双催化剂合成氟乙酸乙酯

发布日期:2023/9/11 9:52:49

背景技术

氟是一个较为特殊的元素，不仅具有较小的原子半径(范德华原子半径为147pm)，同时还具有较大的电负性(3.98)，氟原子与碳原子成键时，氟原子的2s和2p轨道与碳原子的2s和2p轨道具有完美的重叠，这导致所形成的C‑F键高度极化，具有优良的热力学稳定性和动力学稳定性，这显著地增强了有机氟化物的稳定性和生理活性。

氟乙酸乙酯是一个重要的化工和医药中间体，在染料，医药，农药等领域具有广泛的应用。目前，合成氟乙酸乙酯的方法中，氟气直接氟化法是指采用单质氟直接同烃类反应生成相应的氟化物，不过由于单质氟是非常活泼的元素，在氟化反应中，釆用单质氟作为氟化试剂，在反应中会有大量的热量放出，工业化生产有发生爆炸的危险；Balz‑Schiemann氟化法则是将苯胺类化合物经重氮化反应生成重氮盐，再受热分解生成相应的氟化物，到目前为止，人们对该反应的研究比较多，也取得了一定进展，但是，该方法存在合成步骤较长，反应中生成的中间体‑重氮盐不稳定，同时重氮盐的精制比较麻烦，原子经济效率不高，重复性较差等缺点，从而限制了该方法的应用。

氟是电负性的元素，氟原子具有很强的亲核性，可以作为一个强的亲核试剂发生亲核反应。与前面所讲的氟化方法相比较，亲核取代法具有较好的区域选择性，但是现有亲核取代制备氟乙酸乙酯的过程中均以离子液体类作为催化剂，催化效率低，成本较高，并且产品收率也不理想。所以，亟需提出一种合成氟乙酸乙酯的新的制备方法。

制备方法

在100mL的烧瓶中加入25mL的N ,N‑二甲基甲酰胺，先在110℃下除水30min，之后加入12.255g(0.1mol)氯乙酸乙酯、7.26g(0.125mol)氟化钾、0.15g聚乙二醇‑200和0.10g四丁基溴化铵在110℃下反应2h，过滤取黑色滤液蒸馏，制备得到氟乙酸乙酯。将得到的氟乙酸乙酯进行GC‑MS分析，产率79％。

氟乙酸乙酯反应方程式

反应所用溶剂为极性非质子溶剂，优选为N ,N‑二甲基甲酰胺、N ,N‑二甲基乙酰胺、二甲亚砜或N‑甲基吡咯烷酮中的一中或多种。所用季铵盐优选为四丁基氯化铵、四丁基溴化铵或十六烷基三甲基溴化铵中的一种或多种；所用聚乙二醇优选为聚乙二醇‑200、聚乙二醇‑400、聚乙二醇‑600、聚乙二醇‑1000或聚乙二醇‑6000中的一种或多种。