CN115745785A - 一种二氟乙酸酐的合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明适用于有机合成技术领域,提供了一种二氟乙酸酐的合成方法,包括以下步骤:将二氟乙酸、五氧化二磷和分散剂加入到溶剂中得到反应液,将反应液升温后进行反应;当反应液中二氟乙酸重量含量≤5.0%时停止反应,将反应液降温;对反应液进行过滤,滤液浓缩脱去溶剂,再进行减压蒸馏,即可得到二氟乙酸酐;所述二氟乙酸、五氧化二磷、分散剂以及溶剂之间的摩尔比为1.5~2:0.5:2~4:13~15;所述分散剂为硫酸镁;所述溶剂为二氯甲烷、二氯乙烷、邻二氯苯中的一种。本发明在反应液中添加有分散剂,解决了五氧化二磷粘连的问题,使用的五氧化二磷更少,降低了后处理时废酸的产生量,反应后处理简单,环境污染更小,成本更低,安全性高。
Description
技术领域
本发明属于有机合成技术领域,尤其涉及一种二氟乙酸酐的合成方法。
背景技术
二氟乙酸酐(C4H2F4O3)作为有机合成中的酰化试剂,主要用于农药、医药以及含氟精细化学品的中间体,也可以作为溶剂应用于锂电池电解液中。授权公告号为CN103183601B的发明专利公开了一种合成二氟乙酸酐的方法,将二氟乙酸与五氧化二磷加入到反应器中进行反应,反应结束后蒸馏得到二氟乙酸酐;期刊文献(Journal of OrganicChemistry,1956,21,376)公开了类似的合成二氟乙酸酐方法:将10.5g二氟乙酸与7.8g五氧化二磷反应2~3h,再加入2.0g五氧化二磷,蒸馏可得到纯度为80%~90%的二氟乙酸酐。
上述方法在合成二氟乙酸酐的过程中,通常会出现五氧化二磷粘结的问题,导致无法有效搅拌,后处理复杂,反应条件要求高,反应后蒸馏得到的剩余物为固体,环境污染较大,较难处理,成本较高,且合成的二氟乙酸酐纯度受限。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种二氟乙酸酐的合成方法,旨在解决上述背景技术中存在的问题。
本发明实施例是这样实现的,一种二氟乙酸酐的合成方法,包括以下步骤:
将二氟乙酸、五氧化二磷和分散剂加入到溶剂中得到反应液,将反应液升温后进行反应;
当反应液中二氟乙酸重量含量≤5.0%时停止反应,将反应液降温;
对反应液进行过滤,滤液浓缩脱去溶剂,再进行减压蒸馏,即可得到二氟乙酸酐;
所述反应如下:
优选地,所述分散剂为硫酸镁或硅藻土。
优选地,所述分散剂为硫酸镁。
优选地,所述溶剂为二氯甲烷、二氯乙烷、邻二氯苯中的一种。
优选地,所述二氟乙酸、五氧化二磷、分散剂以及溶剂之间的摩尔比为1.5~2:0.5:2~4:13~15。
优选地,将反应液升温后进行反应的步骤,具体为:将反应液升温至40~60℃后进行反应。
优选地,将反应液降温的步骤,具体为:将反应液降温至15~25℃。
本发明实施例提供的一种二氟乙酸酐的合成方法,在反应液中添加有分散剂,解决了传统合成过程中五氧化二磷粘结、难以搅拌的问题,分散剂优选为硫酸镁,不仅起到了分散五氧化二磷的作用,还可以作为吸水剂,结合二氟乙酸在合成二氟乙酸酐过程中脱除的水,形成硫酸镁水合物,避免脱除的水与五氧化二磷反应,且在合成过程中,使用的五氧化二磷更少,降低了后处理时废酸(由过量的五氧化二磷转化产生)的产生量,反应后处理简单,环境污染更小,成本更低,安全性高,符合绿色化学,具有更强的经济实用性和灵活性,适合工业化的生产。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种二氟乙酸酐的核磁氢谱图;
图2为实施例1合成得到的产物的核磁氢谱图;
图3为实施例2合成得到的产物的核磁氢谱图;
图4为实施例3合成得到的产物的核磁氢谱图;
图5为实施例4合成得到的产物的核磁氢谱图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
一种二氟乙酸酐的合成方法,包括以下步骤:
