一种2-氟丙酸酯的合成方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种氟代烷基酯的制备方法，尤其涉及一种2-氟丙酸酯的合成方法。
【背景技术】
[0002]聚2-氟丙烯酸酯具有玻璃化温度高、表面能低、耐老化、信号衰减低等优点，可用于塑料光纤中，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。(I)以2-氯丙酸酯为原料。据Recuil destrvaux des Pays-Bas desPays-Bas ； (1947) ；p.424报道了在180?190°C条件下，2-氯丙酸酯与氟化钾进行氟氯交换得2-氟丙酸酯，收率56 %。CN103044245A报道，2-氯丙酸酯与液体氟化氢在催化剂催化下进行氟氯交换反应得2-氟丙酸酯，最高收率83%。(2)以2-溴丙酸酯为起始原料，Journal of Fluorine Chemisty ；vol.99 ；nb.2 ； (1999)报道，在三丁基十六烧基溴化磷催化下，氟化钾与2-溴丙酸乙酯在60反应，得到2-氟丙酸乙酯，收率80%。(3)以2-羟基丙酸酯为原料，Chemical Communicat1ns ；nb.2 ； (1999) ;ρ.215-216 报道，以二氯甲烧为溶剂，2-羟基丙酸酯和双(2-甲氧基)氨基三氟化硫在25°C反应得2-氟丙酸乙酯，收率73%。
[0003]上述各种制备2-氟丙酸酯的方法均有一定的不足之处。2-氯丙酸酯为原料成本低，但用氟化钾氟化收率低，反应温度高，造成大量的三废；用氟化氢氟化危险性大，设备腐蚀严重，废催化剂处理困难。以2-溴丙酸酯为原料工艺路线原料价格高，成本高；以2_羟基丙酸酯为原料的工艺路线具有氟化试剂价格昂贵、操作十分危险等不足。
【发明内容】
[0004]本发明针对现有技术的不足之处，提供一种2-氟丙酸酯的合成方法，以廉价的2-氯丙酸酯(CH3CHC1C00R)为原料，在助剂存在的条件下，用氟化钾氟化得到2-氟丙酸酯的工艺，助剂的加入可以抑制高沸副产物的生成，从而提高了反应的选择性，采用本工艺制备的通式为(CH3CHFC00R)的2-氟丙酸酯具有反应条件温和，收率高，成本低的优点。
[0005]为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案:
[0006]—种2-氟丙酸酯的合成方法，其特征在于包括如下步骤:
[0007]I)先在一带有冷凝管的四口烧瓶中加入通式为CH3CHXC00R的酯，其中R代表烷基;
[0008]2)然后在四口烧瓶中加入助剂、催化剂和溶剂，再加入氟化试剂进行搅拌得到反应液；
[0009]3)将上述反应液加热升温至设定温度，反应时间为3?16h ;
[0010]4)反应结束后，进行精馏，得到2-氟丙酸酯目标产物。
[0011]优选的，通式为CH3CHXC00R的酯中的X代表卤素，卤素为Cl。
[0012]优选的，氟化试剂为氟化钾，氟化试剂与通式为CH3CHXC00R的酯的摩尔比为
1.0?2.5: 1，氟化钾的价格低，降低了制造成本，摩尔比低，则反应收率低，摩尔比高，则反应收率高，但氟化试剂与CH3CHXC00R的酯的摩尔比超过一定程度后，则收率提高不明显，同时也不经济。
[0013]进一步，助剂是通式为R1C (OR2) 3的化合物，R i为H或CH 3中的一种，R 2为CH 3或C 2H5中的一种，通式为R1C(OR2)3的化合物与通式为CH3CHXC00R的酯的质量比为0.02?0.2:1，助剂可以降低高沸点杂质生成，同时可以提高反应的选择性和收率。
[0014]进一步，催化剂为相转移催化剂，包括季铵盐、季磷盐、冠醚，催化剂与通式为CH3CHXC00R的酯的质量比为0.05?0.3:1。
[0015]优选的，季铵盐为十二烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基氯化铵、四丁基氯化铵和四丁基溴化铵中的一种或一种以上混合物，季磷盐为四苯基溴化磷，冠醚为18-冠-6或15-冠-5。
[0016]进一步，溶剂为极性溶剂，包括环丁砜、二甲基亚砜、N-甲基吡咯烷酮和DMF，溶剂与通式为CH3CHXC00R的酯的质量比为2?10:1，溶剂用量少，反应体系固含量大，搅拌困难，不利于反应进行，溶剂用量过大，则反应速度慢，同时也不经济。
[0017]进一步，设定温度为80?160°C，反应温度低，则反应速度慢，反应时间长，反应温度高，则副反应增加，收率较低。
[0018]本发明由于采用了上述技术方案，具有以下有益效果:
[0019]1、采用本工艺制备的通式为(CH3CHFC00R)的2-氟丙酸酯具有反应条件温和，收率高，成本低的优点；
[0020]2、以廉价的2-氯丙酸酯(CH3CHC1C00R)为原料，在助剂存在的条件下，用氟化钾氟化得到2-氟丙酸酯的工艺，助剂的加入可以抑制高沸副产物的生成，从而提高了反应的选择性。
【具体实施方式】
[0021]本发明提供一种2-氟丙酸酯的合成方法，包括如下步骤:
[0022]I)先在一带有冷凝管的四口烧瓶中加入通式为CH3CHXC00R的酯，其中R代表烷基，烷基包括含卤素的烷基及不含卤素的烷基和含卤素的芳环基和不含卤素的芳环基，如甲基、乙基、2，2，2-三氟乙基(CF3CH2)、苯基、对氯苯基、五氟苯基等，优选的，通式为CH3CHXC00R的酯中的X代表卤素，卤素为Cl ;
[0023]2)然后在四口烧瓶中加入助剂、催化剂和溶剂，助剂是通式为R1C(OR2)3的化合物，札为H或CH 3中的一种，R 2为CH 3或C 2H5中的一种，通式为R ^ (OR2) 3的化合物与通式为CH3CHXC00R的酯的质量比为0.02?0.2:1，助剂可以降低高沸点杂质生成，同时可以降低反应的选择性和收率，催化剂为相转移催化剂，包括季铵盐、季磷盐、冠醚，催化剂与通式为CH3CHXC00R的酯的质量比为0.05?0.3:1，优选的，季铵盐为十二烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基氯化铵、四丁基氯化铵和四丁基溴化铵中的一种或一种以上混合物，季磷盐为四苯基溴化磷，冠醚为18-冠-6或15-冠-5，溶剂为极性溶剂，包括环丁砜、二甲基亚砜、N-甲基吡咯烷酮和DMF，溶剂与通式为CH3CHXC00R的酯的质量比为2?10:1，溶剂用量少，反应体系固含量大，搅拌困难，不利于反应进行，溶剂用量过大，则反应速度慢，同时也不经济，再加入氟化试剂进行搅拌得到反应液，优选的，氟化试剂为氟化钾，氟化试剂与通式为CH3CHX