丙烯酸六氟丁酯的制备方法技术

本申请提供一种丙烯酸六氟丁酯的制备方法，属于酯类合成领域。制备方法包括：将六氟丁醇、丙烯酸、阻聚剂和固体酸催化剂混合，然后微波加热至90‑110℃进行酯化反应，得到含有丙烯酸六氟丁酯的反应液。有效解决了反应中需要大量的溶剂的问题，反应过程中能有效避免出现聚合现象，且反应完成后无废酸产生。采用微波加热时，能够明显提高固体酸催化剂的催化效率，使得反应快速完成。

Preparation of hexafluorobutyl acrylate

【技术实现步骤摘要】
丙烯酸六氟丁酯的制备方法
本申请涉及酯类合成领域，具体而言，涉及一种丙烯酸六氟丁酯的制备方法。
技术介绍
目前，在合成丙烯酸六氟丁酯的工艺中，通常将丙烯酸和六氟丁醇在多聚磷酸催化剂的催化作用下进行酯化反应，反应需要大量的溶剂，反应完成后会产生大量的废酸，反应过程中还会出现聚合现象导致收率低。
技术实现思路
本申请的目的在于提供一种丙烯酸六氟丁酯的制备方法，有效解决了反应中需要大量的溶剂的问题，反应过程中能有效避免出现聚合现象，且反应完成后无废酸产生。本申请的实施例是这样实现的：本申请实施例提供一种丙烯酸六氟丁酯的制备方法，包括：将六氟丁醇、丙烯酸、阻聚剂和固体酸催化剂混合，然后微波加热至90-110℃进行酯化反应，得到含有丙烯酸六氟丁酯的反应液。本申请实施例提供的丙烯酸六氟丁酯的制备方法，采用固体酸催化剂催化六氟丁醇和丙烯酸进行酯化反应，无需使用其他溶剂进行催化剂的溶解和分散。反应过程中通过阻聚剂的阻聚作用，能够有效避免出现聚合现象，收率能够达到95％；反应完后固体酸催化剂通过固液分离能够回收利用，且能够避免产生废酸。同时，专利技术人研究发现，由于固体酸催化剂进行催化时反应是在固体酸催化剂表面进行的，采用电加热等常规加热方式进行加热时从外往内加热，加热不均匀且对固体酸催化剂的加热效率较低，导致固体酸催化剂的催化效率不高，通常反应5h后原料还未充分反应；采用微波加热时从内往外加热，加热快速、均匀，特别是使得固体酸表面保持较高的温度，使得固体酸催化剂具有很高的催化效率，反应时间仅需约0.5h即可使原料充分反应，反应速度明显加快。具体实施方式下面将结合实施例对本申请的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本申请，而不应视为限制本申请的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。需要说明的是，本申请中的“和/或”，如“方案A和/或方案B”，均是指可以单独地为方案A、单独地为方案B、方案A加方案B，该三种方式。本申请实施例提供一种丙烯酸六氟丁酯的制备方法，包括：将六氟丁醇、丙烯酸、阻聚剂和固体酸催化剂混合，然后微波加热进行酯化反应，得到含有丙烯酸六氟丁酯的反应液。需要说明的是，在本申请的实施例中，丙烯酸可以是含取代基的取代丙烯酸，也可以是不含取代基的非取代丙烯酸(C3H4O2)。取代丙烯酸例如为甲基丙烯酸(C4H6O2)，甲基丙烯酸与六氟丁醇发生酯化反应生成甲基丙烯酸六氟丁酯。在本申请的实施例中，采用固体酸催化剂催化六氟丁醇和丙烯酸进行酯化反应，固体酸催化剂直接分散在原料中进行催化，无需使用其他溶剂进行催化剂的溶解和分散。反应完后固体酸催化剂也是固体的形式，直接通过固液分离能够以固体的形式回收利用，能够降低催化剂成本；固体酸催化剂以固体的形式从反应液中的回收处理还能够避免产生废酸，实现绿色工艺，降低后处理成本。同时，专利技术人研究发现，采用多聚磷酸、硫酸、对甲苯磺酸等常规催化剂进行催化时，通常需要3-4h的反应时间，反应较为缓慢；该催化方式的催化剂用量较大，使得成本较高，且无法回收，导致产生废酸等污染物。采用固体酸催化剂催进行催化时，固体酸催化剂进行催化时反应是在固体酸催化剂表面进行的。采用电加热等常规加热方式进行加热时从外往内加热，加热不均匀且对固体酸催化剂的加热效率较低，导致固体酸催化剂的催化效率不高，通常反应5h后原料还未充分反应。采用微波加热时从内往外加热，加热快速、均匀，特别是使得固体酸表面保持较高的温度，使得固体酸催化剂具有很高的催化效率，反应时间仅需约0.5h即可使原料充分反应，反应速度明显加快。固体酸催化剂的种类不做具体限定，只要能够实现催化六氟丁醇和丙烯酸发生酯化反应即可。在一些可能的实施方案中，固体酸催化剂的用量为0.5-20wt％，例如但不限于为0.5wt％、2wt％、4wt％、6wt％、8wt％、10wt％、12wt％、14wt％、16wt％、18wt％、20wt％中的任一者或任意两者之间的范围。在申请的实施例中，反应过程中通过阻聚剂的阻聚作用，能够有效避免出现聚合现象。阻聚剂的种类不做具体限定，只要能够阻止酯化反应中聚合现象即可。示例性的，阻聚剂选自二苯硫、吩噻嗪、氢醌一甲醚、对苯二酚、苯酚、4-甲基-2,6-叔丁基苯酚、4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶-N-氧基或4-氧-2,2,6,6-四甲基哌啶-N-氧基中的任意一种或者至少两种。在一些可能的实施方案中，阻聚剂的用量为1-3wt％，例如但不限于为1wt％、1.5wt％、2wt％、2.5wt％、3wt％中的任一者或任意两者之间的范围，阻聚剂的用量过低不能充分发挥阻聚作用，阻聚剂用量过高则导致成本增加。在本申请的实施例中，原料混合后加热至90-110℃进行酯化反应，酯化反应的温度例如但不限于为90℃、95℃、100℃、105℃、110℃中的任一者或任意两者之间的范围。在一些示例性的实施方案中，反应设备中配有机械搅拌设备和回流冷流设备，酯化反应中伴随机械搅拌处理和回流冷凝处理，提高反应效率。反应设备中还配有尾气吸收排放装置，酯化反应中伴随尾气处理。进一步的，酯化反应的时间为20-40min，例如但不限于为20min、25min、30min、35min、40min中的任一者或任意两者之间的范围。为了能够及时、准确地判断酯化反应的完成情况，在酯化反应中对反应程度进行跟踪。可选的，在反应10min后，开始取样分析。在一些示例性的实施方案中，为了提高原料的转化率，采用酸过量的方式备取丙烯酸与六氟丁醇，丙烯酸与六氟丁醇的摩尔比＞1。进一步的，为了提高丙烯酸的利用率，丙烯酸与六氟丁醇的摩尔比在＞1的同时还满足＜1.5，或＜1.4，或＜1.3，或＜1.2，或＜1.1。丙烯酸与六氟丁醇的摩尔比例如但不限于为1.05、1.1、1.15、1.2、1.25、1.3、1.35、1.4、1.45、1.5中的任一者或任意两者之间的范围。进一步的，在酯化反应中对反应程度进行跟踪时，取样以六氟丁醇的含量作为判断反应结束的标准。示例性的，当反应液中的六氟丁醇的含量＜1wt％时，结束酯化反应。酯化反应后，需要将合成的丙烯酸六氟丁酯从反应液中进行分离。在一些示例性的实施方案中，在将丙烯酸六氟丁酯从反应液中进行分离之前，还包括采用例如过滤的固液分离方法将反应液中的固体酸催化剂进行分离，得到固体酸催化剂和第一粗产品溶液，回收的固体酸催化剂可以直接用于后续批次合成中的催化。固液分离后，第一粗产品溶液中含有残余的丙烯酸，为了提高丙烯酸六氟丁酯的收率和纯度，需要先将第一粗产品溶液进行洗涤去除丙烯酸，然后从洗涤后得到的第二粗产品溶液中分离制得的丙烯酸六氟丁酯。在一些可能的实施方案中，采用水溶液对第一粗产品溶液进行至少一次洗涤处理，直至丙烯酸的残余量＜0.1wt％，得到第二粗产品溶液。<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种丙烯酸六氟丁酯的制备方法，其特征在于，包括：将六氟丁醇、丙烯酸、阻聚剂和固体酸催化剂混合，然后微波加热至90-110℃进行酯化反应，得到含有丙烯酸六氟丁酯的反应液。/n

