[发明专利]一种2-氟丙酸酯的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种氟代丙酸酯的制备方法，特别涉及一种2-氟丙酸酯的制备方法。

背景技术

塑料光纤具有芯径大、质地柔软、联结容易、质量轻、价格便宜、传输带宽大等优点，在宽带接入网系统、家庭智能网络系统、数据传输系统、汽车智能系统、工业控制系统以及纺织、照明、太阳能利用系统等方面的应用市场潜力巨大。虽然传统塑料光纤如聚苯乙烯（PS）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚碳酸酯（PC）等克服了石英光纤的一些缺点，但由于材料本身固有的缺陷，已经难以满足现代通信技术的高速发展。

含氟高分子材料具有玻璃化温度高、表面能低和耐老化等优点，新型含氟高分子光纤材料在信号衰减、带宽、耐热性、连接性等主要性能指标上大大优于传统的塑料光纤。而氟代丙烯酸酯类聚合物是人们研究含氟塑料光纤的首选。含氟高分子光纤材料性能在很大程度上取决于单体的结构，全氟丙烯酸酯类单体生产成本过高，并有很大聚合难度，有商业价值的主要是丙烯酸部分2位氟代和酯基上的全氟代聚合物。因此，2-氟丙烯酸酯是生产含氟高分子光纤材料的关键单体，而2-氟丙酸酯是合成2-氟丙烯酸酯的关键中间体。

2-氟丙酸酯的合成主要有三条路线：（1）以2-氯丙酸酯为起始原料。据Recueil desTravaux Chimiques des Pays-Bas;vol.66;(1947);p.424报道，在180-190℃条件下，2-氯丙酸酯和氟化钾进行卤交换得2-氟丙酸酯，收率56%。

（2）以2-溴丙酸酯为起始原料。据Journal of Fluorine Chemistry;vol.99;nb.2;(1999)报道，在三丁基十六烷基溴化磷存在下，氟化钾和2-溴丙酸乙酯60℃反应，得到2-氟丙酸乙酯，收率80%。据Bulletin de la Societe Chimique de France;(1964);p.2254–2257报道，以乙酰胺为溶剂，氟化钾和2-溴丙酸乙酯130-165℃反应，得到2-氟丙酸乙酯，收率53%。

（3）以2-羟基丙酸酯为起始原料。据Chemical Communications(Cambridge,United Kingdom);nb.2;(1999);p.215-216报道，以二氯甲烷为溶剂，2-羟基丙酸酯和双（2-甲氧基）氨基三氟化硫25℃反应，得到2-氟丙酸乙酯，收率73%。据EP1780194报道，以1,3,5-三甲苯为溶剂，2-羟基丙酸酯和三氟甲磺酰氟在-40–20℃下反应，得到2-氟丙酸乙酯，收率72%。

采用氟化钾工艺路线收率低，工业生产成本较高。此外，用氟化钾作为氟化试剂还会产生大量固体废弃物，其主要成分为氟与氯交换产生的氯化钾和未反应的过量氟化钾。双（2-甲氧基）氨基三氟化硫、三氟甲磺酰氟等为氟化试剂价格过高，导致工业生产成本过高，难以商业化。

中国专利公开号CN101528662A，公开日2009年9月9日，发明名称：用于制备2-氟丙酸酯的立体选择性一步氟化法。该申请案使用四氟乙基二甲胺（TFEDMA）和乳酸酯衍生物一步氟化法合成2-氟丙酸酯。不足之处是反应原料不易得，生产成本高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种收率高，选择性好，生产成本低，三废产生量少的2-氟丙酸酯的制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：一种2-氟丙酸酯的制备方法，将2-氯丙酸酯、氟化氢和催化剂按质量比1:1.2~1.5:0.01~0.02进行反应，反应温度为50～200°C，反应时间为20h~30h，反应结束后冷却、分液、精馏即得到2-氟丙酸酯产品。

进一步的：

所述的2-氯丙酸酯选自2-氯丙酸甲酯、2-氯丙酸乙酯、2-氯丙酸丙酯、2-氯丙酸丁酯、2-氯丙酸-3,3,3-三氟丙酯、2-氯丙酸-2,2,2-三氟乙酯、2-氯丙酸六氟异丙酯、2-氯丙酸-2,2,3,3,3-五氟丙酯中的一种。

所述的2-氯丙酸酯选自2-氯丙酸甲酯、2-氯丙酸乙酯、2-氯丙酸-3,3,3-三氟丙酯中的一种。

所述的催化剂选自四氯化钛或四氯化锡。