3－氨基－4，4，4－三氟丁烯酸乙酯的清洁合成新技术

陆 阳，陶京朝，周志莲，张志荣

（1.信阳农林学院有机化学教研室，河南信阳 464000；2.郑州大学化学系，郑州 450001；

3.河南科易集团新药研究开发中心，河南信阳 464000；4.河南富邦农药化工公司，河南信阳 464000）

3－氨基－4，4，4－三氟丁烯酸乙酯的清洁合成新技术

陆 阳1，陶京朝2，周志莲3，张志荣4

（1.信阳农林学院有机化学教研室，河南信阳 464000；2.郑州大学化学系，郑州 450001；

3.河南科易集团新药研究开发中心，河南信阳 464000；4.河南富邦农药化工公司，河南信阳 464000）

旨在优化3－氨基－4，4，4－三氟丁烯酸乙酯的合成，并寻找一条适用于工业化的工艺路线。以三氟乙酸、正丁醇、乙酸乙酯、硫酸铵等为原料，通过酯化、缩合、胺化反应一锅煮法合成了3－氨基－4，4，4－三氟丁烯酸乙酯。反应总收率为71%，产品质量分数为99.6%。该路线条件温和，操作简便，收率较高。

三氟乙酸；正丁醇；除草剂

苯嘧磺草胺是由巴斯夫公司研发的脲嘧啶类新型除草剂，3－氨基－4，4，4－三氟丁烯酸乙酯是合成苯嘧磺草胺的重要中间体。当前，面对资源的短缺，能源消耗和环境的恶化，我国迫切需要发展绿色和可持续的制造生产方式［1～5］。与各个行业相同，农药制造业必须走文明制造的科技发展道路——以掌握核心技术为目标，实现先进技术的引进和转让。在生产过程中，要高度重视环境保护工作，减少废渣、废水和废气，发展循环经济，实现无害化。随着世界经济的发展，科学创新迎来了重要的战略发展机遇期。联合国内科研、设计、制造企业，课题组从2007年开始研究绿色低碳的3－氨基－4，4，4－三氟丁烯酸乙酯的合成工艺［4～10］，开发了“一锅煮”法合成工艺。该工艺能够避免中间体的分离纯化，简化操作过程，提高反应收率，并且降低了生产能耗，也减少了废弃物的排放。该工艺的合成路线见图1所示。

1 实验部分

1.1 主要试剂与仪器

三氟乙酸（99%），正丁醇（99.6%），对甲基苯磺酸（98%），乙酸乙酯（99.5%），正丁醇钾98.6%），硫酸铵（99%），硫酸（98%）。

图1 3－氨基－4，4，4－三氟丁烯酸乙酯的合成工艺路线图Fig.1 synthesis of Ethyl3－am ino－4，4，4，－trifluorocronate

FT－8000红外光谱仪（KBr压片）；PE－2400型元素自动分析仪，Bruker Avance 500DMX核磁共振仪（TMS为内标，溶剂用CDCl3）；日本岛津公司LC－9A高效液相色谱仪。

1.2 合成方法

在装有温度计、滴液漏斗、回流冷凝管和搅拌器的四口烧瓶中，加入65.6 g三氟乙酸（0.57mol）、0.053 g对甲基苯磺酸（0.000 31mol），滴加199.1 g正丁醇（2.68mol），加热回流反应，并分出生成的水。加热回流至无水生成为止，降温冷却至室温。加入70.4 g正丁醇钾（0.62mol），滴入231.9 g乙酸乙酯（2.622 mol）。滴毕，搅拌升温到800℃，反应4～5 h；降温至300℃。加入83.6 g硫酸铵（0.627mol）、22.8 g硫酸（0.228mol），搅拌1 h；升温至800℃，反应4.5 h；冷却至室温。过滤，滤液中加人水，静置，分液；有机层旋干溶剂后，精馏收集800℃／0.3 kPa组分得到73.5 g 3－氨基－4，4，4－三氟丁烯酸乙酯（0.4mol）。

