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如何合成3-三氟甲基苯甲酸甲酯? 1

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引言:

3-三氟甲基苯甲酸甲酯是一种具有重要应用价值的有机化合物,广泛用于药物合成和材料科学。其合成方法涉及多步骤反应,尤其是高效的氟化和酯化反应,以确保高产率和纯度。


简述:

3-三氟甲基苯甲酸甲酯,英文名称:Methyl 3-(trifluoromethyl)benzoate,CAS:2557-13-3,分子式:C9H7F3O2。间三氟甲基苯甲酸甲酯是一种非常有应用价值的中间体,已广泛应用于农药、医药和精细化工领域。


合成:

以间甲基苯甲酰氯为起始原料,经侧链氯化反应、氟化反应和酯化反应合成间三氟甲基苯甲酸甲酯。具体步骤如下:

1)氯化反应

在装有电动搅拌器、温度计、回流冷凝器和通氯管的 500 mL 四口烧瓶中,加入 154.5 g (1.0 mol) 间甲基苯甲酰氯和 150 mL 对氯三氟甲苯,搅拌溶解,然后加入 2.5 g DMF 和 2.5 g 三氯化磷作为助催化剂,缓慢升温到 120 ℃,开启紫外光源,然后缓缓通入经浓硫酸干燥过的氯气,调节氯气流量大小,以

尾气中不见黄绿色为合适,反应尾气依次经水吸收和稀碱液吸收,用气相色谱跟踪反应过程和反应终点。反应结束后减压蒸馏 回收溶剂,得淡黄色液体状间三氯甲基苯甲酰氯 249.5 g,GC 含量 99.8%,收率 96.5%。


2)氟化反应

249.5克间三氯甲基苯甲酰氯和0.04克正丁基磺酰氟加入高压氟化反应釜中,然后用氮气充入500克无水氟化氢。在缓慢加热至120℃的过程中,反应釜内的压力会相应升高,通过泄压阀控制反应压力在2.0至2.2 MPa范围内。保持该温度4小时,并定期取样进行气相色谱分析,直到二氟一氯的含量降至0.5%以下。反应结束后,泄压,用氮气吹脱干净体系中的氯化氢和氟化氢,得淡黄色液体状间三氟甲基苯甲酰氟178.5 g,GC 含量 97.8%,收率 94.2%。


3)酯化反应

在装配有回流冷凝器、温度计、电动搅拌器和滴液漏斗的四口烧瓶中,加入300毫升甲醇和120克(1.2摩尔)碳酸钙。将混合体系加热至40℃~45℃,并缓慢滴加178.5克间三氟甲基苯甲酰氟。在滴加过程中,体系会释放出大量二氧化碳气体和热量,需控制滴加速度以维持反应温度在40℃~45℃范围内。滴加完成后,继续加热回流反应2小时,并通过气相色谱(GC)检测以确认反应已完全进行。冷却,过滤,滤饼用少量甲醇洗涤,合并滤液,常压回收甲醇,残留液 加入水中用适量的饱和碳酸钠溶液调节 pH 值 7~8,分层,有机相再用水洗涤一次,减压脱水,然后精馏,收集 72 ℃~75 ℃/5 mmHg 馏分,得无色液体状间三氟甲基苯甲酸甲酯 176.5 g,GC 含量 99.5%,收率 95.1%。


参考:

[1]王凯泉,赵红英,陈静华,等.间三氟甲基苯甲酸甲酯的合成[J].浙江化工,2011,42(05):1-5.

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