一种由偏氟乙烯为原料制备三氟乙醇的方法技术

本发明专利技术公开了一种由偏氟乙烯为原料制备三氟乙醇的方法，该方法包括以下步骤：1）将偏氟乙烯、醋酸和氧气充分混合后，在非均相催化剂A催化下反应，制备得到化合物；2）使化合物与氟化氢进行加成反应，生成化合物；3）将化合物和水混合，在非均相催化剂B的作用下进行水解反应，生成三氟乙醇。该方法的工艺路线安全环保、反应条件温和、反应时间短、产品选择性高，同时所用催化剂均为非均相催化剂，也易于与反应体系分离，适于工业化生产。适于工业化生产。

【技术实现步骤摘要】
一种由偏氟乙烯为原料制备三氟乙醇的方法


[0001]本专利技术涉及一种化合物的制备方法，尤其涉及一种由偏氟乙烯为原料制备三氟乙醇的方法。

技术介绍

[0002]三氟乙醇(TFEA)为无色、无毒、无腐蚀、有醇气味的液体,化学性质稳定,能与水和各种有机溶剂任意互溶，是一种重要的含氟精细化学品,应用相当广泛。它是含氟医药、农药合成的关键中间体,还是一些高分子材料的高级溶剂,也是一种优良的热力工质,用于废热回收循环和吸收式制冷循环之中。
[0003]关于三氟乙醇的合成,国内外的研究较多,根据反应类型不同可分为氧化法、还原法和水解法三类；根据反应原料的不同,可分为三氟乙酸氢化还原法、三氟乙酸衍生物氢化还原法、三氟乙烷氧化法和三氟氯乙烷的水解法等。目前行业内采用的主流方法为三氟乙烷水解法，但该方法仅能得到80％左右的总收率，而且在生产过程中会产生较多的三废，原子经济性不高。
[0004]专利IN247629B公开了由1,1,1
‑
三氟
‑2‑
氯乙烷制备三氟乙醇的改进工艺。该工艺采用1,1,1
‑
三氟
‑2‑
氯乙烷为原料，与羧酸盐在均相催化剂的作用下，形成三氟乙醇酯类产物，然后在碱性催化剂的作用下再水解得到三氟乙醇。但该法采用的原料1,1,1
‑
三氟
‑2‑
氯乙烷属于3类致癌物，且对臭氧层有消耗作用，受到严格的化学管制，无法实现工业化生产；而且其两步反应均采用均相催化剂，无法进行分离回收导致资源浪费和环境污染。
[0005]综上所述，亟需开发一种新型的具有原子经济的三氟乙醇生产工艺，降低生产成本和三废产生量，并提高工艺安全性。

