CN109534987B - 一种二氟乙酸的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种二氟乙酸的制备方法，属于氟化工技术领域。本发明的二氟乙酸的制备方法在固定床反应釜中投入KMnO4/C固体催化剂，通入氮气对反应釜内空气进行置换，升温至固定温度，然后用稳压泵通入过氧化氢和2‑氯‑1,1‑二氟乙烷接触反应，产物经分离后，最终得到产品二氟乙酸。本发明的二氟乙酸的制备方法，工艺简单，流程短，简化了工艺流程，极大降低能耗，适合工业化生产。所采用的原料均为常见试剂，来源广、价格便宜、反应过程易于控制。所制得的二氟乙酸产品产率较高，具有广泛的应用推广价值。
Description
技术领域
本发明涉及一种二氟乙酸的制备方法，属于氟化工技术领域。
背景技术
二氟乙酸(Difluoroacetic Acid)，C2H2F2O2，分子式96.03，无色至淡黄色液体，是乙酸的含氟衍生物，作为精细中间体，主要用于合成含氟的医药、农药和染料，亦可作为玻璃镀膜工艺用原料；是酯化反应和缩合反应的催化剂，羟基和氨基的保护剂，用于糖和多肽的合成；是许多有机化合物的良好溶剂，也是有机反应的优良溶剂，具有良好的市场前景。
现有技术的二氟乙酸的制备方法存在安全性问题。如日本专利JP06228043公开了在150℃下乙二醇中，根据N,N-二氯乙酰胺与氟化钾之间的反应来制备二氟乙酸。上述方法的缺点在于其涉及酰胺型底物。欧洲专利EP0694523公开了二氟乙酸氟化物或其酯的制备，该方法在金属氧化物型催化剂的存在下，在气相中通过1-烷氧基-1,1,2,2-四氟乙烷的反应来进行。这种方法具有需要气体底物的缺点，其中该气体底物在空气中是爆炸性的。
中国专利CN103201245A公开了一种由四氟乙烯制备二氟乙酸的方法。该方法包括任选地在一种有机溶剂存在下将四氟乙烯和一种无机碱的水溶液反应。这种方法存在原料四氟乙烯易燃的缺点，反应过程中为防止四氟乙烯燃烧需通入惰性气体进行稀释，降低了反应投料负荷，另外反应时间也较长。
发明内容
为了克服上述缺点，本发明提出一种以2-氯-1,1-二氟乙烷（R142）为原料在催化剂存在下与过氧化氢反应，直接生成二氟乙酸，适合工业化生产的二氟乙酸制备方法。
为实现上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是，一种二氟乙酸的制备方法，包括以下步骤：
(1)将催化剂投入到反应釜内，通入氮气对反应釜内空气进行置换；
(2)对反应釜进行加热升温，温度升高至固定值；
(3)向反应釜中继续通入氮气，使反应釜内压力升高至固定值；
(4)将过氧化氢和2-氯-1,1-二氟乙烷用稳压泵通入到反应釜内接触反应；
(5)对生成的物质进行精馏操作，得到二氟乙酸。
优选的，步骤(1)中所述的反应釜为固定床反应釜。
优选的，步骤(1)中所述的催化剂为KMnO4/C。
优选的，步骤(1)中所述的催化剂中KMnO4的含量为15%-20%。
优选的，步骤(2)中温度升高到120℃～150℃，升温速率为2℃/min。
优选的，步骤(3)中压力升高到0.4-1.2MPa。
优选的，步骤(4)中所述过氧化氢为30wt%H2O2。
优选的，步骤(4)中所述过氧化氢和2-氯-1,1-二氟乙烷摩尔比为2～5:1。
优选的，步骤(4)中所述过氧化氢和2-氯-1,1-二氟乙烷反应接触时间为15～20s。
优选的，步骤(4)中所述过氧化氢的流量为50ml/h～1000ml/h，所述2-氯-1,1-二氟乙烷的流量为18ml/h～75ml/h。
本发明的有益技术效果：
1、本发明的二氟乙酸的制备方法，利用KMnO4/C为催化剂，催化效率高，降低了原料消耗。
2、本发明的二氟乙酸的制备方法，所采用的原料均为常见试剂，来源广、价格便宜、反应过程易于控制。所制得的二氟乙酸产品产率较高，具有广泛的应用推广价值。
3、本发明的二氟乙酸的制备方法，工艺简单，流程短，简化了工艺流程，极大降低能耗，适合工业化生产。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明，具体实施方式不限制本发明。
实施例1：
(1)将200g催化剂投入到反应釜内，通入氮气对反应釜内空气进行置换；
(2)对反应釜进行加热升温至120℃，升温速率2℃/min；
(3)向反应釜中继续通入氮气，使反应釜内压力升高至0.4MPa；
(4)将过氧化氢以50ml/h的流量、2-氯-1,1-二氟乙烷以18ml/h的流量用稳压泵通入到反应釜内接触反应，接触时间15s；
(5)对反应产物进行精馏操作，得到二氟乙酸。
实施例2
(1)将200g催化剂投入到反应釜内，通入氮气对反应釜内空气进行置换；
(2)对反应釜进行加热升温至130℃，升温速率2℃/min；
(3)向反应釜中继续通入氮气，使反应釜内压力升高至0.8MPa；
(4)将过氧化氢以100ml/h的流量、2-氯-1,1-二氟乙烷以18ml/h的流量用稳压泵通入到反应釜内接触反应，接触时间15s；
(5)对反应产物进行精馏操作，得到二氟乙酸。
