三氟乙醇指的是2,2,2—三氟乙醇,是一種重要的脂肪族含氟中間體,由于含有三氟甲基的特殊結(jié)構(gòu),因此使其性質(zhì)不同與其他的醇類,可以參與多種有機(jī)合成反應(yīng),尤其用于合成含氟的醫(yī)藥、農(nóng)藥和染料,國(guó)內(nèi)外需求量越來(lái)越大,已經(jīng)成為含氟精細(xì)化學(xué)品的重要的中間體之一,目前國(guó)內(nèi)尚沒有生產(chǎn),開發(fā)與生產(chǎn)前景非常廣闊。
三氟乙醇的文獻(xiàn)合成路線較多,其中已經(jīng)工業(yè)化或具有工業(yè)化前景的路線也比較多,按起始原料分為三氟乙酰氯法、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。其中最具開發(fā)前景和符合國(guó)情的合成路線是HCFC—133a(三氟氯乙烷)法,如浙江大學(xué)材料與化工學(xué)院化工所,以HCFC-133a,在γ—丁內(nèi)酯存在下和ω—羧基丁酸鉀在200℃和4.5MPa下反應(yīng)制得三氟乙醇,反應(yīng)后副產(chǎn)ω—羥基丁酸鉀可以還原成γ—丁內(nèi)酯,回收利用。中科院上海有機(jī)所以三氟氯乙烷為原料,在相轉(zhuǎn)移催化劑存在下,溫度150-300℃,壓力4-15MPa條件下,與羧酸的堿或堿金屬鹽在水溶液中反應(yīng)制備三氟乙醇,其中相轉(zhuǎn)移催化劑可以是離子型、非離子型表面活性劑或分子式為XC-nF2OCFSOY的含氟化合物等。另外浙江化工研究院開發(fā)出以HCFC—133a為原料,經(jīng)過酯化,水解二步反應(yīng)合成三氟乙醇的工藝路線。
三氟乙醇作為一種基礎(chǔ)含氟有機(jī)中間體,由于具有獨(dú)特的物化性質(zhì),可以作為多種化學(xué)助劑,如溶劑、催化劑、引發(fā)劑等,另外由于其特殊的分子結(jié)構(gòu),與其他物質(zhì)合成的化學(xué)品多具有優(yōu)異的性能。
在醫(yī)藥行業(yè)中三氟乙醇最主要的用途是作為麻醉劑,以其為原料開發(fā)出了低毒的異氟烷和高性能的新型麻醉劑去氯氟烷:三氟乙醇可以將三氟甲基等做為功能基引進(jìn)藥物的結(jié)構(gòu)中,由其合成主要藥物有中樞神經(jīng)興奮劑氟替爾、取代吡啶類胃壁細(xì)胞質(zhì)子泵阻斷劑(用作抗?jié)儎?/SPAN>)如Lansoprazole和Panprazole等、抗心律失常藥物氟卡同胺、鎮(zhèn)痛藥物苯并二氮雜卓和排尿困難治療藥物KMD-3212等。在農(nóng)藥行業(yè)中,主要用于合成除草劑三氟硫甲基等。
在染料行業(yè)行中,三氟乙醇得到很好的開發(fā)與應(yīng)用,如將CF3CH2O—引入酞菁中,可以增加其溶解性,并能抑制分子間的聚合,另外在一些染料中分子中引入CF3CH2O—和CF3—可以明顯改善染料的耐光、耐候和化學(xué)穩(wěn)定性。
作為溶劑,三氟乙醇能溶解醇、酮等含氧化合物和苯、甲苯等芳族化合物,而且能溶解多種聚合物樹脂。在反應(yīng)中三氟乙醇作為非親核性離子溶劑,可作羧酸的保護(hù)性基團(tuán);由于三氟乙醇的低親核性和穩(wěn)定性也是一些氟化反應(yīng)及親核性聚合物的優(yōu)良溶劑,如聚甲醛、聚酰胺和聚丙烯腈;另外一些聚烯烴聚合時(shí)候以三氟乙醇為溶劑,可以得到更高的產(chǎn)率和反應(yīng)速率,而且能大大改善聚合物的立體規(guī)整性,提高聚合物的性能;在一些離子反應(yīng)和電化學(xué)反應(yīng)中也經(jīng)常會(huì)使用三氟乙醇為溶劑;最近鑒于三氟乙醇溶解性能優(yōu)良且純度高,正在開發(fā)其用作高效液體色譜法的分離溶劑和手性化合物的色譜分離溶劑的用途。
可作為酰化劑,三氟乙醇是親核性低的醇;在酯交換反應(yīng)中生成三氟乙醇缺乏反應(yīng)性,而可逆反應(yīng)的另一側(cè)的羥基就能朝一個(gè)方向酰化,因此三氟乙醇已經(jīng)開始廣泛用于光學(xué)活性醇和甾類化合物的位置選擇性酰化,胺的光學(xué)拆分及光學(xué)活性醫(yī)藥的合成。
三氟乙醇熱穩(wěn)定性強(qiáng),具有良好的動(dòng)力學(xué)特性,原來(lái)僅用于部分熱回收系統(tǒng),由于其對(duì)臭氧層破壞系數(shù)為零,目前全球性環(huán)境問題和節(jié)能問題日益得到重視,三氟乙醇今后可以替代氟里昂,因此其在這些領(lǐng)域內(nèi)的重要性得到重新評(píng)價(jià)與認(rèn)識(shí)。目前三氟乙醇與水的混合液作為回收廢熱發(fā)電的蘭金循環(huán)的工作介質(zhì)用于廢熱回收發(fā)電系統(tǒng),在今后煉鐵廠、水泥制造廠之類的高耗能企業(yè)作為環(huán)境效益良好的廢熱回收系統(tǒng)工作流體方面具有巨大的潛力。另外人們利用三氟乙醇與酰胺化合物混合時(shí)能產(chǎn)生大量溶解熱的特性,進(jìn)行三氟乙醇與N—甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基咪唑啉酮等環(huán)狀酰胺類化合物混合工作流體吸收式化學(xué)熱泵的開發(fā),該系統(tǒng)可作為替代電力應(yīng)用于能使用城市煤氣、丙烷氣、煤油等的空調(diào)設(shè)備,與現(xiàn)有化學(xué)熱泵相比,在低溫下不凍結(jié)、設(shè)備緊湊、取冷采暖能量效率高,工業(yè)用和民用前景都非常看好。
可用于合成材料改性,用三氟乙醇改性的磷腈橡膠具有耐低溫特性、耐熱、阻燃、耐溶劑等性能,廣泛應(yīng)用于航天航空、電子電表氣等領(lǐng)域,近年來(lái)關(guān)于氟磷腈橡膠研究逐漸升溫;三氟乙醇與甲基丙烯酸酯化得到三氟乙醇甲基丙烯酸甲酯,與通常的甲基丙烯酸酯一樣,具有聚合性有酯氣味的無(wú)色透明液體,與甲基丙烯酸甲酯相比,具有更優(yōu)良的聚合性,容易與其他丙烯酸酯、苯乙烯、丙烯腈、醋酸乙烯等共聚,因?yàn)榫哂腥谆鶊F(tuán),聚合物具有良好性能,在樹脂功能性的改性等方面具有良好的發(fā)展前景,廣泛應(yīng)用于涂料、光學(xué)信息傳輸、信息化學(xué)品、印刷電路、抗光蝕劑材料等多個(gè)領(lǐng)域得到應(yīng)用。另外在聚酯合成中,引入-OCH2CF3,可以提高平衡常數(shù),得到期望分子量的聚酯。
有機(jī)合成領(lǐng)域,三氟乙醇作為重要的基礎(chǔ)的有機(jī)氟化物,在有機(jī)合成中越來(lái)越得到重視,如以三氟乙醇為原料合成三氟乙醛,三氟乙醛是一種典型的含氟的醛類;三氟乙醇還可以合成1—呋喃,2,2,2-三氟乙醇、3-氯-4-(2,2,2—三氟乙氧基)苯腈等。
三氟乙醇還有許多用途,而且近年來(lái)關(guān)于其應(yīng)用的專利和文獻(xiàn)非常之多,比較引人注目的是對(duì)蛋白質(zhì)和酶的作用。
三氟乙醇作為高附加值、良好發(fā)展前景、基礎(chǔ)的含氟有機(jī)中間體,國(guó)內(nèi)亟需開發(fā),目前國(guó)內(nèi)已經(jīng)有幾家科研單位開發(fā)出三氟乙醇的工藝技術(shù),因此國(guó)內(nèi)有關(guān)廠家應(yīng)與科研單位聯(lián)手,加快工藝技術(shù)的提高和市場(chǎng)開發(fā),盡快促進(jìn)三氟乙醇的產(chǎn)業(yè)化。






