4,4,4-三氟丁酸的制备与应用

简述

4,4,4-三氟丁酸（4,4,4-Trifluorobutyric acid）的化学式为C4H5F3O2，分子量为142.08。4,4,4-三氟丁酸常温常压下表现为无色至淡黄色液体，部分物理数据如下：熔点：25-31 °C；沸点：166-167°C；折射率：n20/D 1.351；闪点：166-167°C。

制备方法

方法一

以三氟乙酰乙酸乙酯与水合肼为原料，碱性条件下，在反应溶剂中进行黄鸣龙酸制备方法。该法所利用原料投入成本低，原料转化率高，产物选择性高，产率高于83%，副产物低。此外，该方法反应条件温和，过程简单易控制，安全系数高，易于工业化生产[1]。

方法二

（1）格氏试剂CF₃CH₂CH₂MgCl与二氧化碳反应：将二氧化碳溶解于极性溶剂中，滴加入至制备的格氏试剂CF₃CH₂CH₂MgCl混合溶液中，在0~80℃、搅拌回流反应1~6h，反应制得CF₃CH₂CH₂COOMgCl；

（2）水解反应：CF₃CH₂CH₂COOMgCl在酸性条件下水解生成4,4,4-三氟丁酸。

上述方法步骤（1）中所述的极性溶剂为乙醚、四氢呋喃、甲基四氢呋喃、甲苯、N-甲基吗啉、N,N-二甲苯胺、吡啶中的一种或几种； 步骤（1）中所述的极性溶剂的用量为二氧化碳用量的0.5~5倍； 步骤（2）中所述的酸性条件中的酸为盐酸、硫酸、硝酸中的一种或几种。采用格氏反应法，能在常压或低压、一般温度下进行反应，反应条件温和、反应时间短、副产易分离。此外，该方法副产物少，溶剂可回收利用，安全环保，可连续性投料，易于实现大规模工业化联产[2]。

应用

植绒面料技术领域公开了一种人造毛绒复合面料及其制备方法。该面料由基布层，胶黏剂层和绒布层复合而成，其中，绒布层由改性聚氨酯绒毛制成，其按照重量份计包括：4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯50-60份，抗污改性硅油110-140份，1,4-丁二醇28-36份，抗氧剂1.3-1.6份和二甲基乙酰胺35-50份。其中，抗污改性硅油由具有支链氨基和末端甲氧基的硅油为基体，通过4,4,4-三氟丁酸和支链氨基反应引入侧链氟基团，利用水解反应，在硅油链的端部形成羟基修饰，其参与聚合后制成的绒毛层具有良好的耐污易去污能力，同时具有顺滑的手感[3]。

此外，4,4,4-三氟丁酸的下游产物4,4,4-三氟丁酸乙酯还可用于合成高镍三元正极材料电解液。其作为正极成膜添加剂与负极成膜添加剂二苯基亚磺酰亚胺能够在正负极表面分别对应的形成均匀致密的CEI膜和SEI膜，改善电解液与正负极的界面相容性，从而提高锂离子电池高温循环性能，同时降低了阻抗[4]。

参考文献

[1]王瑞英,李丕永,邹冉,等.一种4,4,4-三氟丁酸的制备方法.CN202211465271.5.

[2]段琦,张丽平,蒙刚,等.一种4,4,4-三氟丁酸的制备方法:202111480222[P].

[3]杨建明,岑冲迪,王树全,等.一种人造毛绒复合面料及其制备方法:CN202310776499.4[P].CN117026648A.

[4]朱辉,余意.一种高镍三元正极材料电解液.CN201811152890.2.