【技术特征摘要】
1.一种丙烯酸六氟丁酯的制备方法，其特征在于，包括：将六氟丁醇、丙烯酸、阻聚剂和固体酸催化剂混合，然后微波加热至90-110℃进行酯化反应，得到含有丙烯酸六氟丁酯的反应液。


2.根据权利要求1所述的丙烯酸六氟丁酯的制备方法，其特征在于，所述固体酸催化剂的用量为0.5-20wt％，和/或，所述阻聚剂的用量为1-3wt％。


3.根据权利要求1所述的丙烯酸六氟丁酯的制备方法，其特征在于，所述酯化反应的时间为20-40min。


4.根据权利要求1-3任一项所述的丙烯酸六氟丁酯的制备方法，其特征在于，所述丙烯酸与所述六氟丁醇的摩尔比＞1；可选的，所述丙烯酸与所述六氟丁醇的摩尔比＜1.5。


5.根据权利要求4所述的丙烯酸六氟丁酯的制备方法，其特征在于，当所述反应液中的所述六氟丁醇的含量＜1wt％时，结束所述酯化反应。


6.根据权利要求4所述的丙烯酸六氟丁酯的制备方法，其特征在于，还包括在...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘超，周孟博，张郭，
申请(专利权)人：上海仰世实业有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31