市场新宠
———脂肪族含氟中间体
金霖
(上接第2期A15版)
2,2,2-三氟乙醇
三氟乙醇含有三氟甲基结构,性质与其他醇类不同,可以参与多
种有机合成反应,尤其在合成含氟医药、农药和染料方面有着广泛应
用,国内外需求量越来越大,已经成为含氟精细化学品的重要的中间
体之一。
合成方法
三氟乙醇的合成路线文献较多,其中已经工业化或具有工业化前
景的路线主要有:三氟乙酰氯法、三氟醋酐法、三氟醋酸法、三氟醋
酸酯法、偏氟乙烯法、HFC-143a(三氟乙烷)法和HCFC-133a(三氟氯
乙烷)法等,其中最具开发前景、且较符合我国国情的合成路线是
HCFC-133a法。如浙江大学以HCFC-133a为原料,在γ-丁内酯存在
下和ω-羧基丁酸钾在200℃和4.5MPa下反应制得三氟乙醇,反应后
副产ω-羟基丁酸钾可以还原成γ-丁内酯,回收利用。中科院上海有
机所以三氟氯乙烷为原料,采用相转移催化剂,在150~300℃、4~
15MPa条件下,与羧酸碱金属盐在水溶液中反应制备三氟乙醇,其中
相转移催化剂可以是离子型、非离子型表面活性剂或分子式为
XCnF2OCFSOY的含氟化合物等。浙江化工研究院开发出以HCFC-133a
为原料,经过酯化,水解二步反应合成三氟乙醇的工艺路线。
应用领域
三氟乙醇作为1种基础含氟有机中间体,可以作为多种化学助
剂,如溶剂、催化剂、引发剂等;另外由于分子结构特殊,可以合成
多种具有优异性能的化学品。
医药行业 三氟乙醇最主要的用途是用于制备麻醉剂,以其为原
料可以开发出低毒性异氟烷和高性能新型麻醉剂去氯氟烷;此外,以
其为原料还可以合成以下药物:中枢神经兴奋剂氟替尔、取代吡啶类
胃壁细胞质子泵阻断剂(用作抗溃疡剂)如Lansoprazole和
Pariprazole等、抗心律失常药物氟卡同胺、镇痛药物苯并二氮杂卓
和排尿困难治疗药物KMD-3212等。
染料行业 三氟乙醇也有着广泛的应用价值,如将CF3CH2O-引
入酞菁中,可以增加其溶解性,并能抑制分子间的聚合;CF3CH2O-和
CF3-基团引入染料分子结果也可以明显改善某些染料的耐光、耐候和
化学稳定性。
溶剂 三氟乙醇还是1种优良的溶剂,不仅能溶解水、醇、酮等
含氧化合物和苯、甲苯等芳族化合物,而且能溶解多种聚合物树脂。
反应中三氟乙醇可作为非亲核性离子溶剂,作为羧酸的保护性基团。
三氟乙醇具有低亲核性和稳定性,是一些氟化反应及亲核性聚合物(如
聚甲醛、聚酰胺和聚丙烯腈等)的优良溶剂;以三氟乙醇为溶剂,可
以有效提高某些聚合反应的产率和反应速率,而且聚合物产品的立体
规整性大大改善;在一些离子反应和电化学反应中也经常会以三氟乙
醇为溶剂;鉴于三氟乙醇溶解性能优良而且纯度高,其作为高效液体
色谱的分离溶剂和手性化合物的色谱分离溶剂的应用也正在开发中。
导热介质 三氟乙醇热稳定性强,具有良好的动力学特性,更为
可贵的是其对臭氧没有破坏作用。目前三氟乙醇与水的混合液已经作
为回收废热发电的兰金循环工作介质用于废热回收发电系统,在炼铁
厂、水泥制造厂等高耗能企业的废热回收系统中有着具巨大潜力。另
外,三氟乙醇与酰胺化合物混合时能产生大量溶解热,目前人们正在
开发以三氟乙醇与N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基咪唑啉酮等环状酰
胺类化合物为工作流体的吸收式化学热泵,该系统可用于以煤气、丙
烷气、煤油等为燃料的空调设备,与现有化学热泵相比,具有低温不
冻结、设备紧凑、取冷采暖能量效率高等优点,工业应用和民用前景
都非常看好。
合成材料改性 三氟乙醇改性的磷腈橡胶具有耐低温特性、耐
热、阻燃、耐溶剂等性能,广泛应用于航天航空、电子电气等领域;
三氟乙醇与甲基丙烯酸酯化得到三氟乙醇甲基丙烯酸酯,也是1种具
有典型酯气味的无色透明液体,不过聚合性能要优于甲基丙烯酸甲
酯,可以与其他丙烯酸酯、苯乙烯、丙烯腈、醋酸乙烯等共聚;而且
由于具有三氟甲基基团、聚合物具有良好性能,因此在树脂的功能性
改性方面具有良好的发展前景,可以广泛用于涂料、光学信息传输、
信息化学品、印刷电路、抗光蚀剂材料等多个领域。聚酯合成中,引
入-OCH2CF3基团可以提高平衡常数,从而得到期望分子量的聚酯。
有机合成领域 三氟乙醇作为重要的基础有机氟化物,越来越受
到重视,以三氟乙醇为原料可以合成三氟乙醛1-呋喃-2,2,2-三氟乙
醇、3-氯-4-(2,2,2-三氟乙氧基)苯腈等;作为酰化剂,已广泛
用于光学活性醇和甾类化合物的位置选择性酰化,胺的光学拆分及光
学活性医药的合成。
此外,三氟乙醇在生物化学领域也有着许多用途,较为引人注目
有其对蛋白质和酶的作用。
六氟丙酮
六氟丙酮分子结构中带有2个三氟甲基基团,因此具有独特的理
化性质,广泛应用于医药、农药和合成材料等领域。一般以稳定三水
化合物供应市场。
合成方法
尽管文献报道的合成路线比较多,不过目前工业化的主要以下2
条路线:1,2-全氟环氧丙烷的催化重排,即1,2-全氟环氧丙烷在路
易斯酸催化作用下,通过重排后经水吸收得到产物;高温气相氟化。
应用领域
六氟丙酮在生化制药、有机合成和材料科学领域有重要的应用。
六氟丙酮加氢还原可以合成高级溶剂六氟丙醇,六氟丙醇具有极
强的溶解能力,在医药、生化和有机合成有着较多应用,也可作为高
级清洗剂用于电子工业及尖端仪器设备制造业。
六氟丙酮和芳香化合物发生傅-克反应可以制备叔醇类化合物,
其中最重要的应用是六氟丙酮和苯酚在无水氢氰酸介质中反应生成双
酚AF。双酚AF可作为低温偶联剂,也是合成六氟丙酮系列含氟聚合
物的基础,六氟丙酮的引入使聚合物的性质发生很大变化,如溶解性、
耐高温性、热稳定性和环境稳定性等改善,而且聚合物的结晶度、介
电常数、水吸收等性质也发生变化。较为典型的聚合物有含氟聚醚类、
含氟聚酯类、含氟聚碳酸酯、含氟聚酰胺和含氟聚酰亚胺类等几类,
目前这些聚合物都有商品化品种,许多产品在高科技领域得到应用,
如双酚AF改性含氟聚酯可以制得高韧性、高透明性薄膜,也可以用
于涂料和油漆体系中。(未完待续)
