三氟甲基亚磺酸钾的制备方法与流程

本发明涉及三氟亚磺酸盐的制备，具体涉及一种三氟甲基亚磺酸钾的制备方法。

背景技术：

1、三氟甲基亚磺酸钾（potassium trifluoromethanesulfinate, cf3so2k）作为一种典型的三氟甲基亚磺酸盐，是重要的有机氟化合物之一。含三氟甲基（cf3）结构单元的有机分子在农药、医药及材料科学等领域具有广泛的应用前景。引入三氟甲基基团可显著增强药物的化学与代谢稳定性，改善其亲脂性与生物利用度，同时提升对靶标蛋白的结合选择性。因此，开发高效、经济的三氟甲基化试剂，已成为有机合成方法学研究的重要方向之一。

2、目前，三氟甲基亚磺酸钾主要通过以下方式制备：将三氟乙酸钾溶解于dmf等非质子极性溶剂中，向溶液中通入二氧化硫（so2），在密闭反应器中于140℃下加热反应4～5h。投料比为so2与三氟乙酸钾的摩尔比约为21:1。然而，该方法中反应转化率不佳，接近50%以上的原料未能完全反应，且产物无法分离得到，导致原料浪费且无法得到产物。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供一种三氟甲基亚磺酸钾的制备方法以提高反应的转化率，且产物易分离得到。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

3、一种三氟甲基亚磺酸钾的制备方法，包括以下步骤：

4、s1：将三氟乙酸、氢氧化钾进行中和反应，得到三氟乙酸钾；

5、s2：以二氧化硫为亚磺化试剂、乙腈为溶剂，加入三氟乙酸钾，在复合催化剂的作用下，通过脱羧-亚磺化制得三氟甲基亚磺酸钾，得到含有三氟甲基亚磺酸钾的混合溶液；所述复合催化剂为卤代盐、相转移催化剂，以提高三氟甲基亚磺酸钾的收率；

6、s3：然后对含有三氟甲基亚磺酸钾的混合溶液进行脱溶、降温、离心，得到三氟甲基亚磺酸钾。

7、优选地，所述s2步骤具体为：

8、s21：在搅拌的条件下，向乙腈中加入三氟乙酸钾粉末，得到原料液；

9、s22：向原料液中加入复合催化剂溶解，然后抽负压，氮气置换，得到待反应液；

10、s23：向待反应液中通入二氧化硫，在80℃-90℃下保温2h-3h，得到含有三氟甲基亚磺酸钾的反应溶液。

11、优选地，所述乙腈、二氧化硫、复合催化剂的含水量为50ppm以下。

12、优选地，反应压力为0.15mpa-0.3mpa。

13、优选地，所述s22步骤中，所述抽负压为-0.01mpa。

14、优选地，所述s2步骤中，所述三氟乙酸钾与所述二氧化硫的摩尔比为1:1-3。

15、优选地，所述卤代盐包括引发性卤代盐、稳定反应卤代盐。

16、优选地，所述引发性卤代盐的投料量为三氟乙酸钾的15-25mol%，所述相转移催化剂的投料量为三氟乙酸钾的3-5mol%，所述稳定反应卤代盐的投料量为三氟乙酸钾的0.5-2mol%。

17、优选地，所述引发性卤代盐为碘化钾、氟化钾、溴化钾、溴化亚铜、碘化亚铜中的一种或几种。

18、优选地，所述稳定反应卤代盐为氯化铝、氯化铁、氯化锌、氯化锡中的一种。

19、优选地，所述s1步骤中，所述中和反应的温度低于35℃以下，反应时间为3-8h。

20、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

21、本发明提供一种三氟甲基亚磺酸钾的制备方法，首先将三氟乙酸、氢氧化钾进行中和反应，得到三氟乙酸钾；然后以二氧化硫为亚磺化试剂、乙腈为溶剂，加入三氟乙酸钾，在复合催化剂的作用下，通过脱羧-亚磺化制得三氟甲基亚磺酸钾，得到含有三氟甲基亚磺酸钾的混合溶液；所述复合催化剂为卤代盐、相转移催化剂；最后对含有三氟甲基亚磺酸钾的混合溶液进行脱溶、降温、离心，得到三氟甲基亚磺酸钾；因此本发明使用成本低且易得的三氟乙酸作为原料制备三氟甲基亚磺酸钾，既降低了生产三氟甲基亚磺酸钾的成本，也增加了三氟乙酸下游衍生物的新合成路径，延伸了产品价值链。

22、同时，在反应过程中由卤代盐与相转移催化剂组成的复合催化体系，卤代盐的引入能够精准引发脱羧-亚磺化反应的自由基链式过程，同时其特殊作用机制有效抑制了副反应路径（如过度氧化生成三氟甲磺酸及三氟甲基亚磺酸钾与二氧化碳生成三氟乙酸钾），从根源上减少了杂质生成；其次，相转移催化剂作为“分子桥”，打破了气（二氧化硫）、液（乙腈溶剂）、固（三氟乙酸钾）三相间的传质壁垒，使反应物在温和条件下充分接触，反应效率大幅提升，产品收率高，且剧毒原料二氧化硫的投料比相较于传统工艺显著降低（仅为理论的1-3倍），既减少了尾气处理压力，也降低了安全风险；相较原本需要高温（如140℃以上）的反应条件，本发明的反应温度大幅下降，减少了高温带来的能耗和设备腐蚀问题。

23、最后由于复合催化剂有效遏制了副反应的发生，反应体系中杂质种类少、含量低。本发明进一步优选乙腈作为反应溶剂，其独特的极性参数使得三氟甲基亚磺酸钾在反应液中具有良好的溶解分散性，且随着反应结束，通过简单的脱溶-降温-离心物理操作即可实现产物的高效分离，所得三氟甲基亚磺酸钾产品纯度达到95%以上。

1.一种三氟甲基亚磺酸钾的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的三氟甲基亚磺酸钾的制备方法，其特征在于，所述s2步骤具体为：

3.如权利要求2所述的三氟甲基亚磺酸钾的制备方法，其特征在于，所述乙腈、二氧化硫、复合催化剂的含水量为50ppm以下。

4.如权利要求1或3所述的三氟甲基亚磺酸钾的制备方法，其特征在于，反应压力为0.15mpa-0.3mpa。

5.如权利要求3所述的三氟甲基亚磺酸钾的制备方法，其特征在于，所述s2步骤中，所述三氟乙酸钾与所述二氧化硫的摩尔比为1:1-3。

6.如权利要求5所述的三氟甲基亚磺酸钾的制备方法，其特征在于，所述卤代盐包括引发性卤代盐、稳定反应卤代盐。

7.如权利要求6所述的三氟甲基亚磺酸钾的制备方法，其特征在于，所述引发性卤代盐的投料量为三氟乙酸钾的15-25mol%，所述相转移催化剂的投料量为三氟乙酸钾的3-5mol%，所述稳定反应卤代盐的投料量为三氟乙酸钾的0.5-2mol%。

8.如权利要求7所述的三氟甲基亚磺酸钾的制备方法，其特征在于，所述引发性卤代盐为碘化钾、氟化钾、溴化钾、溴化亚铜、碘化亚铜中的一种或几种。

9.如权利要求6所述的三氟甲基亚磺酸钾的制备方法，其特征在于，所述稳定反应卤代盐为三氯化铝、氯化铁、氯化锌、氯化锡中的一种或几种。

10.如权利要求8所述的三氟甲基亚磺酸钾的制备方法，其特征在于，所述s1步骤中，所述中和反应的温度低于35℃以下，反应时间为3-8h。