技术实现思路

[0006]为了解决以上技术问题，本专利技术提出一种由偏氟乙烯为原料制备三氟乙醇的方法。该方法的工艺路线安全环保、反应条件温和、反应时间短、产品选择性高，同时所用催化剂均为非均相催化剂，也易于与反应体系分离，适于工业化生产。
[0007]为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案如下：
[0008]一种由偏氟乙烯为原料制备三氟乙醇的方法，包括以下步骤：
[0009]1)将偏氟乙烯、醋酸和氧气充分混合后，在非均相催化剂A催化下反应，制备得到化合物I；
[0010]2)使化合物I与氟化氢进行加成反应，生成化合物II；
[0011]3)将化合物II和水混合，在非均相催化剂B的作用下进行水解反应，生成化合物III，即三氟乙醇；
[0012]反应表达式如下：
[0013][0014]在本专利技术一项优选的实施方案中，所述非均相催化剂A为双金属负载型催化剂，其中，载体为SiO2，双金属为贵金属和非贵金属的组合，贵金属为Pd或Au，非贵金属为Bi、Ni、Cu中的任意一种；优选地，所述非均相催化剂A选自Pd
‑
Bi/SiO2催化剂、Pd
‑
Ni/SiO2催化剂、Au
‑
Cu/SiO2催化剂、Pd
‑
Cu/SiO2催化剂中的一种或多种；
[0015]所述非均相催化剂B为强酸性树脂DA
‑
330、DNW
‑
II中的一种或两种。
[0016]在本专利技术一项优选的实施方案中，所述非均相催化剂A中，双金属的总负载量为1
‑
2wt％，以金属原子的质量计；
[0017]优选地，所述非均相催化剂A中，贵金属与非贵金属的摩尔比为(0.5
‑
2):1。
[0018]在本专利技术一项优选的实施方案中，步骤1)中，反应温度为120
‑
160℃，反应压力为1
‑
2bar。
[0019]在本专利技术一项优选的实施方案中，步骤1)中，醋酸、偏氟乙烯和氧气的气相体积比为(3
‑
4):(2
‑
4):1；
[0020]优选地，步骤1)中偏氟乙烯的进料量相对于非均相催化剂A的体积空速为100
‑
300mL/(mL
cat
.h)。
[0021]在本专利技术一项优选的实施方案中，步骤2)中，反应温度为50
‑
150℃，反应压力为0.5
‑
1.5Mpa；
[0022]优选地，步骤2)中反应停留时间为20
‑
50min。
[0023]在本专利技术一项优选的实施方案中，步骤2)中，化合物I与氟化氢的质量比为(0.5
‑
2):1。
[0024]在本专利技术一项优选的实施方案中，步骤3)中，反应温度为60
‑
90℃，反应压力为1.5
‑
3.0bar。
[0025]在本专利技术一项优选的实施方案中，步骤3)中，化合物II和水的质量比为(0.5
‑
2):1。
[0026]在本专利技术一项优选的实施方案中，步骤3)中，化合物II的进料量相对于非均相催
化剂B的体积空速为10
‑
30g/(mL
cat
.h)。
[0027]需要说明书的是，本专利技术所指的反应压力均指“表压”。
[0028]本专利技术的有益效果在于：
[0029]1)反应路线安全环保、原子经济性高，基本不产生三废，环保处理压力较小；
[0030]2)反应产物容易分离，有利于提高产品质量，且产品选择性高，未反应的原料可循环套用以提高总的反应收率；
[0031]3)整个反应流程均可在非均相催化剂的存在下进行，易于催化剂的回收分离，可实现连续化生产，适宜于工业化放大。
具体实施方式
[0032]下面通过具体实施例对本专利技术做进一步说明，本专利技术所述实施例只是作为对本专利技术的说明，不限制本专利技术的范围。
[0033]以下实施例中涉及的原料和试剂如无特殊说明，均可通过商业途径购买获得。
[0034]其中，偏氟乙烯购自大连特种气体有限公司，强酸性树脂DA
‑
330、DNW
‑
II购自丹东明珠，双金属负载型催化剂均由西安凯立定制合成：Pd
‑
Bi/SiO2(负载量1wt％)，其中Pd、Bi的摩尔比为1:1；Pd
‑
Ni/SiO2(负载量1.5wt％)，其中Pd、Ni的摩尔比为0.5:1；Au
‑
Cu/SiO2(负载量1.5wt％)，其中Au、Cu的摩尔比为2:1；Pd
‑
Cu/SiO2(负载量2wt％)，其中Pd、Cu的摩尔比为1.5:1。
[0035]以下工艺反应中涉及的组分均通过气相色谱进行分析，分析仪器为岛津GC
‑
2010气相色谱仪，色谱分析条件如表1所示：
[0036]表1、气相色谱分析条件
[0037]载气高纯氮气氢气流量40mL/min氧气流量400mL/min补充气流本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种由偏氟乙烯为原料制备三氟乙醇的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将偏氟乙烯、醋酸和氧气充分混合后，在非均相催化剂A催化下反应，制备得到化合物I；2)使化合物I与氟化氢进行加成反应，生成化合物II；3)将化合物II和水混合，在非均相催化剂B的作用下进行水解反应，生成化合物III，即三氟乙醇；2.根据权利要求1所述的由偏氟乙烯为原料制备三氟乙醇的方法，其特征在于，所述非均相催化剂A为双金属负载型催化剂，其中，载体为SiO2，双金属为贵金属和非贵金属的组合，贵金属为Pd或Au，非贵金属为Bi、Ni、Cu中的任意一种；优选地，所述非均相催化剂A选自Pd
‑
Bi/SiO2催化剂、Pd
‑
Ni/SiO2催化剂、Au
‑
Cu/SiO2催化剂、Pd
‑
Cu/SiO2催化剂中的一种或多种；所述非均相催化剂B为强酸性树脂DA
‑
330、DNW
‑
II中的一种或两种。3.根据权利要求2所述的由偏氟乙烯为原料制备三氟乙醇的方法，其特征在于，所述非均相催化剂A中，双金属的总负载量为1
‑
2wt％，以金属原子的质量计；优选地，所述非均相催化剂A中，贵金属与非贵金属的摩尔比为(0.5
‑
2):1。4.根据权利要求1所述的由偏氟乙烯为原料制备三氟乙醇的方法，其特征在于，步骤1)中，反应温度为120
‑
160℃，反应压力为1
‑
2bar。5.根据权利要求4所述的由偏氟乙烯为原料制备...

【专利技术属性】
技术研发人员：桂振友，郭云峰，蔺海政，
申请(专利权)人：万华化学集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：