一種全氟庚基乙醇衣康酸酯的製備方法與流程
2023-08-13 03:19:16 2
本發明屬於衣康酸酯領域，涉及一種全氟庚基乙醇衣康酸酯，特別是一種全氟庚基乙醇衣康酸酯的製備方法。
背景技術：
衣康酸酯是一種重要的衣康酸衍生物和精細化工原料，由於其分子同時含有一個碳-碳不飽和雙鍵和兩個羧酸酯活性官能團，可以進行加成反應和聚合反應等多種化學反應，是生產高分子材料和精細化學品的重要單體，廣泛應用於生產合成樹脂、合成纖維、織物整理劑、表面活性劑、離子交換樹脂、鍋爐除垢劑、潤滑添加劑和粘合劑等眾多產品。除衣康酸單甲酯、衣康酸二甲酯、衣康酸二正丁酯、衣康酸二異辛酯等外，重要的衣康酸酯類還有全氟庚基乙醇衣康酸酯等含氟衣康酸酯。
全氟庚基乙醇衣康酸酯等含氟衣康酸酯主要應用於改性氨基矽油和製備織物整理劑，利用長鏈含氟烷基對氨基的有效屏蔽,不僅解決氨基的氧化問題，同時使含氟烷基改性氨基矽油表現出卓越的低表面張力、防水、防油、化學穩定性、耐候性、耐腐蝕性和抗氧化性等氟元素的優良性能，充分發揮氟矽元素功能的協同作用，使含氟烷基改性氨基矽油兼具矽織物整理劑和氟織物整理劑的優點，具有更完善的織物整理性能，可用於高級綢緞服裝、室裝飾品、各種家庭和辦公用品等更廣範圍、更高檔次的織物整理。
目前，全氟庚基乙醇衣康酸酯的合成，通常以濃硫酸為催化劑，催化活性高、價廉易得。但是，以濃硫酸為催化劑也存在反應選擇性低，存在脫水、氧化、炭化等副反應，產物與催化劑分離困難，需中和、水洗等後處理工序，產生酸性廢液多，副產物多，設備腐蝕嚴重，產品質量差等缺點。所以，對於本領域內的技術人員，還有待研發出一種能夠淘汰對環境危害嚴重的硫酸、磺酸、三氯化鋁等催化劑，採用高效無汙染的新型催化材料代替來備制全氟庚基乙醇衣康酸酯的方法。
技術實現要素：
本發明的目的是針對現有的技術存在上述問題，提出了一種全氟庚基乙醇衣康酸酯的製備方法，本全氟庚基乙醇衣康酸酯的製備方法具有環保便捷，全氟庚基乙醇衣康酸酯的獲得率高的特點。
本發明的目的可通過下列技術方案來實現：
一種全氟庚基乙醇衣康酸酯的製備方法，其特徵在於，全氟庚基乙醇和衣康酸在固體酸催化劑、阻聚劑的作用下進行脫水、酯化反應，具體包括以下步驟：
a、向三口燒瓶中加入有機溶劑；
b、加入全氟庚基乙醇、衣康酸；
c、加入阻聚劑；
d、加入固體酸；
e、在氮氣保護下加熱、攪拌進行酯化反應，至不再有水生成，停止酯化反應；
f、冷卻、過濾粗產物；
g、旋轉蒸發有機溶劑；
h、減壓、蒸餾得到全氟庚基乙醇衣康酸酯。
本全氟庚基乙醇衣康酸酯的製備方法簡單便捷，在酯化反應過程中不飽和雙鍵不會被聚合和氧化，固體酸作為催化劑催化效率高，保證全氟庚基乙醇衣康酸酯具有較高的獲得率；其中，固體酸催化劑分離簡單，並且可以直接回收重複使用，減少三廢，更加綠色環保。
在上述全氟庚基乙醇衣康酸酯的製備方法中，所述的步驟(1)中，所述的有機溶劑為苯或甲苯或二甲苯或甲苯與二甲苯的複合溶劑。
在上述全氟庚基乙醇衣康酸酯的製備方法中，所述的步驟(d)中，固體酸為SO42-/TiO2或SO42-/ZrO2,或SO42-/TiO2-ZrO2。
在上述全氟庚基乙醇衣康酸酯的製備方法中，所述的步驟(e)中，反應溫度80-110℃，反應時間6-10h。
在上述全氟庚基乙醇衣康酸酯的製備方法中，所述的步驟(f)中，過濾得到的固體酸可以直接回收使用。
在上述全氟庚基乙醇衣康酸酯的製備方法中，所述的步驟(h)中，繼續加入阻聚劑。
