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如何去合成2,2-二氟乙醇? 1

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2,2-二氟乙醇是一种合成化合物,具有广泛的应用领域。本文将介绍如何合成这种化合物。


背景:二氟乙醇是一种重要的脂肪族含氟有机合成中间体,可以参与多种有机合成反应中,广泛用于生产杀虫剂和除草剂等。目前二氟乙醇可以用以下方法制得:①金属氢化物还原法;②液相催化加氢还原法;③气相催化加氢还原法;④碱催化酯交换法。


合成:

1. 方法一:

以乙醇和氢氟酸为原料,采取连续流微通道反应器,取代得到主要产物22-二氟乙醇。


①根据实验要求连接微通道反应器的液路进料系统、配背压阀的产品收集槽、换热介质为导热油。


②原料罐1配置乙醇和三氟化铝,原料罐2储存氢氟酸,设定各计量泵34的流量控制改变物质的量比,将物料分别打入各直通道预热模块中,控制反应温度、反应压力及反应停留时间,反应产物以高分散相连续流状态流出反应器。


③经微通道反应器出口得到的反应液,即为产品粗品,然后通过精馏即可得到22-二氟乙醇的纯品。


2. 方法二:

使用列管式管道反应器,连续反应制备二氟乙醇,具体方法为:用高压计量泵计量相对应的11-二氟-2-氯乙烷(R142)和氟化钾水溶液,按每小时固定量连续进入各自的盘管预热器预热,再通过各自的盘管过热器过热,过热后的两相物料在混合器中混合后进入反应器中反应,反应温度120℃320℃、 反应压力0.115 MPa,控制反应压力,反应产物连续通过冷却器冷却收料后再蒸馏、精馏即得到产物二氟乙醇,11-二氟-2-氯乙烷(R142)一次转化率达60%以上,二氟乙醇的选择性大于 90%。未反应的11-二氟-2-氯乙烷(R142)通过精馏分离后再返回原料贮罐继续使用。



实验过程:将含量组成为17%氯化钾、4%甲酸钾、15%氟化钾的水溶液300 kg/h11-二 氟-2-氯乙烷30 kg/h,用各自相对应的高压计量泵按质量比10∶1的比例连续送入各自的盘管预热器预热,再通过各自的盘管过热器过热,过热后的两相物料在混合器中混合后进入反应器中反应,反应温度260℃270℃、反应压力10 MPa,反应产物通过冷却器冷却收料、蒸馏、精馏后即可得到产物二氟乙醇,未反应的11-二氟-2-氯乙烷(R142)则继续返回反应器反应。11-二氟- 2-氯乙烷(R142)一次转化率达72%,二氟乙醇的选择性达93%


3. 方法三:

采用金属Mn对铜锌铝催化剂进行改性,以二氟乙酸乙酯加氢制备22-二氟乙醇。


1)催化剂制备

配制质量分数15%的碳酸钠溶液,加热保温为 65℃。配制一定浓度的金属盐溶液包括Cu(NO3)2·3H2OAl(NO3)3·9H2OZn(NO3)2·6H2O Mn(NO3) 2 (1.54 g·mL1 )的混合溶液,加热保温为65℃,铜锌铝锰的物质的量比为15∶21∶55∶1。在2000 mL三口烧瓶中加入200 mL去离子水,加热搅拌保持65℃,将金属盐溶液和碳酸钠溶液同时滴加到三口烧瓶中,固定金属盐溶液的滴加速度,调节碳酸钠溶液的滴加速度使得三口烧瓶中溶液的 pH值为中性(6.57.5),滴加结束后,保温65℃ 静置10 h。过滤后得到的滤饼置于乙醇溶液中,搅拌30 min,再过滤得到浅蓝色滤饼,烘箱120℃烘干,程序升温马弗炉焙烧,先以5℃·min1 速率升温至350℃保持30 min,再以1℃·min1 速率升温至450℃保持2 h,降温后即得催化剂。将催化剂研磨,加入1%的石墨作为脱模剂压片成型。


2)制备22-二氟乙醇

(2030)目的催化剂0.5 g装填到固定床反应装置中,反应管内衬石英管内径6 mm。催化剂使用前先活化,以3℃·min1 速率升温至170℃保持 30 min,然后以1℃·min1 速率升温至270℃保持 60 min,最后调节到需要的反应温度和压力。原料稀释溶剂采用乙醇,乙醇与二氟乙酸乙酯体积比为1∶1


参考文献:

[1]林涛,程杰,万克柔等. 铜锌铝锰催化剂上二氟乙酸乙酯加氢制备2,2-二氟乙醇 [J]. 工业催化, 2017, 25 (12): 73-76.

[2]张照坡,于洋,杨明霞等. 连续流微通道反应合成2,2-二氟乙醇 [J]. 河南化工, 2017, 34 (07): 25-28. DOI:10.14173/j.cnki.hnhg.2017.07.006

[3]陈建海,吴建军,李建明. 2,2-二氟乙醇的合成 [J]. 浙江化工, 2017, 48 (05): 1-2+10.

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