一种氯乙酸酯类化合物的制备方法

本发明属于氯乙酸酯类化合物制备，具体涉及一种氯乙酸酯类化合物的制备方法。

背景技术：

1、氯乙酸酯类化合物是一种广泛应用的化工中间体和溶剂，可以作为染料、医药和香料的原料。工业生产氯乙酸酯类化合物主要是通过氯乙酸和酯类物质在硫酸催化下经酯化而得。

2、这个工艺存在的问题是：第一，反应过程中产生大量的水，为促使平衡正向移动，需要加入环己烷、苯等带水剂与水形成共沸物，增加了工艺的成本；第二，反应后处理操作复杂。比如制备氯乙酸乙酯的方法中，专利cn116870808，将酯化后的氯乙酸乙酯和水的混合物流入共沸塔内，共沸塔内投加有带水剂环己烷，带水剂与水、乙醇形成三元共沸物，在冷凝器的作用下共沸物在分层罐内分为水相和带水剂相，带水剂沿回流管回流至共沸塔内继续带出水分，水相从排水管排出，水相中的乙醇重新通过精馏塔馏出后回用。整个分离过程增加了工艺的能耗和成本，并且水相中的乙醇不易和水分离开，若直接返回到反应装置，水会进一步抑制反应的进行。专利cn 113004143 a后处理时将所得氯乙酸乙酯粗品进行油水分离得到粗酯，粗酯精馏得到氯乙酸、乙酯、乙醇液，将乙醇液回收至酯化反应釜内。该分离过程同样会存在能耗和成本高、醇类物质回收利用难等缺点。

技术实现思路

1、针对氯乙酸酯类物质合成过程中的问题，本发明用氯乙酸和酯类物质直接进行酰基交换得到氯乙酸酯类化合物。该方法反应过程中无水产生，反应过程中副反应少，后处理操作简单。

2、为了达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：

3、一种氯乙酸酯类化合物的制备方法，将氯乙酸、酯类化合物和催化剂充分混合，配成催化反应体系进行反应，反应完成后分离反应产物，得到氯乙酸酯类化合物。

4、进一步，所述酯类化合物是指含一个或多个酯基的羧酸酯。

5、进一步，所述酯类化合物中的酯基两端连接的基团为烷基、环烷基、杂芳基、萘基、烯基、炔基或苯基。

6、进一步，所述烷基包括甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基；所述环烷基包括环丙基、2-甲基环丙基、环丁基、环戊基；所述杂芳基包括呋喃基、噻吩基；所述烯基包括乙烯基、丙烯基、丁烯基；所述炔基包括乙炔基、丙炔基、丁炔基。这些基团上又可连接氟、氯、溴、烷基、烷氧基、硝基、三氟甲基或氰基中的一种或多种，所连接的氟、氯、溴、烷基、烷氧基、硝基、三氟甲基或氰基对反应的实质无影响，但可能会影响酯类物质的活性。

7、进一步，所述的催化剂为有机酸催化剂或无机酸催化剂。本质上该反应可被任何酸催化剂催化。

8、进一步，所述的有机酸催化剂为甲烷磺酸、苯磺酸、三氟甲烷磺酸、对甲苯磺酸、十二烷基苯磺酸、酸性树脂中的一种或多种混合物；所述的无机酸催化剂为硫酸、磷酸、盐酸、氯化锌、硫酸铝、酸性分子筛、杂多酸中的一种或多种混合物。

9、进一步，所述氯乙酸与酯类化合物的摩尔比为1~10：1，低于这个范围则酯类物质反应不完全，高于这个范围则造成氯乙酸原料浪费；催化剂与酯类化合物的质量比为0.01~1：1。如果催化剂用量太少，则酯类物质转化率很低，催化剂用量太多，则会增加成本。

10、进一步，所述配成催化反应体系进行反应的反应温度为80℃~200℃，反应时间为1~10小时。反应温度过低氯乙酸和酯类物质不反应，反应温度过高，容易有副反应产生；反应时间过短，酯类物质无法完全反应，反应时间过长，反应经济性差。

11、进一步，所述反应完成后分离反应产物是指根据反应产物的物理性质，对反应体系进行蒸馏、萃取或重结晶。

12、与现有技术相比本发明具有以下优点：

13、1、首先氯乙酸与酯类发生酰基交换反应一步法得到氯乙酸酯类化合物和羧酸，副产物少。

14、2、无需用到复杂的脱水工艺就能够得到氯乙酸酯类化合物。

15、3、本发明方法具有高效、绿色、经济等的优点，氯乙酸酯类摩尔产率80％以上。

技术特征：

1.一种氯乙酸酯类化合物的制备方法，其特征在于：将氯乙酸、酯类化合物和催化剂充分混合，配成催化反应体系进行反应，反应完成后分离反应产物，得到氯乙酸酯类化合物。

2.根据权利要求1所述的一种氯乙酸酯类化合物的制备方法，其特征在于：所述酯类化合物是指含一个或多个酯基的羧酸酯。

3.根据权利要求1所述的一种氯乙酸酯类化合物的制备方法，其特征在于：

4.根据权利要求3所述的一种氯乙酸酯类化合物的制备方法，其特征在于：所述烷基包括甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基；所述环烷基包括环丙基、2-甲基环丙基、环丁基、环戊基；所述杂芳基包括呋喃基、噻吩基；所述烯基包括乙烯基、丙烯基、丁烯基；所述炔基包括乙炔基、丙炔基、丁炔基。

5.根据权利要求1所述的一种氯乙酸酯类化合物的制备方法，其特征在于：所述的催化剂为有机酸催化剂或无机酸催化剂。

6.根据权利要求5所述的一种氯乙酸酯类化合物的制备方法，其特征在于：所述的有机酸催化剂为甲烷磺酸、苯磺酸、三氟甲烷磺酸、对甲苯磺酸、十二烷基苯磺酸、酸性树脂中的一种或多种混合物；所述的无机酸催化剂为硫酸、磷酸、盐酸、氯化锌、硫酸铝、酸性分子筛、杂多酸中的一种或多种混合物。

7.根据权利要求1所述的一种氯乙酸酯类化合物的制备方法，其特征在于：所述氯乙酸与酯类化合物的摩尔比为1~10：1，催化剂与酯类化合物的质量比为0.01~1：1。

8.根据权利要求1所述的一种氯乙酸酯类化合物的制备方法，其特征在于：所述配成催化反应体系进行反应的反应温度为80℃~200℃，反应时间为1~10小时。

9.根据权利要求1所述的一种氯乙酸酯类化合物的制备方法，其特征在于：所述反应完成后分离反应产物是指根据反应产物的物理性质，对反应体系进行蒸馏、萃取或重结晶。

技术总结本发明公开了一种氯乙酸酯类化合物的制备方法，属于氯乙酸酯类化合物制备技术领域。针对氯乙酸酯类物质合成过程中工艺复杂、能耗和成本高、醇类物质回收利用难的问题，本发明用氯乙酸和酯类物质直接进行酰基交换得到氯乙酸酯类化合物。该方法反应过程中无水产生，反应过程中副反应少，后处理操作简单。技术研发人员：邓天昇,贾晓良,侯相林受保护的技术使用者：中国科学院山西煤炭化学研究所技术研发日：技术公布日：2024/8/5