(1)以二氯甲烷为溶剂,在室温下,将二氟乙酸,五氧化二磷和硫酸镁加入到溶剂中得到反应液,然后升温至40~60℃回流反应,反应如下:
(2)通过气相色谱仪检测到反应液中二氟乙酸重量含量≤5.0%时,停止反应,将反应液降温至15~25℃;
(3)过滤,滤液浓缩脱去溶剂,再进行减压精馏蒸出即可得到高品质的二氟乙酸酐,所述二氟乙酸酐的核磁图谱如图1所示;
其中,二氟乙酸:五氧化二磷:硫酸镁:二氯甲烷的摩尔比为1.5~2:0.5:2~4:13~15;
二氯甲烷可以用二氯乙烷、邻二氯苯替代(替代后摩尔比不变);
硫酸镁可以用硅藻土替代(替代后摩尔比不变);
其中:二氟乙酸酐:CHF2COOCOCHF2;
二氟乙酸:CHF2COOH;
五氧化二磷:P2O5;
二氯甲烷:CH2Cl2;
二氯乙烷:CH2ClCH2Cl;
邻二氯苯:C6H4Cl2;
硫酸镁:MgSO4;
硅藻土:SiO2。
以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述。
实施例1
一种二氟乙酸酐的合成方法,包括以下步骤:
(1)以二氯甲烷为溶剂,在2L四口瓶中加入400g二氯甲烷,然后加入50.0g二氟乙酸、23.7g五氧化二磷和80.0g硫酸镁得到反应液,然后将反应液混合且升温至40℃,回流反应12h,其中二氟乙酸:五氧化二磷:硫酸镁:二氯甲烷的摩尔比为1.5:0.5:2:13;
(2)通过气相色谱检测到反应液中二氟乙酸重量含量≤5.0%时,停止反应,将反应液降温至15℃;
(3)过滤,滤液浓缩脱去二氯甲烷,再进行减压精馏蒸出即可得到高品质的二氟乙酸酐。
实施例2
一种二氟乙酸酐的合成方法,包括以下步骤:
(1)以二氯甲烷为溶剂,在2L四口瓶中加入1275g二氯甲烷,然后加入192g二氟乙酸、71g五氧化二磷和480g硫酸镁得到反应液,然后将反应液混合且升温至60℃,回流反应12h,其中二氟乙酸:五氧化二磷:硫酸镁:二氯甲烷的摩尔比为2:0.5:4:15;
(2)通过气相色谱检测到反应液中二氟乙酸重量含量≤5.0%时,停止反应,将反应液降温至25℃;
(3)过滤,滤液浓缩脱去二氯甲烷,再进行减压精馏蒸出即可得到高品质的二氟乙酸酐。
实施例3
一种二氟乙酸酐的合成方法,包括以下步骤:
(1)以二氯乙烷为溶剂,在2L四口瓶中加入691g二氯乙烷,然后加入50.0g二氟乙酸、50.0g五氧化二磷和80.0g硫酸镁得到反应液,然后将反应液混合且升温至50℃,回流反应12h,其中二氟乙酸:五氧化二磷:硫酸镁:二氯乙烷的摩尔比为1.5:0.5:2:13;
(2)通过气相色谱检测到反应液中二氟乙酸重量含量≤5.0%时,停止反应,将反应液降温至20℃;
(3)过滤,滤液浓缩脱去二氯乙烷,再进行减压精馏蒸出即可得到高品质的二氟乙酸酐。
实施例4
一种二氟乙酸酐的合成方法,包括以下步骤:
(1)以邻二氯苯为溶剂,在2L四口瓶中加入637g邻二氯苯,然后加入50.0g二氟乙酸、23.7g五氧化二磷和80.0g硫酸镁得到反应液,然后将反应液混合且升温至50℃,回流反应12h,其中二氟乙酸:五氧化二磷:硫酸镁:邻二氯苯的摩尔比为1.5:0.5:2:13;
(2)通过气相色谱检测到反应液中二氟乙酸重量含量≤5.0%时,停止反应,将反应液降温至20℃;
(3)过滤,滤液浓缩脱去邻二氯苯,再进行减压精馏蒸出即可得到高品质的二氟乙酸酐。
实施例5
一种二氟乙酸酐的合成方法,包括以下步骤:
(1)以二氯甲烷为溶剂,在四口瓶中加入二氯甲烷,然后加入二氟乙酸、五氧化二磷和硫酸镁得到反应液,然后将反应液混合且升温至40℃,回流反应12h,其中二氟乙酸:五氧化二磷:硫酸镁:二氯甲烷的摩尔比为1.5:0.5:2:15;
(2)通过气相色谱检测到反应液中二氟乙酸重量含量≤5.0%时,停止反应,将反应液降温至15℃;
(3)过滤,滤液浓缩脱去二氯甲烷,再进行减压精馏蒸出即可得到高品质的二氟乙酸酐。
实施例6
一种二氟乙酸酐的合成方法,包括以下步骤:
