[发明专利]一种芳基三氟乙烯类化合物的合成方法

说明书

本发明属于化学合成技术领域，具体涉及一种芳基三氟乙烯类化合物的合成方法，其主要改进之处为以三氟乙烯和芳基亚磺酸盐为原料，在过渡金属盐的催化作用下反应得到。本发明选择的芳基化试剂新颖，反应条件简单温和，成本低廉、操作简便、成本低廉、普适性广、环境污染小、原子经济性高，有望实现工业化大规模生产。

技术领域

本发明属于化学合成技术领域，具体涉及一种芳基三氟乙烯类化合物的合成方法。

背景技术

三氟乙烯苯(α,β,β-trifluorostyerene，简称TFS)作为一种含氟单体，可用于制备含氟聚合物。该类聚合物具有耐辐射、耐热、溶解性好、透明度高、节电损耗低等特点。三氟乙烯(Trifluoroethylene，简称TrFE或HFC-1123)作为有机氟工业中生产四氟乙烯的副产物，通常直接被焚烧，不仅污染了环境而且还浪费了原料。本发明正是采用工业生产四氟乙烯产生的废气为原料来制备芳基三氟乙烯类化合物。

芳基氟代乙烯在结构上由于氟原子的引入，使得反应位点的立体电子性质和反应性都变得复杂。对于芳基三氟乙烯类化合物的合成可以追溯到上世纪40年代，Cohen等人采用芳基化合物为原料，经傅克酰基化、羰基氯化、氟卤交换、锌粉还原脱卤等步骤制备了三氟苯乙烯[Cohen S.G.；Wolosinski H.T.；Scheuer P.J.J.Am.Chem.Soc.2002,71,3439-3440.]，但是该方法使用了有毒的五氯化磷等试剂，产生较多的难以处理的“三废”，限制了其工业化应用前景。

专利US 2,874,166报道了用苯基锂和四氟乙烯合成了三氟乙烯基苯，该方法虽然线路简洁，但是使用了活性极强的苯基锂，因此反应体系需要控制严格的无水无氧环境，同时苯基锂由于活性太高也限制了芳环上取代基的兼容性，容易生成大量的多取代副产物，使后处理分离困难。2011年，Masato O.等人利用苯基氯化镁直接与四氟乙烯反应，并获得了中等收率的三氟乙烯基苯[Masato O.；Tadashi K；Tsubasa H；Hiroki S；Ryohei D；Sensuke O.J.Am.Chem.Soc.2011,133,3256-3259.]。2012年，上海三爱富公司在专利CN103708988 A报道了一种利用苯基卤化镁与过量四氟乙烯在控制低温下制备三氟苯乙烯的方法，能有效抑制副产物的生成。采用格氏试剂的方法，虽然能够比较容易获得产物，但依然容易导致二次进攻副产物的生成。

中国专利CN102241554，CN102532202中公开，用三氟氯(溴)乙烯与温和的亲核试剂苯硼酸在钯催化下发生交叉偶联反应，一步制备三氟苯乙烯及衍生物。该方法采用苯硼酸为亲核试剂，稳定性好，副产物少，但是采用昂贵的钯为催化试剂，同时苯硼酸的合成也是需要经过多各步步骤的，不利于产业化。

中国专利CN107973693公开利用铜盐作为催化剂，以三氟乙烯与碘鎓盐为起始原料，在温和条件下制备芳基三氟乙烯类化合物。该方法的优势是利用铜盐作为催化剂，但是芳基碘鎓盐的合成相对复杂，合成成本很高，而且每利用一个芳基都需要损失掉当量的芳基碘代物，原子经济性极差，不对称的芳基碘鎓盐将得到不同类型的芳基三氟乙烯类化合物，使分离纯化困难。

上面所述的多种合成方法要么反应条件苛刻，要么原料合成复杂，成本高昂，难以实现大规模生产。

发明内容

针对现有技术在合成芳基三氟乙烯类化合物中存在的问题，本申请提供一种成本低、反应条件温和，所需原料易于制得的合成方法。

本发明所述合成芳基三氟乙烯类化合物的方法为以三氟乙烯和芳基亚磺酸盐为原料，在过渡金属盐的催化作用下反应制备。

本发明所述反应的通式为：

本发明首次发现，以三氟乙烯和芳基亚磺酸盐为原料，以过渡金属盐作为催化剂，可制备得到芳基三氟乙烯类化合物。

优选的，反应过程中还添加与所述过渡金属盐偶联的配体。