本發(fā)明屬于有機(jī)合成，具體來(lái)說(shuō)是一種三氟乙酸的制備方法。

背景技術(shù)：

1、三氟乙酸是一種有機(jī)化合物，化學(xué)式為c2hf3o2，無(wú)色揮發(fā)性發(fā)煙液體，與乙酸氣味類(lèi)似，有吸濕性和刺激性臭味。三氟乙酸受吸電子性的三氟甲基影響而具有強(qiáng)酸性，酸性比乙酸強(qiáng)十萬(wàn)倍。三氟乙酸是許多有機(jī)化合物的良好溶劑，與二硫化碳合用能夠溶解蛋白質(zhì)；也是有機(jī)反應(yīng)的優(yōu)良溶劑，能夠獲得在一般有機(jī)溶劑中難以獲得的結(jié)果，例如喹啉在一般溶劑中催化氫化時(shí)，吡啶環(huán)優(yōu)先氫化，但在三氟乙酸中苯環(huán)優(yōu)先氫化；三氟乙酸還用于合成含氟化合物、殺蟲(chóng)劑和染料，是酯化反應(yīng)和縮合反應(yīng)的催化劑，羥基和氨基的保護(hù)劑，還能夠用于糖和多肽的合成，以及用作選礦劑。

2、三氟乙酸有多種制取路線，目前已知的路線為：

3、1、將3,3,3-三氟丙烯采用高錳酸鉀氧化得到三氟乙酸；氧化過(guò)程中，需要用到高錳酸鉀做氧化劑，在反應(yīng)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的錳鹽和氯化氫，污染較大，后處理成本很高。

4、2、以乙酸、乙酰氯或乙酸酐為原料，與氫氟酸或氟化鈉發(fā)生電化學(xué)氟化，然后水解得到三氟乙酸；電化學(xué)氟化合成路線由于電化學(xué)的引入，能源消耗量大，且反應(yīng)過(guò)程中需要使用氫氟酸，其具有刺激氣味及劇毒性，導(dǎo)致反應(yīng)路線環(huán)保性較差。

5、3、將1,1,1-三氟-2,3,3-三氯丙烯采用高錳酸鉀進(jìn)行氧化，得到三氟乙酸；1,1,1-三氟-2,3,3-三氯丙烯通過(guò)六氯丙烯的swarts氟化制取，1,1,1-三氟-2,3,3-三氯丙烯的合成較為復(fù)雜，反應(yīng)經(jīng)濟(jì)性較差。

6、4、將2,3-二氯六氟-2-丁烯進(jìn)行氧化，制取三氟乙酸；2,3-二氯六氟-2-丁烯有劇毒，并且反應(yīng)過(guò)程中需要用到高錳酸鉀做氧化劑，使得反應(yīng)過(guò)程中伴隨著副產(chǎn)物錳鹽和氯化氫的生成，后續(xù)處理成本很高。

7、5、先采用三氯乙腈與氟化氫反應(yīng)生成三氟乙腈，再水解三氟乙腈得到三氟乙酸；此過(guò)程需要用到劇毒的氫氟酸，氫氟酸腐蝕性極強(qiáng)，反應(yīng)環(huán)保性差。

8、6、以間三氟甲基苯胺鉻酸為原料，經(jīng)氧化制得三氟乙酸；間三氟甲基苯胺鉻酸的價(jià)格較為昂貴，無(wú)法適應(yīng)工業(yè)化生產(chǎn)。

9、7、以2-氯-1,1,1-三氟乙烷為原料，在催化劑的催化作用下，經(jīng)過(guò)多步反應(yīng)制得三氟乙酸；多步反應(yīng)的制備過(guò)程中操作步驟繁瑣，工藝復(fù)雜，催化劑價(jià)格昂貴，這些均導(dǎo)致成本提升，無(wú)法實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。

