[发明专利]一种三氟甲基羰基化合物的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于有机合成技术领域，具体地说是一种有机小分子膦催化合成的一类可广泛用于农医药等领域的含三氟甲基类有机化合物的方法。

背景技术

氟原子因其原子半径小，电负性高等特点，使得含氟化合物在许多领域中具有非常独特的性质，如含氟医药立普妥、含氟三酮类、含氟吡唑酰胺类、含氟甲氧基丙烯酸酯类等因具有良好的生物活性被广泛用于农医药领域，如今无论是农医药领域还是材料等领域，含氟化合物均有着独树一帜的地位。

有关合成各种含氟化合物的方法学研究一直以来都是广大研究者所关注的热点问题。本发明所涉及的一类含氟化合物，既可以作为一种独立的化合物，也可作为修饰单元修饰其他分子的结构，该类化合物在农医药及材料等领域均有着非常广泛的用途，尤其是农医药领域，含有羧基及酰胺基的该类含氟化合物分子还具有较好的除草、杀虫、抗菌、抗肿瘤等潜在生物活性，具有非常广泛的开发及应用前景。

本发明合成此类化合物的部分原料来自全氟异丁烯（Luzina,Elena L.;Popov，Anatoliy V.European Journal of Medicinal Chemistry，2009,44,4944-4953）。全氟异丁烯作为四氟乙烯和六氟丙烯工业发展的副产物，具有高毒性，对环境和人体具有很大的危害，一般采用甲醇简单处理后予以焚烧，即造成了资源浪费又污染了环境，因此高效利用全氟异丁烯，将其变废为宝具有很好的社会及经济效益。

本发明所涉及的此类含氟化合物的合成方法，至今报道的仅有两种：（1）1983年，Ishikawa,N和Yokozawa,T报道了2-(三氟甲基)-3,3,3-三氟丙酸甲酯与甲基乙烯基酮或乙基乙烯基酮的反应(Ishikawa,N.;Yokozawa,T.Bull.Chem.Soc.Jpn.1983,56,724.)，该反应过程中需加入一定量的三乙胺和吡啶；（2）2008年（村桥俊一，JP2008163001A）和2009年（Guo,Y.;Zhao,X.-M.;Zhang,D.-Z.;Murahashi,S.-I.Angew.Chem.,Int.Ed.2009,48,2047.），Murahashi使用金属催化剂，催化含氟化合物与α，β-不饱和类化合物发生迈克尔加成反应合成目标产物。

上述第一种合成方法反应温度较高（70℃），并且只针对2-(三氟甲基)-3,3,3-三氟丙酸甲酯这一种底物进行了研究；第二种方法则需采用相对较为昂贵的金属催化剂，且易导致反应产物金属残留。

发明内容

本发明针对此类含氟化合物现有合成方法的不足，提供了一种新的含三氟甲基羰基化合物的合成方法，所述的羰基化合物包括羧酸、酮及酯类化合物，该法所使用的催化剂和原料均廉价易得，且反应条件温和，反应过程中有效避免了β脱氟的现象，环境污染小，产率高，分离简单，符合绿色化学的理念，具有广泛的工业应用前景，除此之外，该方法也是一种高效的，具有极高原子经济性的向分子结构中引入单个或多个三氟甲基的新方法，同时也有效避免了采用金属催化时易出现金属残留的普遍问题，所述含三氟甲基羰基化合物的结构式为：

通过下述1）、或者1）和2）二种步骤获得：

1）在有机溶剂中，以化合物（Ⅱ）为原料，膦为催化剂（Ⅳ），在-20℃~60℃的反应温度下，与化合物（Ⅲ）发生迈克尔加成反应，5min~24h后直接获得目标粗产物，化合物（Ⅱ）与化合物（Ⅲ）、催化剂（Ⅳ）的摩尔比为1：（0.25-5）：（0.005-0.5）；

2）或上述1）获得的酯类化合物在20~60℃的反应温度下，与MOH的甲醇-水溶液进一步反应12~24h后制得相应的羧酸类化合物，其中酯类化合物与ROH、甲醇、水的摩尔比为：1：（3-7）：（100-400）：（10-500），建议反应产物进行蒸馏、重结晶或柱层析后即得高纯目标产物。

其中，M表示一价碱金属，如锂、钠或钾等；

化合物（Ⅱ）与化合物（Ⅲ）的结构式如下：

式（Ⅰ）、（Ⅱ）和（Ⅲ）中R¹选自-H，C₁-C₄的直链或支链烷基、C₁-C₄的直链或支链卤代烷基、-COR²；

R²选自-H、-OH、C₁-C₄的直链烷基或C₁-C₄的烷氧基；