一種三氟乙酸乙酯的制備工藝

黃小磊，椿范立，鐘炳燦，張林林

（南通寶凱化工有限公司，江蘇南通226221）

一種三氟乙酸乙酯的制備工藝

黃小磊，椿范立，鐘炳燦，張林林

（南通寶凱化工有限公司，江蘇南通226221）

以三氟乙酸和乙醇為原料，固體超強酸為催化劑直接酯化反應，產物經過精餾提純后直接在精餾塔頂端收集即可，反應收率在99%以上，產物純度可達99.9%以上。

三氟乙酸乙酯；固體強酸；酯化反應

三氟乙酸乙酯是一種帶刺激性氣味的，易揮發的無色液體。常用作分析試劑、溶劑、催化劑、脫水縮合劑、羥基和氨基三氟酰化時的保護劑；制備有機氟精細化學品、醫藥、農藥的原料[1]。三氟乙酸乙酯也是一種重要的有機化工原料，主要用來合成有機氟化物。它可用三氟乙酸和乙醇的酯化反應得到，但是一般采用的方法產率不高，提純精餾處理也比較麻煩。而且反應中的三氟乙酸價格比較貴。因此提高酯化反應的產率具有重大意義。

1 三氟乙酸乙酯現有合成工藝

吳華悅[2]等用三氟乙酸和乙醇為原料，在濃硫酸的催化下，反應得到三氟乙酸乙酯。通過改變三氟乙酸、乙醇、濃硫酸的量，尋找最佳的反應比例。通過實驗表明，三氟乙酸：乙醇：濃硫酸按1:2:3的比例反應，產率最高達87.1%。但是該工藝中濃硫酸雖然具有催化效果好，價格低廉等優點。但濃硫酸所帶來的缺點也是不容忽視的，濃硫酸在催化酯化的過程中存在副產物多，產品選擇性差，純度低，設備腐蝕嚴重，不能重復利用，環境污染等問題。所以濃硫酸逐漸被取代。

張建立[3]等用0.2 mol三氟乙酸，0.2 g對甲苯磺酸，酸醇摩爾比為1:1.5，加熱回流連續反應2 h，再經過干燥蒸餾得到三氟乙酸乙酯，收率達75.9%。實驗表明對甲苯磺酸有助于提高反應產率。

呂苗苗[3]等以D072強酸性陽離子交換樹脂作為催化劑，三氟乙酸和無水乙醇為原料，反應得到三氟乙酸乙酯，沸點60℃～62℃，收率為93.7%。

2 三氟乙酸乙酯的新工藝

2.1 實驗原料

三氟乙酸，無水乙醇均為分析純；固體超強酸催化劑（SiO2+A12O3）。

2.2 實驗過程

在反應過程中，采用固體超強酸催化劑，預先分散到精餾塔的填料中。在裝有填料精餾塔的反應釜中按規定的比例預先加入適量的三氟乙酸、乙醇，然后升溫回流，等到精餾塔內各個組分比例達到平穩后，分別從塔釜和精餾塔萃取段的頂端加入預定比例的乙醇以及三氟乙酸，產物經過精餾段提純后直接在精餾塔頂端收集即可，反應的收率可達99%以上，產物純度可達99.9%以上。

在反應時采取連續進料的方法，同時定時定量地移走釜里的水，實現了連續化生產，提高產能。且精餾裝置采用自動控制，可以準確調節精餾回流比。

3 結果與討論

3.1 酸醇摩爾比的選擇

酸醇摩爾比對三氟乙酸乙酯酯化率的影響見表1。

表1 酸醇摩爾比對合成三氟乙酸乙酯酯化率的影響

表1的數據表明，不同酸醇摩爾比對三氟乙酸乙酯酯化率的影響不同，在固定催化劑用量和一定的反應時間的條件下，隨著酸醇摩爾比中醇比例的增加，三氟乙酸乙酯的酯化率也逐漸增加，當酸醇摩爾比為1:1.4時，酯化率達到最大，為99.2%，所以在反應時，應把酸醇摩爾比控制在1∶1.4左右。

3.2 催化劑用量的選擇

催化劑用量對三氟乙酸乙酯酯化率的影響見表2。

表2 催化劑用量對三氟乙酸乙酯酯化率的影響

表2的數據顯示，催化劑用量的多少對三氟乙酸乙酯酯化率的影響不一樣，在一定反應時間內，在酸醇摩爾比固定的情況下，隨著催化劑用量的增加。三氟乙酸乙酯的酯化率也逐漸增加。當催化劑用量為0.50 g時，三氟乙酸乙酯的酯化率最大。所以催化劑用量應為0.50 g。

在本實驗中，三氟乙酸乙酯最佳合成工藝條件為：把酸醇摩爾比控制在1:1.4左右，固體超強酸催化劑用量為0.5 g，三氟乙酸乙酯的酯化率在99%以上。固體超強酸替代了現有工藝中使用濃硫酸或者其他催化劑，提高了反應的收率，而且催化劑能夠重復使用多次，減少了環境污染。

[1]葉冬菊，鄭土才，葉山海，等.三氟乙酸乙酯和甲酯在有機合成中的應用進展[J].化工生產與技術，2014，21（1）：13-19.

[2]吳華悅，林海霞.關于三氟乙酸乙酯合成的改進方法[J].溫州師范學院學報，1996，（6）：69-70.

[3]張建立，李公春，王志敏，等.三氟乙酸乙酯的合成[J].河北化工，2012，35（6）：24-25，47.

[4]呂苗苗，陳華寶，李海泉，等.塞來昔布的合成[J].北京化工大學學報，2005，32（6）：97-98.

[5]薛俊禮，劉海濤，吉惠杰，等.三元固體超強酸催化乙酸乙酯合成工藝研究[J].吉林化工學院學報，2015，32（8）：40-42.

[6]韋毅，黃科林，王桂英，等.乙酸乙酯合成的研究進展[J].大眾科技，2013，15（6）：104-106.

Process Improvement of Ethyl Trifluoroacetate

HUANG Xiao-lei，CHUN Fan-li，ZHONG Bing-can，ZHANG Lin-lin
（Nantong Baokai Chemical Co.，Ltd.，Nantong，Jiangsu 226221，China）

Trifluoroacetic acid and ethanol as raw materials，solid superacid as catalyst for the esterification reaction product directly，after distillation purification directly on the top of the distillation tower can be collected，the yield was above 99%，the purity of the productcan reach more than 99.9%.

ethyl trifluoroacetate;solid strong acid;esterification

1006-4184（2017）4-0004-02

2017-03-13

黃小磊（1989-），男，江蘇南通人，助理工程師，本科，從事含氟新材料方面。E-mail:450458175@qq.com。