10、分析可知，在上述現(xiàn)有技術(shù)制備方法中，從原料來(lái)講，由于2-氯-1,1,1-三氟乙烷為氟利昂廢物中的一種成分，是一種溫室效應(yīng)極強(qiáng)的溫室氣體，對(duì)大氣層有很強(qiáng)的破壞作用，所以消耗2-氯-1,1,1-三氟乙烷并合成三氟乙酸為最佳方案，但是目前以2-氯-1,1,1-三氟乙烷為原料制備三氟乙酸操作步驟繁瑣且需要催化劑，不適合工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)；而其他方法也因存在原料、環(huán)保和成本問(wèn)題，導(dǎo)致不適合三氟乙酸的工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種三氟乙酸的制備方法，本發(fā)明的方法以2-氯-1,1,1-三氟乙烷為原料，在可見(jiàn)光照射下，采用次氯酸化合物和酸液對(duì)2-氯-1,1,1-三氟乙烷進(jìn)行氧化，得到三氟乙酸。本發(fā)明以氟利昂廢物氣體2-氯-1,1,1-三氟乙烷為原料，采用一步法得到了三氟乙酸，提供了一種工藝簡(jiǎn)單、成本低、綠色環(huán)保、易于工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)的全新的三氟乙酸制備方法，克服了現(xiàn)有技術(shù)三氟乙酸制備方法存在的技術(shù)缺陷。

2、本發(fā)明是通過(guò)如下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：

3、一種三氟乙酸的制備方法，包括如下步驟：

4、在可見(jiàn)光照射下，將次氯酸化合物與2-氯-1,1,1-三氟乙烷混合，然后分批次加入酸液，并采用次氯酸化合物和酸液對(duì)2-氯-1,1,1-三氟乙烷進(jìn)行氧化，得到三氟乙酸；本發(fā)明在可見(jiàn)光照射下進(jìn)行反應(yīng)，可見(jiàn)光照射實(shí)現(xiàn)氯氣轉(zhuǎn)化為氯自由基，而在無(wú)光照條件下無(wú)法實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化，繼而影響后續(xù)反應(yīng)，所以無(wú)光照條件下實(shí)驗(yàn)無(wú)法進(jìn)行，且無(wú)法獲得目標(biāo)產(chǎn)物三氟乙酸。

5、優(yōu)選的，2-氯-1,1,1-三氟乙烷、次氯酸化合物及酸液的質(zhì)量比為1~5：1：0.1~10，為了實(shí)現(xiàn)完全反應(yīng)，且由于2-氯-1,1,1-三氟乙烷為氣體，便于收集，而產(chǎn)物為液態(tài)的三氟乙酸，所以在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，2-氯-1,1,1-三氟乙烷與次氯酸化合物的質(zhì)量比等于或高于1：1，即采用過(guò)量的2-氯-1,1,1-三氟乙烷以實(shí)現(xiàn)反應(yīng)完全；另外，酸液為市售的已知濃度的硫酸或者鹽酸，其質(zhì)量根據(jù)公式計(jì)算得出。

6、優(yōu)選的，氧化的條件為：室溫下攪拌反應(yīng)8h~24h，攪拌時(shí)間低于8h反應(yīng)不完全，有原料剩余，反應(yīng)時(shí)間太長(zhǎng)對(duì)能耗帶來(lái)挑戰(zhàn)。

7、優(yōu)選的，可見(jiàn)光波長(zhǎng)為200nm~600nm，為強(qiáng)藍(lán)光，在強(qiáng)藍(lán)光下實(shí)現(xiàn)氯氣轉(zhuǎn)化為氯自由基，照射的強(qiáng)度對(duì)反應(yīng)影響不大。

8、優(yōu)選的，次氯酸化合物為次氯酸或次氯酸鹽，采用次氯酸化合物中的次氯酸根進(jìn)行反應(yīng)。

9、優(yōu)選的，次氯酸鹽選自次氯酸鈉或次氯酸鈣。

10、優(yōu)選的，次氯酸鹽選自五水合次氯酸鈉，研究對(duì)比表明，以五水合次氯酸鈉為原料進(jìn)行反應(yīng)，制得的三氟乙酸產(chǎn)率最高，且明顯優(yōu)于其他次氯酸化合物。

