[发明专利]脂肪三氟乙酯类化合物及其制备方法

说明书

本发明涉及脂肪三氟乙酯类化合物及其制备方法。其中，脂肪酸三氟乙酯类化合物定义与权利要求书相同。制备方法包括步骤如下：低温条件下，将2,2,2‑三氟乙胺和亚硝酸特丁酯加入溶有脂肪酸的有机溶液之中，搅拌均匀后，室温继续反应，即可得到脂肪酸三氟乙酯产物。其中，脂肪酸与2,2,2‑三氟乙胺及亚硝酸特丁酯的摩尔比为1:(1～2.5):(1～2.5)。本发明的方法不需加入催化剂及其他添加物即可得目标产物，操作简单、反应条件温和、成本低、收率高、对环境友好，可以得到脂肪类和药物分子羧酸的三氟乙酯化合物，应用广泛。

技术领域

本发明属于有机合成技术领域，具体涉及脂肪三氟乙酯类化合物及其制备方法。本发明还涉及所述脂肪三氟乙酯类化合物在制药、食品、材料等行业的用途。

背景技术

随着有机氟化学的发展，脂肪酸三氟乙基酯类(RCO₂CH₂CF₃)的化合物备受关注。由于其特点如可生物降解性、毒性弱甚至无毒、部分无刺激性及抗菌抗氧化等性质，常常被应用于制药、食品、美容、加工等行业。目前已知的用于医药和材料领域的脂肪酸三氟乙基酯，主要以不饱和脂肪酸三氟乙酯为主，主要用来合成离子交换膜、药物传递媒介、修饰物质表面以及锂离子电池的电解液材料。

2001年，Hochberg课题组报道了雌二醇-16-羧酸的氟烷基酯化反应，该反应在对甲基苯磺酸催化，氟醇化合物作为反应溶剂，加热至85℃，以中等产率制得氟烷基羧酸酯。反应条件苛刻且难操作，产率不高。[D.C.Labaree,T.Y.Reynolds,R.B.Hochberg,Journalof Medicinal Chemistry 2001,44,1802-1814]

2005年，Brückner课题组报道了2-丁炔酸与三氟乙醇的酯化反应，他们使用Dean-Stark分水装置，并以硫酸促进酯化反应进行，以81％的产率得到2-丁炔羧三氟乙酯。反应体系较复杂，操作不方便。[Schmidt-Leithoff,J.；Brückner,R.Helv.Chim.Acta2005,88, 1943-1959]

2016年，张成潘，韩秋燕等人的专利中报道：将脂肪酸与碳酸铯或氢氧化钾等强碱混合均匀后，加入三氟甲磺酸三氟乙基苯基的三价碘盐，于室温下搅拌反应48-72h，也可获得相应的脂肪酸三氟乙酯类化合物。但是此法化学环境苛刻，使用经济效益不高的且价格相对较昂贵三价碘盐，其收率并不高。[C.P.Zhang,Q.Y.Han,Jing.Yang,CN 106349071.Jan25, 2017]

2017年，Mykhailiuk课题组报道了羧酸与二氟重氮乙烷两步一锅法制备羧酸二氟乙酯化合物。该研究主要应用于各种普通羧酸或者官能团化的羧酸以及多肽羧酸与2，2-二氟甲基重氮甲烷官能团化形成羧酸二氟乙酯化合物，主要用于生物分子中的选择性¹⁹F标记；该反应使用了4倍当量的2，2-二氟乙胺和亚硝酸叔丁酯，该反应为分步反应，总体效率不高，使得生产成本高，造成了资源浪费。[P.K.Mykhailiuk,Chem.–Eur.J.,2014,20,4942–4947.]

2017年，本申请人的课题组内研发了一种一锅法制备羧酸二氟乙酯化合物的方法。该方法是将羧酸与亚硝酸叔丁酯以及2,2-二氟乙胺，在乙腈中35℃搅拌即可得到偕二氟乙酯。该方法使用到的氟代酯化的试剂价格便宜，用量少；反应条件温和、高效，操作简便；该方法操作简单、反应条件温和、成本低、副产物少、收率高，可以得到芳香族，脂肪二氟乙酯化合物，不受底物局限[S.Q.Peng,X.W.Zhang,L.Zhang,X.G.Hu,Organic Letters2017,19, 5689-5692.]

发明内容

针对脂肪三氟乙酯的反应条件苛刻操作不便利、反应效率低下、原子利用率差等原因，本发明目的在于一步一锅法无催化剂地制备脂肪三氟乙酯。与其他方法相比，本发明操作简单、反应条件温和、成本低、副产物少、收率高，可以得到烷基类、药物分子羧酸酯类化合物，且应用广泛，不受底物局限。