一种以氟磺酸为原料微反应合成氟磺酸甲酯的方法技术

本发明专利技术涉及氟磺酸甲酯的制备技术领域，尤其是一种以氟磺酸为原料微反应合成氟磺酸甲酯的方法。该方法包括以下操作步骤：S1、将原料氟磺酸与硫酸二甲酯分别经过柱塞泵及流量计加入到微混合器内进行混合，控制氟磺酸和硫酸二甲酯的摩尔比为(1

【技术实现步骤摘要】
一种以氟磺酸为原料微反应合成氟磺酸甲酯的方法


[0001]本专利技术涉及氟磺酸甲酯的制备
，尤其是一种以氟磺酸为原料微反应合成氟磺酸甲酯的方法。

技术介绍

[0002]氟磺酸甲酯是有机合成中非常有用的一类氟烷磺酸酯类试剂，常用作烷基化试剂。氟烷磺酸酯类化合物的氟磺酰基的强吸电子能力，反应活性比常规的烷基化试剂，如比氯代物或烷基磺酸酯高的多。这类化合物由于非常活泼，仅有氟烷磺酸甲酯相对比较稳定，其它的氟磺酸酯容易发生消除，重排等副反应，需要在温和的条件下合成和后处理。
[0003]CN107056612A公开了一种氟丙酮酸酯类化合物的合成方法，包括以下步骤：先利用活化剂在加热的条件下与金属氧化物进行交换反应，形成新型固体酸催化剂；再以2
‑
氟
‑2‑
烷氧基
‑
氟丙酸酯为原料，与新型固体酸催化剂在高温条件下进行气相催化反应，一步制得氟丙酮酸酯类化合物。该专利技术提出的一种氟丙酮酸酯类化合物的合成方法，制备了一种新型固体酸催化剂，其可以有效地用于催化合成氟丙酮酸酯。
[0004]现有技术中，一般在80℃以下反应，氟烷磺酸甲酯副反应少，但是由于反应温度低，氟烷磺酸甲酯的收率也较低，不能满足工业生产的要求。然而，如果提高反应温度，则会导致副反应的增加，进而影响产品的纯度。因此，氟磺酸甲酯粗品中含有氟磺酸等，常规的精馏、结晶等手段很难将氟磺酸含量降低至100ppm以下。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种以氟磺酸为原料微反应合成氟磺酸甲酯的方法，该方法以氟磺酸为原料，化学反应在微通道反应器内连续完成，通过提高反应温度大幅降低了反应时间，即保证了氟烷磺酸甲酯生成时副反应少，又保证了较高的产品收率。
[0006]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0007]一种以氟磺酸为原料微反应合成氟磺酸甲酯的方法，该方法包括以下操作步骤：
[0008]S1、将原料氟磺酸与硫酸二甲酯分别经过柱塞泵及流量计加入到微混合器内进行混合，控制氟磺酸和硫酸二甲酯的摩尔比为(1
‑
4):1；
[0009]S2、S1中的混合液进入微通道反应器，并在微通道反应器内反应完全，反应温度控制在89
‑
95℃，混合液的流速控制在5
‑
15mL/min；
[0010]S3、对S2得到的反应液减压精馏得到氟磺酸甲酯粗品，加入脱酸剂，在70
‑
80℃的温度下搅拌30
‑
100min，脱除微量的游离酸，过滤后得到产品。
[0011]本专利技术所述微混合器和微通道反应器均为市售产品。本专利技术中，主要发生如下反应：2CF3SO2OH+(CH3O)2SO2‑‑‑
CF3SO2OCH3+H2SO4，此外，碱性大孔吸附树脂经辐照后产生自由基和丙烯酸铈、丙烯酸铽在光引发剂作用下进行交联反应，生成含铈和铽的脱酸剂。
[0012]作为优选，所述S2中微通道反应器的通道直径为1.5
‑
2.0mm，反应通量为20
‑
40L/h。
[0013]作为优选，所述S3中脱酸剂加入量为原料氟磺酸质量百分比含量的2
‑
7％。
[0014]作为优选，所述S3中脱酸剂的制备方法为：
[0015]按照重量份，将100
‑
120份的碱性大孔吸附树脂使用电子加速器进行电子束辐射，再加入到500
‑
1000份的纯水中，在20
‑
30℃下搅拌10
‑
60min，然后加入0.5
‑
2份聚乙烯醇、12
‑
15份甲基丙烯酸铈，1
‑
5份丙烯酸铽和2
‑
5份光引发剂，在30
‑
40℃下搅拌1
‑
5h，过滤，烘干，使用电子加速器进行电子束辐射完成即得到所述脱酸剂。
[0016]作为优选，所述碱性大孔吸附树脂选自D301
‑
F和/或D280。
[0017]作为优选，所述光引发剂为2
‑
羟基
‑2‑
甲基
‑1‑
苯基
‑1‑
丙酮、2,4,6
‑