(1)以二氯甲烷为溶剂,在四口瓶中加入二氯甲烷,然后加入二氟乙酸、五氧化二磷和硫酸镁得到反应液,然后将反应液混合且升温至50℃,回流反应12h,其中二氟乙酸:五氧化二磷:硫酸镁:二氯甲烷的摩尔比为1.5:0.5:4:13;
(2)通过气相色谱检测到反应液中二氟乙酸重量含量≤5.0%时,停止反应,将反应液降温至20℃;
(3)过滤,滤液浓缩脱去二氯甲烷,再进行减压精馏蒸出即可得到高品质的二氟乙酸酐。
实施例7
一种二氟乙酸酐的合成方法,包括以下步骤:
(1)以二氯甲烷为溶剂,在四口瓶中加入二氯甲烷,然后加入二氟乙酸、五氧化二磷和硫酸镁得到反应液,然后将反应液混合且升温至60℃,回流反应12h,其中二氟乙酸:五氧化二磷:硫酸镁:二氯甲烷的摩尔比为1.5:0.5:4:15;
(2)通过气相色谱检测到反应液中二氟乙酸重量含量≤5.0%时,停止反应,将反应液降温至25℃;
(3)过滤,滤液浓缩脱去二氯甲烷,再进行减压精馏蒸出即可得到高品质的二氟乙酸酐。
实施例8
一种二氟乙酸酐的合成方法,包括以下步骤:
(1)以二氯乙烷为溶剂,在四口瓶中加入二氯乙烷,然后加入二氟乙酸、五氧化二磷和硫酸镁得到反应液,然后将反应液混合且升温至40℃,回流反应12h,其中二氟乙酸:五氧化二磷:硫酸镁:二氯乙烷的摩尔比为2:0.5:2:13;
(2)通过气相色谱检测到反应液中二氟乙酸重量含量≤5.0%时,停止反应,将反应液降温至15℃;
(3)过滤,滤液浓缩脱去二氯甲烷,再进行减压精馏蒸出即可得到高品质的二氟乙酸酐。
实施例9
一种二氟乙酸酐的合成方法,包括以下步骤:
(1)以二氯乙烷为溶剂,在四口瓶中加入二氯乙烷,然后加入二氟乙酸、五氧化二磷和硫酸镁得到反应液,然后将反应液混合且升温至50℃,回流反应12h,其中二氟乙酸:五氧化二磷:硫酸镁:二氯乙烷的摩尔比为2:0.5:2:15;
(2)通过气相色谱检测到反应液中二氟乙酸重量含量≤5.0%时,停止反应,将反应液降温至20℃;
(3)过滤,滤液浓缩脱去二氯甲烷,再进行减压精馏蒸出即可得到高品质的二氟乙酸酐。
实施例10
一种二氟乙酸酐的合成方法,包括以下步骤:
(1)以二氯乙烷为溶剂,在四口瓶中加入二氯乙烷,然后加入二氟乙酸、五氧化二磷和硫酸镁得到反应液,然后将反应液混合且升温至60℃,回流反应12h,其中二氟乙酸:五氧化二磷:硫酸镁:二氯乙烷的摩尔比为2:0.5:4:13;
(2)通过气相色谱检测到反应液中二氟乙酸重量含量≤5.0%时,停止反应,将反应液降温至25℃;
(3)过滤,滤液浓缩脱去二氯甲烷,再进行减压精馏蒸出即可得到高品质的二氟乙酸酐。
实施例11
一种二氟乙酸酐的合成方法,包括以下步骤:
(1)以邻二氯苯为溶剂,在四口瓶中加入邻二氯苯,然后加入二氟乙酸、五氧化二磷和硫酸镁得到反应液,然后将反应液混合且升温至40℃,回流反应12h,其中二氟乙酸:五氧化二磷:硫酸镁:邻二氯苯的摩尔比为1.8:0.5:3:14;
(2)通过气相色谱检测到反应液中二氟乙酸重量含量≤5.0%时,停止反应,将反应液降温至15℃;
(3)过滤,滤液浓缩脱去二氯甲烷,再进行减压精馏蒸出即可得到高品质的二氟乙酸酐。
实施例12
一种二氟乙酸酐的合成方法,包括以下步骤:
(1)以二氯甲烷为溶剂,在四口瓶中加入二氯甲烷,然后加入二氟乙酸、五氧化二磷和硅藻土得到反应液,然后将反应液混合且升温至40℃,回流反应12h,其中二氟乙酸:五氧化二磷:硅藻土:二氯甲烷的摩尔比为1.5:0.5:2:13;
(2)通过气相色谱检测到反应液中二氟乙酸重量含量≤5.0%时,停止反应,将反应液降温至15℃;
(3)过滤,滤液浓缩脱去二氯甲烷,再进行减压精馏蒸出即可得到高品质的二氟乙酸酐。
实施例13
一种二氟乙酸酐的合成方法,包括以下步骤:
(1)以二氯甲烷为溶剂,在四口瓶中加入二氯甲烷,然后加入二氟乙酸、五氧化二磷和硅藻土得到反应液,然后将反应液混合且升温至60℃,回流反应12h,其中二氟乙酸:五氧化二磷:硅藻土:二氯甲烷的摩尔比为2:0.5:4:15;