实施例3
(1)将200g催化剂投入到反应釜内，通入氮气对反应釜内空气进行置换；
(2)对反应釜进行加热升温至140℃，升温速率2℃/min；
(3)向反应釜中继续通入氮气，使反应釜内压力升高至0.8MPa；
(4)将过氧化氢以300ml/h的流量、2-氯-1,1-二氟乙烷以50ml/h的流量用稳压泵通入到反应釜内接触反应，接触时间20s；
(5)对反应产物进行精馏操作，得到二氟乙酸。
实施例4
(1)将200g催化剂投入到反应釜内，通入氮气对反应釜内空气进行置换；
(2)对反应釜进行加热升温至150℃，升温速率2℃/min；
(3)向反应釜中继续通入氮气，使反应釜内压力升高至1.2MPa；
(4)将过氧化氢以1000ml/h的流量、2-氯-1,1-二氟乙烷以75ml/h的流量用稳压泵通入到反应釜内接触反应，接触时间20s；
(5)对反应产物进行精馏操作，得到二氟乙酸。
实施例5
(1)将200g催化剂投入到反应釜内，通入氮气对反应釜内空气进行置换；
(2)对反应釜进行加热升温至150℃，升温速率2℃/min；
(3)向反应釜中继续通入氮气，使反应釜内压力升高至1.0MPa；
(4)将过氧化氢以800ml/h的流量、2-氯-1,1-二氟乙烷以75ml/h的流量用稳压泵通入到反应釜内接触反应，接触时间20s；
(5)对反应产物进行精馏操作，得到二氟乙酸。
实施例效果：将实施例1～5提供的方法制备的二氟乙酸进行分析，依据对产物粗品取样分析，产品纯度高于98.8%。
| 样品 | 产品收率 | 产品纯度 |
| 实施例1 | 32.5% | 98.8% |
| 实施例2 | 37.9% | 99.5% |
| 实施例3 | 62.3% | 99.7% |
| 实施例4 | 56.2% | 99.8% |
| 实施例5 | 55.6% | 99.8% |
需要指出的是，上述较佳实施例仅为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种二氟乙酸的制备方法，包括以下步骤：
(1)将催化剂投入到反应釜内，通入氮气对反应釜内空气进行置换；
(2)对反应釜进行加热升温，温度升高至固定值；
(3)向反应釜中继续通入氮气，使反应釜内压力升高至固定值；
(4)将过氧化氢和2-氯-1,1-二氟乙烷用稳压泵通入到反应釜内接触反应；
(5)对生成的物质进行精馏操作，得到二氟乙酸；
步骤(1)中所述的催化剂为KMnO4/C。
2.根据权利要求1所述的一种二氟乙酸的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述的反应釜为固定床反应釜。
3.根据权利要求1所述的一种二氟乙酸的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述的催化剂中KMnO4的含量为15%-20%。
4.根据权利要求1所述的一种二氟乙酸的制备方法，其特征在于：步骤(2)中温度升高到120℃～150℃，升温速率为2℃/min。
5.根据权利要求1所述的一种二氟乙酸的制备方法，其特征在于：步骤(3)中压力升高到0.4-1.2MPa。
6.根据权利要求1所述的一种二氟乙酸的制备方法，其特征在于：步骤(4)中所述过氧化氢为30wt%H2O2。
7.根据权利要求1所述的一种二氟乙酸的制备方法，其特征在于：步骤(4)中所述过氧化氢和2-氯-1,1-二氟乙烷摩尔比为2～5:1。
8.根据权利要求1所述的一种二氟乙酸的制备方法，其特征在于：步骤(4)中所述过氧化氢和2-氯-1,1-二氟乙烷反应接触时间为15～20s。
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Denomination of invention: A preparation method of difluoroacetic acid Effective date of registration: 20220622 Granted publication date: 20220215 Pledgee: Shandong Zhoucun Rural Commercial Bank Co.,Ltd. Pledgor: SHANDONG HUAAN NEW MATERIAL Co.,Ltd. Registration number: Y2022980008503 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Granted publication date: 20220215 Pledgee: Shandong Zhoucun Rural Commercial Bank Co.,Ltd. Pledgor: SHANDONG HUAAN NEW MATERIAL Co.,Ltd. Registration number: Y2022980008503 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |