一種二氟丙酮的制備工藝

李華新，茅嘉龍，王松建，李志明，閆宗剛（南通寶凱化工有限公司，江蘇 啟東 226221）

0 前言

二氟丙酮是一種重要的含氟精細(xì)化學(xué)品，其分子式：C3H4F2O，英文名：1，1-Difluoroacetome，沸點(diǎn)：45.3 ℃，閃點(diǎn)：1.6 ℃，密度：1.088 g/cm3，分子量為94。二氟丙酮可以作為二氟甲基砌塊合成含氟雜環(huán)化合物。由于丙酮基的存在，其容易與含氨基的化合物環(huán)合，如與酰胺、硫代酰胺、硫脲、氨基吡啶、氨基吡嗪等環(huán)合形成含二氟甲基的咪唑、噻吩、惡唑等雜環(huán)化合物，主要用于合成藥物中間體或原料藥，在醫(yī)藥、農(nóng)藥領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。

1 二氟丙酮的合成

二氟丙酮的合成方法主要有：（1）氯氟丙酮為原料的還原法，所用氯氟丙酮可以是3-氯-1，1-二氟丙酮、3，3-二氯-1，1-二氟丙酮等，它們可由相應(yīng)的氯代丙酮經(jīng)催化氟化得到。該反應(yīng)過程復(fù)雜，條件苛刻，而且副反應(yīng)較多，不適合工業(yè)化生產(chǎn)。（2）硝基化合物1，1-二氟-2-硝基丙烷在強(qiáng)堿如醇鈉、醇鉀的作用下，經(jīng)過低溫氧化生成二氟丙酮。反應(yīng)需要在-78℃下進(jìn)行，且得到的產(chǎn)物為二氟丙酮、二氟丙酮水合物、二氟丙酮的半縮醛和甲醇的混合物。該反應(yīng)條件苛刻，且產(chǎn)物分離純化困難，收率較低。為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本文介紹了一種二氟丙酮的生產(chǎn)工藝。

1.1 原料

二氟乙酸乙酯、乙酸乙酯、乙醇鈉、硫酸、堿、五氧化二磷。

1.2 工藝流程

本實(shí)驗(yàn)采用間歇法工藝，分三步：（1）縮合反應(yīng)：在裝有冷凝器、精餾塔、攪拌槳的反應(yīng)釜中加入乙酸乙酯，開攪拌，加入一定量的乙醇鈉固體溶解，在-5℃～10℃的溫度下慢慢滴加一定量的二氟乙酸乙酯，進(jìn)行克萊森酯縮合反應(yīng)生成二氟乙酰乙酸乙酯的鈉鹽，滴加完畢后，慢慢升溫到20℃～50℃繼續(xù)反應(yīng)16～24 h。所述二氟乙酸乙酯、乙酸乙酯和乙醇鈉以質(zhì)量比為 1∶3∶1.1～3。 （2）水解反應(yīng)：將上訴反應(yīng)產(chǎn)物精餾分離出生成的乙醇，然后慢慢升溫減壓蒸餾得到中間產(chǎn)物二氟乙酰乙酸乙酯粗品，在二氟乙酰乙酸乙酯粗品中加入稀硫酸進(jìn)行水解反應(yīng)得到二氟丙酮粗品，釜底液用氫氧化鈉中和，冷卻結(jié)晶并過濾出副產(chǎn)物十水硫酸鈉，濾液去配制稀硫酸匯入反應(yīng)系統(tǒng)，小部分濾液去污水站處理。（3）精餾：在二氟丙酮粗品中加入適量五氧化二磷，進(jìn)行除水分及雜質(zhì)乙醇反應(yīng)，精餾得到成品二氟丙酮。

2 結(jié)果與討論

2.1 原料質(zhì)量比的選擇

反應(yīng)物二氟乙酸乙酯、乙酸乙酯和乙醇鈉的質(zhì)量比對(duì)二氟丙酮產(chǎn)率的影響見表1。

表1 原料的質(zhì)量比對(duì)二氟丙酮產(chǎn)率的影響

表1的數(shù)據(jù)表明，二氟乙酸乙酯、乙酸乙酯和乙醇鈉的質(zhì)量比不同對(duì)二氟丙酮產(chǎn)率的影響不同，在反應(yīng)溫度和硫酸濃度不變的條件下，隨著原料質(zhì)量比的增加，二氟丙酮的產(chǎn)率也逐漸增加，當(dāng)二氟乙酸乙酯、乙酸乙酯和乙醇鈉的質(zhì)量比為1：3：2.7左右時(shí)，二氟丙酮產(chǎn)率達(dá)到最大，為96.0%，所以在反應(yīng)時(shí)，應(yīng)把二氟乙酸乙酯、乙酸乙酯和乙醇鈉的質(zhì)量比控制在1∶3∶2.7左右。

2.2 硫酸濃度的選擇

硫酸濃度對(duì)二氟丙酮產(chǎn)率的影響見表2。

表2 硫酸濃度對(duì)二氟丙酮產(chǎn)率的影響

表2的數(shù)據(jù)表明，硫酸的濃度不同對(duì)二氟丙酮產(chǎn)率的影響不同，在反應(yīng)溫度、原料質(zhì)量比不變的條件下，隨著硫酸濃度的增加，二氟丙酮的產(chǎn)率并沒有一直提高，當(dāng)硫酸濃度超過32%時(shí)，二氟丙酮的產(chǎn)率也下降了。所以當(dāng)硫酸濃度為31%～32%時(shí)，二氟丙酮的產(chǎn)率最高。

2.3 反應(yīng)溫度的選擇

水解反應(yīng)時(shí)溫度對(duì)二氟丙酮產(chǎn)率的影響見表3。

表3 反應(yīng)溫度對(duì)二氟丙酮產(chǎn)率的影響

表3的數(shù)據(jù)表明，水解反應(yīng)時(shí)溫度的變化對(duì)二氟丙酮的產(chǎn)率有一定的影響，隨著反應(yīng)溫度的升高，二氟丙酮的產(chǎn)率增加，通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以知道，當(dāng)溫度達(dá)到85℃再升溫，二氟丙酮的產(chǎn)率并沒有提高。所以水解時(shí)最佳的反應(yīng)溫度為85℃左右。

在本實(shí)驗(yàn)中，二氟丙酮最佳合成工藝條件是將二氟乙酸乙酯、乙酸乙酯和乙醇鈉的質(zhì)量比控制在 1∶3∶2.7 左右，硫酸濃度控制在 31%～32%，水解反應(yīng)溫度控制在85℃左右。本實(shí)驗(yàn)工藝簡(jiǎn)單，原材料易得，部分可以重復(fù)反應(yīng)。