(2)通过气相色谱检测到反应液中二氟乙酸重量含量≤5.0%时,停止反应,将反应液降温至25℃;
(3)过滤,滤液浓缩脱去二氯甲烷,再进行减压精馏蒸出即可得到高品质的二氟乙酸酐。
实施例14
一种二氟乙酸酐的合成方法,包括以下步骤:
(1)以二氯乙烷为溶剂,在四口瓶中加入二氯乙烷,然后加入二氟乙酸、五氧化二磷和硅藻土得到反应液,然后将反应液混合且升温至50℃,回流反应12h,其中二氟乙酸:五氧化二磷:硅藻土:二氯乙烷的摩尔比为1.5:0.5:2:13;
(2)通过气相色谱检测到反应液中二氟乙酸重量含量≤5.0%时,停止反应,将反应液降温至20℃;
(3)过滤,滤液浓缩脱去二氯乙烷,再进行减压精馏蒸出即可得到高品质的二氟乙酸酐。
实施例15
一种二氟乙酸酐的合成方法,包括以下步骤:
(1)以邻二氯苯为溶剂,在四口瓶中加入邻二氯苯,然后加入二氟乙酸、五氧化二磷和硅藻土得到反应液,然后将反应液混合且升温至50℃,回流反应12h,其中二氟乙酸:五氧化二磷:硅藻土:邻二氯苯的摩尔比为1.5:0.5:2:13;
(2)通过气相色谱检测到反应液中二氟乙酸重量含量≤5.0%时,停止反应,将反应液降温至20℃;
(3)过滤,滤液浓缩脱去邻二氯苯,再进行减压精馏蒸出即可得到高品质的二氟乙酸酐。
纯度测定:
将实施例1-实施例4合成得到的产物通过气相色谱的方法测得二氟乙酸酐的纯度(仪器可以为Agilent GC8890),具体结果如下:
实施例1合成得到的二氟乙酸酐其核磁氢谱图如图2所示,从核磁氢谱图可以看出,由H化学位移及个数可以得到的产物即目标产物,通过图2的气相色谱图数据可以看出,杂峰很少,说明得到的产物纯度极高,纯度高达97.31%;
实施例2合成得到的二氟乙酸酐其核磁氢谱图如图3所示,从核磁氢谱图可以看出,由H化学位移及个数可以得到的产物即目标产物,通过图3的气相色谱图数据可以看出,杂峰很少,说明得到的产物纯度极高,纯度高达97.17%;
实施例3合成得到的二氟乙酸酐其核磁氢谱图如图4所示,从核磁氢谱图可以看出,由H化学位移及个数可以得到的产物即目标产物,通过图4的气相色谱图数据可以看出,杂峰很少,说明得到的产物纯度极高,纯度高达95.81%;
实施例4合成得到的二氟乙酸酐其核磁氢谱图如图5所示,从核磁氢谱图可以看出,由H化学位移及个数可以得到的产物即目标产物,通过图5的气相色谱图数据可以看出,杂峰很少,说明得到的产物纯度极高,纯度高达96.585%;
综上所述,通过本发明实施例提供的合成方法,降低了五氧化二磷的用量,添加分散剂避免五氧化二磷粘连,合成得到的二氟乙酸酐纯度可达到95%以上,与现有的合成方式相比,大大提高了纯度,降低了成本。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种二氟乙酸酐的合成方法,其特征在于,包括以下步骤:
将二氟乙酸、五氧化二磷和分散剂加入到溶剂中得到反应液,将反应液升温后进行反应;
当反应液中二氟乙酸重量含量≤5.0%时停止反应,将反应液降温;
对反应液进行过滤,滤液浓缩脱去溶剂,再进行减压蒸馏,即可得到二氟乙酸酐。
2.根据权利要求1所述的二氟乙酸酐的合成方法,其特征在于,所述分散剂为硫酸镁或硅藻土。
3.根据权利要求2所述的二氟乙酸酐的合成方法,其特征在于,所述分散剂为硫酸镁。
4.根据权利要求1所述的二氟乙酸酐的合成方法,其特征在于,所述溶剂为二氯甲烷、二氯乙烷、邻二氯苯中的一种。
5.根据权利要求1所述的二氟乙酸酐的合成方法,其特征在于,所述二氟乙酸、五氧化二磷、分散剂以及溶剂之间的摩尔比为1.5~2:0.5:2~4:13~15。
6.根据权利要求1所述的二氟乙酸酐的合成方法,其特征在于,将反应液升温后进行反应的步骤,具体为:将反应液升温至40~60℃后进行反应。
7.根据权利要求1所述的二氟乙酸酐的合成方法,其特征在于,将反应液降温的步骤,具体为:将反应液降温至15~25℃。
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