肟菌酯中间体间三氟甲基苯乙酮的合成工艺研究原料及中间体

肟菌酯中间体间三氟甲基苯乙酮的合成工艺研究

间三氟甲基苯乙酮(3-Trifluoromethylacetophe- none)简称TFAP，淡黄色液体，主要用于医药、农药和染料等领域。它是合成甲氧基丙烯酸酯类化合物

肟菌酯（Trifloxystrobin，商品名Flint）的关键中间体，同时也是合成医药、染料的重要原料。国内外报道的合成间三氟甲基苯乙酮的方法有：间三氟甲基苯甲氰与碘甲烷的格氏反应后再水解；间三氟甲基苯甲酸经酰氯化后和碘甲烷的镉试剂反应；间三氟甲基苯甲醛和重氮甲烷反应；间三氟甲基溴苯的格氏试剂与乙酐反应；间三氟甲基苯胺重氮化后与乙醛肟偶合生成间三氟甲基苯乙酮肟，最后在盐酸中水解。其中最后一种方法所用原料来源广、涉及到的反应温度适中，反应都在常压下进行、所有的反应都安全可控，因此该方法较易工业化，其合成工艺路线如图1所示。笔者对最后一种方法进行了相关文献的查阅，并对该方法如何进一步提高收率、降低成本和减少污染排放进行了研究，对其工业化具有一定的指导意义。

图1间三氟甲基苯乙酮的合成路线

1操作步骤

1.1重氮化反应

46g间三氟甲基苯胺缓慢加入装有280g硫酸溶液（质量浓度25%）的四口瓶中，然后冷却至0℃ 并开始滴加30%NaN02水溶液72g，控制温度0℃~ 5℃，滴完后保温搅拌20min，分批少量加入尿素以除去过量的NaN02，并用淀粉KI试纸检测。最后制

得淡黄色重氮盐澄清液，保温待用。

1.2偶合反应

四口瓶内加入8.0g乙酸，50%乙醛肟水溶液50.0g及100mL甲苯，搅拌并冷却。冷却到5℃以下后开始滴加上述重氮盐清液，并同时滴加10%硫酸铜水溶液46g，另外通过滴加30%液碱，控制反应体系pH在4~4.5，通过冰盐浴控制反应温度在0℃~ 5℃。加完后升温至20℃并搅拌，GC 跟踪分析，反应完毕后静置分层，上层有机相用5%氨水洗至中性。

1.3水解反应

将90mL浓度为20%盐酸加入到上述有机相中，加热搅拌回流，GC跟踪分析反应，水解反应完毕后

静置分层，上层有机相用碳酸氢钠水溶液碱洗至中性，无水硫酸钠干燥，脱溶后再减压蒸馏得淡黄色液体47.8g，即为间三氟甲基苯乙酮，GC分析，含量99%，收率89%。

1.4乙醛肟再生

上步水解反应的水相搅拌下加入27g40%的NaOH溶液调节pH值至6.5，然后冷却至10℃，开始滴加46.6g40%乙醛水溶液，过程中控制温度不超过10℃，100min滴完。接着升温至18℃，再滴加27g40%的NaOH溶液调节pH值至6.5，保证温度不超过20℃。GC跟踪分析反应，没有

