一種酯化合成三氟乙酸乙酯的催化劑及其制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種用于酯化合成三氟乙酸乙酯的催化劑，其結(jié)構(gòu)如下式（I）所示，其中，R1和R2為氟原子或氟代烷基。本發(fā)明所述的催化劑具有高酸強(qiáng)度，在三氟乙酸乙酯的合成中與三氟乙酸乙酯具有優(yōu)異的相容性，進(jìn)而具有優(yōu)異的催化活性。本發(fā)明還提供所述的催化劑的制備方法。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種酯化合成三氟乙酸乙酯的催化劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種催化劑，及其制備方法，特別是一種生產(chǎn)三氟乙酸乙酯的催化劑及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]三氟乙酸乙酯是一種重要的有機(jī)化工原料，主要用于合成有機(jī)氟化合物及制備農(nóng)藥、醫(yī)藥、染料、液晶等工業(yè)化學(xué)品。在醫(yī)藥上用于制造治療類(lèi)風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎和骨關(guān)節(jié)炎的抗炎藥和用于治療結(jié)、直腸癌的抗腫瘤藥。農(nóng)藥上用于制造細(xì)胞分裂抑制劑，應(yīng)用于棉花、花生地除禾本科殺草和闊葉雜草。開(kāi)發(fā)應(yīng)用前景廣闊。過(guò)去常采用濃硫酸催化反應(yīng)三氟乙酸與無(wú)水乙醇而得，但該方法存在對(duì)環(huán)境污染大，易產(chǎn)生副反應(yīng)，生產(chǎn)設(shè)備腐蝕嚴(yán)重等缺點(diǎn)，已漸被淘汰。
[0003]CN10139724以三氟乙酸和無(wú)水乙醇為主要原料，以強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂作催化齊U，在低于50°c和常壓下滴加無(wú)水乙醇并保持一段時(shí)間使反應(yīng)完全。過(guò)濾掉催化劑，在填充有固體顆粒硅膠的干燥塔中干燥去余量水分，常壓蒸餾，收集58°C?64°C的餾份為成品。生產(chǎn)過(guò)程在全密封狀態(tài)下進(jìn)行，催化劑回收循環(huán)利用，收成品后餾份可循環(huán)使用。
[0004]呂苗苗等(呂苗苗等，塞來(lái)昔布的合成，北京化工大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版，2005，32 (6)，97-98)對(duì)作為中間體的三氟乙酸乙酯的合成進(jìn)行了改進(jìn)，將催化劑由濃硫酸改進(jìn)成了用D072強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂，并加入脫水樹(shù)脂作干燥劑，加熱攪拌反應(yīng)他，減壓過(guò)濾掉樹(shù)脂，精餾得沸點(diǎn)60°C?62°C的三氟乙酸乙酯產(chǎn)品，收率為93.7%，該方法較之用濃硫酸催化反應(yīng)有很大的技術(shù)進(jìn)步。然而該方法中的催化劑雖然回收反復(fù)使用，但脫水樹(shù)脂的活化因成本高，而且活化后的性能降低很多，所以一般都不回收，而是直接丟棄，造成了資源浪費(fèi)及環(huán)境污染。
[0005]由以上專(zhuān)利及公知技術(shù)使用的離子交換樹(shù)脂催化劑，磺酸集團(tuán)具有親水性，與三氟乙酸乙酯相容性差，微孔內(nèi)表面的磺酸基團(tuán)不易參與催化，影響到整體催化效果，有必要進(jìn)行進(jìn)一步的研究，找到合適的合成三氟乙酸乙酯的催化劑。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明目的在于:提供一種催化劑，具有高酸強(qiáng)度，在三氟乙酸乙酯的合成中與三氟乙酸乙酯具有優(yōu)異的相容性，進(jìn)而具有優(yōu)異的催化活性。
[0007]本發(fā)明的另一個(gè)目的在于:提供所述的催化劑的制備方法。
[0008]本發(fā)明的上述目的通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0009]提供一種用于酯化合成三氟乙酸乙酯的催化劑，其結(jié)構(gòu)如下式(I)所示:
[0010]
【權(quán)利要求】
1.一種用于酯化合成三氟乙酸乙酯的催化劑，其結(jié)構(gòu)如下式(I)所示:
2.權(quán)利要求1所述的催化劑，其特征在于:所述的氟代烷基為全氟烷基。
3.權(quán)利要求2所述的催化劑，其特征在于:所述的全氟烷基為Cl~C4的全氟烷基。
4.權(quán)利要求1所述的催化劑，其特征在于:所述的式(I)中R1和R2為相同的F、-CF3、-C2F5 或-C4F9。
5.權(quán)利要求1所述的催化劑，其特征在于:所述的式(I)中R1和R2為相同的-CF3。
6.制備一種權(quán)利要求1所述的催化劑的方法，是以大孔苯乙烯系陽(yáng)離子交換樹(shù)脂為基體，使用雙(氟代磺酰)亞胺進(jìn)行離子交換而得，具體包括以下步驟:將大孔苯乙烯系陽(yáng)離子交換樹(shù)脂在其質(zhì)量I~3倍的二氯乙烷中浸泡2~5h，加入占大孔苯乙烯系陽(yáng)離子交換樹(shù)脂質(zhì)量5~20%的雙(氟代磺酰)亞胺，在30~100°C下反應(yīng)10~30h，然后用乙醇清洗，烘干，得到所述的催化劑。
7.權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于:所述的大孔苯乙烯系陽(yáng)離子交換樹(shù)脂選自D001、D005、D006、NKC-9大孔苯乙烯系陽(yáng)離子交換樹(shù)脂。
8.權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于:所述的雙(氟代磺酰)亞胺結(jié)構(gòu)如下式(II)所示:
9.權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于:所述式(II)中的R1和R2為相同的-CF3,即所述的雙(氟代磺酰)亞胺為雙(全氟甲基磺酰)亞胺。
10.權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，步驟如下: 將大孔苯乙烯系陽(yáng)離子交換樹(shù)脂在其質(zhì)量2倍的二氯乙烷中浸泡4h，加入占大孔苯乙烯系陽(yáng)離子交換樹(shù)脂質(zhì)量5~20%的雙(全氟甲基磺酰)亞胺，在70°C下反應(yīng)20h，然后用乙醇清洗，烘干，得到所述的催化劑。
【文檔編號(hào)】B01J31/10GK103638972SQ201310672524
【公開(kāi)日】2014年3月19日 申請(qǐng)日期:2013年12月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月10日
【發(fā)明者】王琪宇, 王新 申請(qǐng)人:王金明