三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯、1
‑
羟基环己基苯基甲酮和二苯甲酮中的至少一种。
[0018]作为优选，所述电子束辐射条件为：辐照电压2
‑
4MeV，照射剂量是10
‑
20kGy。
[0019]技术效果
[0020]与现有技术相比，本专利技术采用高传质的微通道反应器以及微混合器，在提高反应温度至100
‑
110℃的条件下，大幅降低了反应时间，因此即保证了氟烷磺酸甲酯生成时副反应少，又保证了较高的产品收率，制备的氟磺酸甲酯的纯度大于99.9％，收率在93％以上，能够实现工业化生产。
具体实施方式
[0021]下面通过具体实施例，对本专利技术的技术方案作进一步的具体说明。应当理解，本专利技术的实施并不局限于下面的实施例，对本专利技术所做的任何形式上的变通和/或改变都将落入本专利技术保护范围。
[0022]在本专利技术中，若非特指，所有的份、百分比均为重量单位，所采用的设备和原料等均可从市场购得或是本领域常用的。下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。
[0023]实施例1
[0024]一种以氟磺酸为原料微反应合成氟磺酸甲酯的方法，具体步骤如下：
[0025]S1：混合：将氟磺酸与硫酸二甲酯分别经过柱塞泵及流量计加入到微混合器内进行混合；
[0026]S2：所述S1中的混合液通过微通道反应器中反应完全；
[0027]S3：减压精馏：所述S2中得到流出液，再减压精馏得到氟磺酸甲酯，再加入脱酸剂，70℃搅拌60min，脱除微量的游离酸，过滤得到产品。
[0028]所述S1中氟磺酸和硫酸二甲酯的摩尔比为1:1；
[0029]所述S2中微通道反应器的通道直径为1.5mm，反应通量为20L/h；
[0030]所述S2中混合液的流速控制在5mL/min；
[0031]所述S2中微通道反应器中温度设置为89℃；
[0032]所述S3中脱酸剂加入量为氟磺酸质量百分比含量2％；
[0033]所述S3中脱酸剂的制备方法为：
[0034]将100g碱性大孔吸附树脂使用电子加速器进行电子束辐射，再加入到500g纯水中，在20℃下搅拌30min，然后加入0.5g聚乙烯醇和12g甲基丙烯酸铈，1g丙烯酸铽，2g光引发剂，在30℃下搅拌2h，过滤，烘干，使用电子加速器进行电子束辐射完成即可得到一种脱
酸剂；
[0035]所述碱性大孔吸附树脂为D301
‑
F；
[0036]所述光引发剂为2
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种以氟磺酸为原料微反应合成氟磺酸甲酯的方法，其特征在于该方法包括以下操作步骤：S1、将原料氟磺酸与硫酸二甲酯分别经过柱塞泵及流量计加入到微混合器内进行混合，控制氟磺酸和硫酸二甲酯的摩尔比为(1
‑
4):1；S2、S1中的混合液进入微通道反应器，并在微通道反应器内反应完全，反应温度控制在89
‑
95℃，混合液的流速控制在5
‑
15mL/min；S3、对S2得到的反应液减压精馏得到氟磺酸甲酯粗品，加入脱酸剂，在70
‑
80℃的温度下搅拌30
‑
100min，脱除微量的游离酸，过滤后得到产品。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述S2中微通道反应器的通道直径为1.5
‑
2.0mm，反应通量为20
‑
40L/h。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述S3中脱酸剂加入量为原料氟磺酸质量百分比含量的2
‑
7％。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述S3中脱酸剂的制备方法为：按照重量份，将100
‑
120份的碱性大孔吸附树脂使用电子加速器进行电子束辐射，再加入到500
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【专利技术属性】
技术研发人员：吾石华，江向阳，张国鑫，金雪光，代伟，余建芳，
申请(专利权)人：浙江中硝康鹏化学有限公司，
类型：发明
国别省市：