在上述全氟庚基乙醇衣康酸酯的製備方法中，所述的步驟(c)和(h)中，阻聚劑為對苯二酚或對甲氧基苯酚或苯醌。
與現有技術相比，本全氟庚基乙醇衣康酸酯的製備方法簡單便捷，在酯化反應過程中不飽和雙鍵不會被聚合和氧化，催化效率高，產品得率高，固體酸分離簡單、並且可以直接回收重複使用，減少三廢，更加綠色環保。
具體實施方式
以下是本發明的具體實施例，對本發明的技術方案作進一步的描述，但本發明並不限於這些實施例。
一種全氟庚基乙醇衣康酸酯的製備方法，全氟庚基乙醇和衣康酸在固體酸催化劑、阻聚劑的作用下進行脫水、酯化反應，具體包括以下步驟：
a、向三口燒瓶中加入有機溶劑，有機溶劑可以選取為苯或甲苯或二甲苯或甲苯與二甲苯的複合溶劑；
b、加入全氟庚基乙醇、衣康酸；
c、加入阻聚劑，阻聚劑是對苯二酚或對甲氧基苯酚或苯醌；
d、加入固體酸，固體酸為SO42-/TiO2或SO42-/ZrO2,或SO42-/TiO2-ZrO2；
e、在氮氣保護下加熱、攪拌進行酯化反應，至不再有水生成，停止酯化反應，具體來說，反應溫度選取80-110℃，反應時間6-10h；
f、冷卻、過濾粗產物，其中，過濾得到的固體酸可以直接回收使用；
g、旋轉蒸發有機溶劑；
h、減壓、蒸餾得到全氟庚基乙醇衣康酸酯，繼續加入阻聚劑是對苯二酚或對甲氧基苯酚或苯醌。
綜合上述，本製備方法簡單便捷，在酯化反應過程中不飽和雙鍵不會被聚合和氧化，固體酸作為催化劑催化效率高，保證全氟庚基乙醇衣康酸酯具有較高的獲得率；其中，固體酸催化劑分離簡單，並且可以直接回收重複使用，減少三廢，更加綠色環保。
實施例一
在裝有電磁攪拌、分水器、回流冷凝管、溫度計的四口燒瓶中，加入衣康酸10g、全氟庚基乙醇56g、對苯二酚1.6g、SO42-/TiO2固體酸0.9g，250ml苯；
氮氣保護下攪拌加熱至80℃，反應8h至不再有水生成、停止反應；
冷卻、過濾、得到濾液、旋轉蒸發溶劑苯，得粗產物；
粗產物中加1g對苯二酚，減壓蒸餾，得全氟庚基乙醇衣康酸酯；全氟庚基乙醇衣康酸酯得率93.3％。
實施例二
在裝有電磁攪拌、分水器、回流冷凝管、溫度計的四口燒瓶中，加入衣康酸10g、全氟庚基乙醇56g、對甲氧基苯酚1.2g、SO42-/TiO2-ZrO2固體酸0.7g，250ml苯；
氮氣保護下攪拌加熱至80℃，反應9h至不再有水生成、停止反應；冷卻、過濾、得到濾液、旋轉蒸發溶劑苯，得粗產物；
粗產物中加1g對甲氧基苯酚，減壓蒸餾，得全氟庚基乙醇衣康酸酯；
全氟庚基乙醇衣康酸酯得率95.1％。
實施例三
在裝有電磁攪拌、分水器、回流冷凝管、溫度計的三口燒瓶中，加入衣康酸10g、全氟庚基乙醇56g、對甲氧基苯酚1.6g、實施例二過濾回收固體酸0.9g，250ml甲苯；
氮氣保護下攪拌加熱至95℃，反應10h至不再有水生成、停止反應；
冷卻、過濾、得到濾液、旋轉蒸發溶劑苯，得粗產物；
粗產物中加1g對甲氧基苯酚，減壓蒸餾，得全氟庚基乙醇衣康酸酯；
全氟庚基乙醇衣康酸酯得率94.8％。
本文中所描述的具體實施例僅僅是對本發明精神作舉例說明。本發明所屬技術領域的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或採用類似的方式替代，但並不會偏離本發明的精神或者超越所附權利要求書所定義的範圍。
儘管本文較多地使用了術語，但並不排除使用其它術語的可能性。使用這些術語僅僅是為了更方便地描述和解釋本發明的本質；把它們解釋成任何一種附加的限制都是與本發明精神相違背的。