1.2偶合反應(yīng)

四口瓶?jī)?nèi)加入8.0g乙酸，50%乙醛肟水溶液50.0g及100 mL甲苯，攪拌并冷卻。冷卻到5℃以下后開(kāi)始滴加上述重氮鹽清液，并同時(shí)滴加10%硫酸銅水溶液46g，另外通過(guò)滴加30%液堿，控制反應(yīng)體系pH在4～4.5，通過(guò)冰鹽浴控制反應(yīng)溫度在0℃～5℃。加完后升溫至20℃并攪拌，GC跟蹤分析，反應(yīng)完畢后靜置分層，上層有機(jī)相用5%氨水洗至中性。 1.3水解反應(yīng)

將90 mL濃度為20%鹽酸加入到上述有機(jī)相中，加熱攪拌回流，GC跟蹤分析反應(yīng)，水解反應(yīng)完畢后靜置分層，上層有機(jī)相用碳酸氫鈉水溶液堿洗至中性，無(wú)水硫酸鈉干燥，脫溶后再減壓蒸餾得淡黃色液體47.8g，即為間三氟甲基苯乙酮，GC分析，含量99%，收率89%。

1.4乙醛肟再生

上步水解反應(yīng)的水相攪拌下加入27g40%的NaOH溶液調(diào)節(jié)pH值至6.5，然后冷卻至10℃，開(kāi)始滴加46.6 g40%乙醛水溶液，過(guò)程中控制溫度不超過(guò)10℃，100 min滴完。接著升溫至18℃，再滴加27g40%的NaOH溶液調(diào)節(jié)pH值至6.5，保證溫度不超過(guò)20℃。GC跟蹤分析反應(yīng)，沒(méi)有乙醛后停止反應(yīng)。常壓蒸餾反應(yīng)液，收集96℃～112℃餾分，得乙醛肟水溶液113.1g，乙醛肟含量為20%，收率為90.5%（以偶合反應(yīng)加入的乙醛肟計(jì)算）。

2 結(jié)果與討論

上述合成路線已有文獻(xiàn)報(bào)道，但其報(bào)道的最高收率只有78%，筆者對(duì)其某些步驟進(jìn)行了改進(jìn)，使收率提高至89%，實(shí)驗(yàn)對(duì)比結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 改進(jìn)實(shí)驗(yàn)對(duì)比結(jié)果

注：其它反應(yīng)條件同實(shí)驗(yàn)步驟

2.1重氮化反應(yīng)尿素的加入對(duì)收率的影響

重氮化反應(yīng)是經(jīng)典的有機(jī)反應(yīng)之一，其反應(yīng)條件已很成熟。筆者查閱的該文獻(xiàn)，其重氮化反應(yīng)中NaN02投料過(guò)量0.1摩爾當(dāng)量左右，沒(méi)有加尿素除過(guò)量的NaN02，為此筆者對(duì)尿素的加入對(duì)收率的影響進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1。從表1實(shí)驗(yàn)1和實(shí)驗(yàn)2中可以看出，加入尿素后的收率82%比未加尿素的收率76%有明顯的提高。過(guò)量的NaN02在酸性條件下生產(chǎn)HNO2后對(duì)反應(yīng)收率影響的可能原因是亞硝酸化學(xué)活性比較活潑，很容易與偶合反應(yīng)體系中的乙醛肟和生成的產(chǎn)物間三氟甲基苯乙酮肟發(fā)生氧化和亞硝基化等副反應(yīng)。