11、優(yōu)選的，酸液選自硫酸溶液或鹽酸溶液，酸液為實(shí)驗(yàn)篩選獲得。

12、優(yōu)選的，當(dāng)酸液選自硫酸溶液，硫酸溶液的濃度為0.1mol/l~16.8mol/l，硫酸溶液的濃度對(duì)氧化性能影響不大。

13、優(yōu)選的，當(dāng)酸液選自鹽酸溶液，鹽酸溶液的濃度為0.1mol/l~12mol/l，鹽酸溶液的濃度對(duì)氧化性能影響不大。

14、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：

15、1、本發(fā)明以2-氯-1,1,1-三氟乙烷為原料，在光照條件下，采用酸液和次氯酸化合物對(duì)2-氯-1,1,1-三氟乙烷進(jìn)行氧化，將2-氯-1,1,1-三氟乙烷原位氧化成三氟乙酸。本發(fā)明的氧化過(guò)程涉及自由基歷程，具體為：次氯酸鹽與酸液反應(yīng)迅速生成相應(yīng)的金屬鹽和次氯酸，并釋放熱量，次氯酸不穩(wěn)定發(fā)生歧化反應(yīng)，生成氯化氫和氯酸，氯酸則能夠分解生成氯氣、高氯酸、氧氣和水。氯氣在光照條件下轉(zhuǎn)化為氯自由基，氯自由基與2-氯-1,1,1-三氟乙烷進(jìn)行自由基氯代過(guò)程，并生成三氟三氯乙烷，三氟三氯乙烷經(jīng)由原位生成的氧化物質(zhì)氧化后，生成三氟乙酸，其中氧化物可能為氧氣、氯氣、次氯酸、氯酸、高氯酸。

16、本發(fā)明提出了采用一步法制備得到三氟乙酸，該反應(yīng)不需要經(jīng)過(guò)復(fù)雜的多步操作，而且反應(yīng)過(guò)程無(wú)需催化劑的參與，僅需在光照條件下一步便能夠合成三氟乙酸，且常溫實(shí)現(xiàn)三氟乙酸的制備，整個(gè)步驟簡(jiǎn)單高效，收率高，所以從制備方法來(lái)講，本發(fā)明三氟乙酸的制備適合工業(yè)化生產(chǎn)。

17、2、本發(fā)明提供了一種制取三氟乙酸的新方法，原料為次氯酸化合物、酸液和2-氯-1,1,1-三氟乙烷，其中的2-氯-1,1,1-三氟乙烷為氟利昂廢物中的一種成分，是一種溫室效應(yīng)極強(qiáng)的溫室氣體，對(duì)大氣層有很強(qiáng)的破壞作用；只要能夠提供次氯酸根離子的次氯酸鹽均能夠應(yīng)用于本發(fā)明，從而實(shí)現(xiàn)了次氯酸化合物廢棄物的二次利用；酸液的濃度對(duì)氧化性能影響不大，成本低廉。本發(fā)明在解決環(huán)境污染問(wèn)題的同時(shí)實(shí)現(xiàn)了變廢為寶，所以從原料來(lái)講，本發(fā)明三氟乙酸的制備適合工業(yè)化生產(chǎn)。

18、本發(fā)明的制備方法綠色環(huán)保，在反應(yīng)結(jié)束后生成了鈉鹽、水、三氟三氯乙烷和三氟乙酸的混合物，三氟三氯乙烷是一種液體，在蒸餾過(guò)程中三氟三氯乙烷與三氟乙酸進(jìn)行分離，實(shí)現(xiàn)對(duì)三氟乙酸提純的同時(shí)將三氟三氯乙烷進(jìn)行收集。