2 结果与讨论

2.1 酯化反应

2.1.1 物料比对收率的影响

三氟乙酸（n1）和正丁醇（n2）的酯化反应，物料比对收率的影响见表1。

表1 物料比对酯化反应收率的影响Tab.1 Effect of material ratio on the yield of esterification

从表1看出，当三氟乙酸和正丁醇反应时，最佳物料比为1∶4.7。

2.1.2 催化剂用量对收率的影响

催化剂用量对收率的影响见表2所示。

表2 催化剂用量对酯化反应收率的影响Tab.2 Effect of catalyst dosage on the yield of esterification

由表2看出，对甲基苯磺酸作为催化剂时，催化剂的质量分数为0.02%时，酯化反应收率最佳。

2.1.3 不同醇参加酯化反应时对收率的影响

在三氟乙酸和正丁醇的酯化反应时，考察不同醇参与反应时对收率的影响，见表3。

表3 不同醇参与反应时对酯化反应收率的影响Tab.3 Effects of different alcohol reaction time on the yield of esterification reaction

由表3看出，正丁醇作为酯化反应的原料时，三氟乙酸和醇的酯化反应收率最高。

2.2 缩合反应

三氟乙酸和正丁醇发生酯化反应后，中间体不需分离，直接和乙酸乙酯进行缩合反应，考察不同物料比对收率的影响。

2.2.1 物料比对收率的影响

物料比对缩合反应收率的影响见表4。

表4 物料比对缩合反应收率的影响Tab.4 Effect of material ratio on the yield of condensation reaction

实验发现，当乙酸乙酯用量少时，反应不完全；随着用量的增大，收率也增加；当过度时，会导致自身缩合，产生副产物。因此，选择最佳物料比为1∶4.6。

2.2.2 催化剂用量对收率的影响

催化剂用量对缩合反应收率的影响见表5。

表5 催化剂用量对缩合反应收率的影响Tab.5 Effect of catalyst dosage on the yield of condensation reaction

由表5看出，当三氟乙酸丁酯和乙酸乙酯发生缩合反应时，生成三氟乙酰乙酸乙酯烯醇钾，在催化剂正丁醇钾的用量为0.62mol时，收率最高。

2.2.3 不同催化剂对收率的影响

不同碱催化对缩合反应收率的影响见表6。

表6 不同碱催化对缩合反应收率的影响Tab.6 Effects of different base catalysis on the yield of condensation reaction

由表6看出，在同一批反应液中，正丁醇钾作为缩合反应的碱催化剂时，收率最高。

2.3胺化反应

在三氟乙酸丁酯和乙酸乙酯，正丁醇钾进行缩合反应后，生成的三氟乙酰乙酸乙酯钾中间体和硫酸铵进行胺化反应。不同物料比对胺化反应收率的影响见表7。

表7 物料比对胺化反应收率的影响Tab.7 Effect of material ratio on the yield of amination reaction

由表7看出，在相同条件下，当物料比为1∶1.1时，收率最高。

3 结论

1）以三氟乙酸、正丁醇、乙酸乙酯、硫酸铵为原料，通过酯化、缩合、胺化反应即“一锅煮”合成工艺，可以合成目标化合物。

2）该反应条件较为温和，总收率较高；合成路径高效、可靠；合成所用的全部原料均无毒易得。综合考虑水资源、生态、环境、资金、技术，该方法的确能够推进资源的循环利用和清洁生产。因此，该工艺具有很好的工业推广应用价值

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The New Technology On Clear Synthesis of Ethyl 3－am ino－4，4，4，－trifluorocronate

LU Yang1，TAO Jing－zhao2，ZHOU Zhi－lian3，ZHANG Zhi－rong4

（1.Office of Organic Chemistry，Xinyang Agriculture College，Xinyang 464000，China；
2.Chemistry Department of ZhengZhou University，Zhengzhou 450001，China，
3.New Drug Research and Development Center Henan KeyiGroup，Xinyang 464000，China 4.Henan Province FuBang Pesticides Chemical Engineering Company Manager，Xinyang 464000，China）

This article aims to obtain a reasonable route of ethyl3－amino－4，4，4，－trifluorocronate on industrial scale.The target productwas prepared by the one－potmethod of esterification，condensation，ammoniation using trifluoroacetic acid，n－butanol，ethylacetate and ammonium sulfate as the raw materials. The total yield was71%.The puritywas99.6%.The route has advantages ofmild conditions，simple operation，easily available raw materials and high yield.

trifluoroacetic acid；n－butanol；herbicide

TQ 460.3

A

1004-275X（2015）06-0016-03

收稿：2015-06-04

陆阳（1969－），硕士，讲师，主要从事农药研发、有机教学和实验工作。

10.3969／j.issn.1004-275X.2015.06.004