2.2催化劑硫酸銅加入方式對(duì)收率的影響

文獻(xiàn)報(bào)道的催化偶合反應(yīng)的催化劑活性最好的是硫酸銅，常用的劑量為10%摩爾當(dāng)量，硫酸銅都是在滴加重氮液前一次性加入到反應(yīng)體系中。筆者在實(shí)驗(yàn)中觀察到偶合反應(yīng)過(guò)程中反應(yīng)體系會(huì)有大量硫酸鈉固體鹽析出，同時(shí)由于同離子效應(yīng)，水中的硫酸銅也會(huì)析出一部分，反應(yīng)體系也會(huì)變成非均相，且析出的硫酸鈉固體鹽會(huì)吸附、包裹一部分硫酸銅，從而使發(fā)生反應(yīng)的水相中的硫酸銅濃度降低，進(jìn)而影響到偶合反應(yīng)的收率。為了驗(yàn)證以上的推測(cè)進(jìn)行了對(duì)比實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1。從表1實(shí)驗(yàn)1和實(shí)驗(yàn)3的對(duì)比或試驗(yàn)2和實(shí)驗(yàn)4的對(duì)比中可以看出催化劑硫酸銅的加入方式對(duì)收率影響非常明顯，從而可以印證上面的推測(cè)。

2.3 肟化反應(yīng)溫度對(duì)乙醛肟回收收率的影響

滴加乙醛時(shí)的溫度及反應(yīng)終點(diǎn)的溫度均會(huì)對(duì)乙醛肟的收率造成不同的影響。若滴加乙醛溫度過(guò)高，則乙醛易揮發(fā)，嚴(yán)重影響產(chǎn)物收率；若反應(yīng)終點(diǎn)溫度過(guò)低，則反應(yīng)時(shí)間拉長(zhǎng)，且反應(yīng)難以充分；若反應(yīng)終點(diǎn)溫度過(guò)高，則易引發(fā)其他的副反應(yīng)，導(dǎo)致收率降低。保持其他操作均相同，改變加醛溫度和終點(diǎn)溫度，考查乙醛肟收率的變化情況，見(jiàn)圖2。

由圖2可知，當(dāng)反應(yīng)終點(diǎn)溫度一樣時(shí)，隨著加醛溫度的增加收率反而下降，所以滴加乙醛最合適的溫度是10℃。當(dāng)加醛溫度不變時(shí)，隨著反應(yīng)終點(diǎn)溫度的升高，收率增加；當(dāng)溫度達(dá)到20℃～25℃時(shí)，收率最大；終點(diǎn)溫度繼續(xù)增加，收率開(kāi)始下降。因此，10℃是肟化過(guò)程最佳加醛溫度，20℃～25℃為其最佳反應(yīng)終點(diǎn)溫度。

2.4氫氧化鈉水溶液和乙醛的加料方式對(duì)乙醛肟回收收率的影響

氫氧化鈉溶液的作用在于調(diào)節(jié)反應(yīng)體系的酸堿度，使反應(yīng)朝著有利的方向進(jìn)行，以提高收率和純度。以下三組實(shí)驗(yàn)氫氧化鈉水溶液和乙醛的加入量都一樣，只是加入順序有所不同，考查其對(duì)反應(yīng)的影響情況，結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 氫氧化鈉水溶液和乙醛的加料方式對(duì)

乙醛肟回收收率的影響

從表2可以看出，實(shí)驗(yàn)3的加料方式得到乙醛肟收率最高，所以應(yīng)該將NaOH溶液平均分成兩部分，分別于滴加乙醛溶液的前后加入反應(yīng)液中。

3 結(jié)論

以間三氟甲基苯胺為起始原料，先重氮化制成重氮鹽，并加尿素破壞過(guò)量的亞硝酸鈉，然后控制pH在4～4.5，溫度在0℃～5℃，并在硫酸銅的催化下與乙醛肟偶合，偶合物用鹽酸水解得間三氟甲基苯乙酮，總收率達(dá)89%。對(duì)水解反應(yīng)的副產(chǎn)物鹽酸羥胺與乙醛反應(yīng)生成乙醛肟后進(jìn)行了回收，回收反應(yīng)的最佳條件：反應(yīng)pH值為6.5；加醛溫度為10℃；終點(diǎn)反應(yīng)溫度為20℃～25℃；用來(lái)調(diào)節(jié)pH值的氫氧化鈉溶液平分為兩部分，分別于滴加乙醛溶液的前后加入反應(yīng)液中，回收率可達(dá)90.5%，實(shí)現(xiàn)了乙醛肟的部分再生。本工藝反應(yīng)條件簡(jiǎn)單，收率高，污染較小，具有工業(yè)化生產(chǎn)前景。

（摘編自《浙江化工》2013.11）endprint