一种3-氟代丙酮酸的制备工艺

季国炎，季盛，季国尧

（绍兴市东湖高科股份有限公司，浙江绍兴312000）

氟化工

一种3-氟代丙酮酸的制备工艺

季国炎，季盛，季国尧

（绍兴市东湖高科股份有限公司，浙江绍兴312000）

设计了一种合成3-氟代丙酮酸的方法，以草酸二乙酯、氟代乙酸乙酯为原料，以NaH为强碱催化剂，发生Claisen酯缩合反应，产物在浓盐酸中水解，脱羧，蒸馏得到3-氟代丙酮酸。产物总收率为70%以上，纯度可达99%以上。

氟代乙酸乙酯；Claisen酯缩合；氟代丙酮

3-氟代丙酮酸是一种白色的晶体，结构与丙酮酸相似，由于氟原子体积与氢原子相当，因此在生物体细胞会误当成丙酮酸识别，吸收，同时又由于氟原子的化学特性，赋予了氟代丙酮酸对生物体特殊的毒理活性[1]，因此在农药和医药方面有着广泛的尝试和应用[2-3]。然后关于氟代丙酮酸的合成报道较少，报道中氟代丙酮酸大多为副反应[4]，用昂贵的催化剂[5]，原子利用率低[6]，经济效益差[7]。

本文以草酸二乙酯、氟代乙酸乙酯为原料，以NaH为强碱催化剂，发生Claisen酯缩合反应，产物在浓盐酸中水解[8]，脱羧，蒸馏升华得到3-氟代丙酮酸。该合成方法原料易得，操作简便，收率较高，有很好的应用前景。

1 实验部分

1.1 实验原料

四氢呋喃，草酸二乙酯均为分析纯，60%氢化钠固体，浓盐酸均为工业级。

1.2 实验过程

在配有机械搅拌的1 L的四口圆底烧瓶中加入600 mL四氢呋喃、60%NaH固体（40.0 g，1.00 mol）、草酸二乙酯(140.0 g，0.95 mol），在室温下用恒压滴液漏斗慢慢滴加氟代乙酸乙酯（100.0 g，0.94 mol），滴加完毕，升温回流反应6 h。在2 L的烧杯中加入甲苯400 mL，冰150.0 g，浓盐酸88 mL，待反应完全后，降温到0℃，将反应液慢慢滴加到2 L的烧杯中，淬灭过量的NaH。分液，水层用甲苯（100 mL×3）萃取，合并有机相，旋蒸，精馏得到化合物I（168.6 g，0.82 mol），收率：86.9%，GC纯度：99.9%。

在配有机械搅拌的500 mL四口瓶中加入化合物I（168.6 g，0.82 mol），9 mol/L浓盐酸溶液100 mL，加热回流4 h，待反应完全后，蒸馏除水，得到褐色油状粗产品，用升华法精制得到白色的3-氟代丙酮酸（72.6 g，0.68 mol），收率：83.5%，HPLC纯度：99.9%。

2 结果与讨论

2.1 2-氟-3-氧代琥珀酸二乙酯（化合物I）的合成

2.1.1 氟代乙酸乙酯与草酸二乙酯的摩尔比的选择

氟代乙酸乙酯与草酸二乙酯的摩尔比对化合物I收率的影响见表1。

表1 氟代乙酸乙酯与草酸二乙酯的摩尔比对化合物I收率的影响

表1的数据表明，在催化剂和一定的实验条件下，随着氟代乙酸乙酯与草酸二乙酯的摩尔比的不断增加，化合物I不断增加，当比例在1:1时，收率最高，为86.9%。

2.1.2 反应温度对反应收率的影响

反应温度对反应收率的影响见表2。

表2的数据显示，在一定投料量、相同的反应时间的条件下，随着反应温度不断升高，收率不断增加，当70℃（回流温度）时收率最好，所以在反应时，应把反应温度控制在回流温度。

2.2 氟代丙酮酸的合成

2.2.1 盐酸浓度对3-氟代丙酮酸收率的影响

盐酸浓度对3-氟代丙酮酸收率的影响见表3。

表3 盐酸浓度对3-氟代丙酮酸转化时间的影响

表3的数据显示，在一定投料量、相同的温度下，随着盐酸浓度的增加，收率不断增加，当盐酸浓度为9 mol/L，收率最高，所以在反应时，应把盐酸浓度控制在9 mol/L以上。

2.2.2 酸解温度对3-氟代丙酮酸收率的影响

酸解温度对3-氟代丙酮酸收率的影响见表4。

表4的数据显示，在一定投料量、相同的盐酸浓度下，随着酸解温度的增加，收率不断增加，当酸解温度为100℃，收率最高，所以在反应时，应把酸解温度控制在100℃（回流温度）。

表4 酸解温度对3-氟代丙酮酸转化时间的影响

3 结论

本实验中，合成3-氟代丙酮酸的最佳工艺条件为：把氟代乙酸乙酯与草酸二乙酯的比例控制在1∶1左右，60%NaH固体与草酸二乙酯等当量，反应温度控制在70℃。酸解过程中盐酸的浓度控制在9 mol/L,酸解温度控制在100℃。3-氟代丙酮酸的总收率为70%以上。该合成方法原料易得，操作方便，收率较高，有很好的应用前景。

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Preparation Process for 3-Fluoro-pyruvate

JIGuo-yan,JISheng,JIGuo-yao
（Shaoxing Donghu Gaoke Co.,Ltd.,Shaoxing,Zhejiang 312000,China）

A method for the synthesis of 3-fluoro-pyruvate was studied，diethyl acetate and ethyl fluoroacetate as raw materials and NaH asa strong base catalyst，occurring the Claisen ester condensation reaction，then hydrolyzed and decarboxylated in concentrated hydrochloric acid，distillated to get 3-fluoro pyruvate.The total yield of was 70%or more,the purity was up to 99%or more.

ethylfluoroacetate；Claisen ester condensation；fluoroacetone

1006-4184（2017）8-0001-02

2017-05-27

季国炎（1960-），男，硕士，工程师，高级经济师,主要从事农药研发工作。E-mail:jisheng@el-ht.com。