乙醛后停止反应。常压蒸馏反应液，收集96℃~112℃馏分，得乙醛肟水溶液113.1g，乙醛肟含量为20%，收率为90.5%

（以偶合反应加入的乙醛肟计算）。

2结果与讨论

上述合成路线已有文献报道，但其报道的最高收率只有78%，笔者对其某些步骤进行了改进，使收率提高至89%，实验对比结果见表1。

试验号

是否加入尿素除

过量的N a NO2

催化剂硫酸铜的

加入方式

T F A P收率

/% 1

2

3

4

否

是

否

是

反应前一次性加入

反应前一次性加入

反应过程中滴加

反应过程中滴加

76

82

85

89

注：其它反应条件同实验步骤

29 2014.1

原料及中间体

2.1重氮化反应尿素的加入对收率的影响

重氮化反应是经典的有机反应之一，其反应条

件已很成熟。笔者查阅的该文献，其重氮化反应中

NaN02投料过量0.1摩尔当量左右，没有加尿素除

过量的NaN02，为此笔者对尿素的加入对收率的影

响进行了实验，实验结果见表1。从表1实验1和实

验2中可以看出，加入尿素后的收率82%比未加尿

素的收率76%有明显的提高。过量的NaN02在酸性

条件下生产HNO2后对反应收率影响的可能原因是

亚硝酸化学活性比较活泼，很容易与偶合反应体系

中的乙醛肟和生成的产物间三氟甲基苯乙酮肟发生

氧化和亚硝基化等副反应。

2.2催化剂硫酸铜加入方式对收率的影响

文献报道的催化偶合反应的催化剂活性最好的

是硫酸铜，常用的剂量为10%摩尔当量，硫酸铜都

是在滴加重氮液前一次性加入到反应体系中。笔者

在实验中观察到偶合反应过程中反应体系会有大量

硫酸钠固体盐析出，同时由于同离子效应，水中的硫

酸铜也会析出一部分，反应体系也会变成非均相，且

析出的硫酸钠固体盐会吸附、包裹一部分硫酸铜，从

而使发生反应的水相中的硫酸铜浓度降低，进而影

响到偶合反应的收率。为了验证以上的推测进行了

对比实验，实验结果见表1。从表1实验1和实验3

的对比或试验2和实验4的对比中可以看出催化剂

硫酸铜的加入方式对收率影响非常明显，从而可以

印证上面的推测。

2.3肟化反应温度对乙醛肟回收收率的影响

滴加乙醛时的温度及反应终点的温度均会对乙

醛肟的收率造成不同的影响。若滴加乙醛温度过高，

则乙醛易挥发，严重影响产物收率；若反应终点温度

过低，则反应时间拉长，且反应难以充分；若反应终

点温度过高，则易引发其他的副反应，导致收率降

低。保持其他操作均相同，改变加醛温度和终点温

度，考查乙醛肟收率的变化情况，见图2。

由图2可知，当反应终点温度一样时，随着加醛

温度的增加收率反而下降，所以滴加乙醛最合适的

温度是10℃。当加醛温度不变时，随着反应终点温

度的升高，收率增加；当温度达到20℃~25℃时，收

率最大；终点温度继续增加，收率开始下降。因此，

10℃是肟化过程最佳加醛温度，20℃~25℃为其最佳

反应终点温度。

2.4氢氧化钠水溶液和乙醛的加料方式对乙醛

肟回收收率的影响

氢氧化钠溶液的作用在于调节反应体系的酸碱

度，使反应朝着有利的方向进行，以提高收率和纯

度。以下三组实验氢氧化钠水溶液和乙醛的加入量

都一样，只是加入顺序有所不同，考查其对反应的影

响情况，结果见表2。

表2氢氧化钠水溶液和乙醛的加料方式对

乙醛肟回收收率的影响

实验号加料方式乙醛肟收率/%

1先加乙醛，再加N a O H溶液调83.7

pH值至6.5

2先加N a O H溶液调pH值为弱碱81.2

性，再加乙醛

3先加一半N a O H溶液调pH值至90.5

6.5，再加乙醛，再加另一半

N a O H溶液将pH值调回6.5

从表2可以看出，实验3的加料方式得到乙

醛肟收率最高，所以应该将NaOH溶液平均分成

两部分，分别于滴加乙醛溶液的前后加入反应液

中。

3结论

以间三氟甲基苯胺为起始原料，先重氮化制成

重氮盐，并加尿素破坏过量的亚硝酸钠，然后控制

pH在4～4.5，温度在0℃~5℃，并在硫酸铜的催化下

与乙醛肟偶合，偶合物用盐酸水解得间三氟甲基苯

乙酮，总收率达89%。对水解反应的副产物盐酸羟

胺与乙醛反应生成乙醛肟后进行了回收，回收反应

的最佳条件：反应pH值为6.5；加醛温度为10℃；终

点反应温度为20℃~25℃；用来调节pH值的氢氧化

钠溶液平分为两部分，分别于滴加乙醛溶液的前后

加入反应液中，回收率可达90.5%，实现了乙醛肟的

部分再生。本工艺反应条件简单，收率高，污染较小，

具有工业化生产前景。

图2肟化反应温度对乙醛肟回收收率的影响

（摘编自《浙江化工》2013.11）

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