[发明专利]一种高收率三氟乙酸乙酯的生产工艺

说明书

本发明涉及一种高收率三氟乙酸乙酯的生产工艺，包括在反应精馏条件下，三氟乙酰氯和乙醇进行连续非催化法反应制备三氟乙酸乙酯。本发明可以实现连续非催化法制备三氟乙酸乙酯，三氟乙酸乙酯收率非常高，副产物盐酸得到有效回收利用，使用的原料方便易得，工艺简单，反应条件温和，反应能耗低，过程无废液残留，适合放大生产。

技术领域

本发明涉及一种高收率三氟乙酸乙酯的生产工艺。

背景技术

三氟乙酸乙酯别名三氟醋酸乙酯是一种易挥发、无色透明液体，具有酯的气味，易溶于乙醚、乙醇，溶于氯仿，微溶于水，可在水中缓慢水解。三氟乙酸乙酯的蒸气可与空气形成爆炸性混合物，遇明火、高热极易燃烧爆炸，遇高热分解释出高毒烟气，与氧化剂接触反应剧烈。

三氟乙酸乙酯(ETFA)作为一种重要的有机化工原料，在合成有机氟化合物、医药、农药、液晶及染料等行业有着广泛的应用，其中有机氟化物的合成有2-噻吩甲酰三氟丙酮、三氟乙酰乙酸乙酯、三氟乙酰丙酮等；具体应用如下：(1)在医药方面上，主要应用于生产骨关节炎的抗炎药、治疗结肠药和直肠癌的抗肿瘤药、心脑血管药物-莱诺普利等；(2)在农药方面上，主要用于制造细胞分裂抑制剂，应用于棉花、花生地除禾本科杀草和阔叶草；(3)在有机合成方面，由于三氟乙酸乙酯在温和的环境下有较低的去除率，常被用于氨基基团的保护。

三氟乙酸酯化反应是以三氟乙酸和乙醇为原料合成三氟乙酸乙酯，采用直接酯化法的优点是：原料三氟乙酸较三氟乙酰氯温和，其具有低毒性，对人体伤害较小，且较容易得到。另外，酯化反应合成方法研究成熟，机理清晰，是合成三氟乙酸乙酯的首选方法。近年来，采用酯化法合成三氟乙酸乙酯正在逐步发展。

传统的生产方法以三氟乙酸和无水乙醇作为原料，将浓硫酸作为催化剂，通过加热生产得到三氟乙酸乙酯，但是该法产率不高，而且纯化处理的过程也比较烦琐，故而结果不大理想，并且这种生产方法对生产设备亦会严重腐蚀，因此这种生产方法已经逐渐被淘汰。目前国内外生产三氟乙酸乙酯的主要的方法仍然是以三氟乙酸和无水乙醇作为主要原料，通过采用不同的催化剂及工艺进行酯化反应生成三氟乙酸乙酯。

以强酸性阳离子交换树脂为催化剤进行酯化反应的方法是以强酸性阳离子交换树脂为新型催化剂，配料质量比为m(三氟乙酸)：m(无水乙醇)＝1：0.80～3.2；m(三氟乙酸)：m(催化剂)＝1：0.3～0.80，反应液温度为40～50摄氏度之间，在此条件下生成粗三氟乙酸乙酯，将得到的粗酯置于填充有固体颗粒硅胶的千燥塔中干燥，以此去除剩余的水份，常压蒸馏得到58～64摄氏度的馏分即为三氟乙酸乙酯产品，收率为93.7％，产品纯度可达98.0％～99.9％。该工艺方案与传统的浓硫酸催化反应方法相比在技术方面具有很大的进步，对于蒸馏过程的质量分析简洁可靠，蒸馏后的高沸乙醇还可以再得到利用，对环境污染小，能够提高成品品质和收率。但因其工艺生产流程尚未发展成熟，未考虑干燥塔的脱水成本、效率以及催化剂的重复使用率，故还未被采用于工业化大生产中。

以三氟乙酸和无水乙醇为主要原料，催化剂釆用酸性分子筛，来制备得到三氟乙酸乙酯，属于精细有机化学领域。该法为使反应朝着正反应方向进行，故而将透水分离器引入，及时的引出酯化反应中所生成的水。在反应温度48～50摄氏度的条件下，n(三氟乙酸)：n(无水乙醇)＝1:1.2～1:5；m(三氟乙酸)：m(分子筛)＝1:0.2～1:0.5，反应得到三氟乙酸乙酯。将其以饱和碳酸钠水溶液进行萃取，然后以饱和氯化钠水溶液进行洗涤，接着使用固体碳酸钾干燥后常压蒸馈，收集馏分后，在常温下再使用五氧化二磷干燥后再进行常压蒸馏，收集馆分则得到纯度高达99.7％以上的三氟乙酸乙酯。