本发明涉及一种三氟乙酸乙酯的合成方法，属于化学合成技术领域。
背景技术
三氟乙酸乙酯，f3ccooch2ch3是一种重要的有机化工原料，主要用于合成有机氟化合物及制备农药，医药，染料，液晶等工业化学品，用途广泛。在医药上用于制造治疗类风湿性关节炎和骨关节炎的抗炎药和用于治疗结、直肠癌的抗肿瘤药。农药上用于制造胞分裂抑制剂，用于棉花，花生地除禾本科杀草禾阔叶杂草。开发应用前景广阔，市场供不应求。
现有技术中，三氟乙酸乙酯的合成方法主要有以下几种。
(1)以浓硫酸催化三氟乙酸与无水乙醇反应而得，但是该方法环境污染大，生产设备腐蚀严重，催化后的硫酸很难循环使用。
(2)以对甲苯磺酸催化三氟乙酸与无水乙醇反应，回流2小时，再经过干燥蒸馏得三氟乙酸乙酯，收率只有75.9％。
(3)以三氟乙酸和无水乙醇为主要原料，以强酸性阳离子交换树脂为催化剂，经过滴加，酯化，冷却过滤催化剂，硅胶干燥，蒸馏主要步骤制得所期望的产品。然后该方法以酸性阳离子交换树脂为催化剂，虽然处理后可循环使用，但是每使用一次活性就会大幅下降，必须补加新的阳离子交换树脂才能达到理想的酯化效果。
另有三氟乙酰氟与乙醇、氟化钾反应制备三氟乙酸乙酯，此方法三氟乙酰氟原料难得，而且气体危险性大，不适合工业化生产，产生大量的氟氢化钾固体无法处理。
技术实现要素：
针对上述问题，本发明提供了一种三氟乙酸乙酯的合成方法，该合成方法操作简单，易于控制，安全环保，收率高，纯度高，且生产成本低。本发明的技术方案如下：
一种三氟乙酸乙酯的合成方法，原料为三氟乙酸与无水乙醇，催化剂为固体酸。所述固体催化剂为磷酸和磺酸+sio2(生产厂家：苏州环科新材料有限公司，酸载值约0.8mmol/g)，即磷酸和磺酸的混合物负载于二氧化硅。
步骤如下：
三氟乙酸与无水乙醇按摩尔比为1：1.05-1.1比例混合，加入固体酸催化酯化，三氟乙酸与固体酸催化剂的摩尔比1:0.002-0.008；在20-50℃条件下反应生成三氟乙酸乙酯；其反应方程式如下：
具体步骤如下：
三氟乙酸与无水乙醇按摩尔比为1：1.05-1.1的比例混合，加入固体酸催化酯化，三氟乙酸与固体酸催化剂的摩尔比为1：0.005，在20-50℃条件下，反应至三氟乙酸的含量小于0.5％(质量分数)，静置，除去水份；再加入固体酸催化剂进行催化酯化，反应前三氟乙酸与再加入固体酸催化剂的摩尔比为1：0.002，反应至三氟乙酸的含量小于0.1％(质量分数)，反应完毕进行精馏，接收60-62℃的产物，即三氟乙酸乙酯。
进一步的，三氟乙酸与乙醇按1:1.05比例混合；反应温度为30℃。
本发明中固体酸经干燥脱水活化后可循环使用。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
本发明工艺简单，设备要求简单，反应彻底，纯度为99.5％以上，摩尔收率(以三氟乙酸计)为98.0％以上，固体酸催化剂经干燥后可循环使用，且活性没有明显下降，催化剂的用量少；本发明总体成本控制比较低，适合工业化生产。
具体实施方式
下面结合具体实施例来进一步描述本发明，本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。
本发明的反应方程式为：
实例1一种三氟乙酸乙酯的合成方法
投100克(0.877mol)三氟乙酸，无水乙醇42.5克(0.922mol)，于500毫升的三口烧瓶中，加固体酸催化剂5.5克(4.4mmol，每克固体酸催化剂摩尔数为0.8mmol)，开启搅拌20℃保温反应8小时，取样检测，三氟乙酸为0.48％，停止搅拌，利用分液漏斗去除下部水份，上部料层转入三口烧瓶中，投入固体酸催化剂2.2克，开启搅拌20℃继续反应1小时，取样检测，三氟乙酸0.08％，反应完毕，把料液倒入另一500毫升的三口烧瓶中，烧瓶装配40厘米24#口径的精馏柱(玻璃弹簧填料)，启动搅拌，升温精馏；接收60-62℃的馏出液，得三氟乙酸乙酯122.7克(摩尔收率98.5％)，纯度99.5％，蒸馏完，釜内少量残留物主要是乙醇套用下批。固体酸催化剂放入干燥箱100℃烘干，循环使用。
实例2一种三氟乙酸乙酯的合成方法
投100克(0.877mol)三氟乙酸，无水乙醇42.5克(0.922mol)，于500毫升的三口烧瓶中，加固体酸催化剂5.5克，开启搅拌30℃保温反应4小时，取样检测，三氟乙酸0.42％(要求小于0.5％)，停搅拌，倒入分液漏斗分去下部水，上部料层转入三口烧瓶中，投入固体酸催化剂2.2克，开启搅拌20℃继续反应1小时，取样检测，三氟乙酸0.05％(要求小于0.1％)，反应完毕，把料液倒入另一500毫升的三口烧瓶中，烧瓶装配40厘米24#口径的精馏柱(玻璃弹簧填料)，启动搅拌，升温精馏；接收60-62℃的馏出液，得三氟乙酸乙酯122.8克(摩尔收率98.5％)，纯度99.6％，蒸馏完，釜内少量残留物主要是乙醇套用下批。固体酸催化剂放入干燥箱100℃烘干，循环使用。
实例3一种三氟乙酸乙酯的合成方法
投100克(0.877mol)三氟乙酸，无水乙醇42.5克(0.922mol)，于500毫升的三口烧瓶中，加固体酸催化剂8.0克，开启搅拌30℃保温反应2小时，取样检测，三氟乙酸0.45％(要求小于0.5％)，停搅拌，倒入分液漏斗分去下部水，上部料层转入三口烧瓶中，投入固体酸催化剂2.2克，开启搅拌20℃继续反应1小时，取样检测，三氟乙酸0.04％(要求小于0.1％)，反应完毕，把料液倒入另一500毫升的三口烧瓶中，烧瓶装配40厘米24#口径的精馏柱(玻璃弹簧填料)，启动搅拌，升温精馏；接收60-62℃的馏出液，得三氟乙酸乙酯123.0克(摩尔收率98.6％)，纯度99.6％，蒸馏完，釜内少量残留物主要是乙醇套用下批。固体酸催化剂放入干燥箱100℃烘干，循环使用。
实例4一种三氟乙酸乙酯的合成方法
投100克(0.877mol)三氟乙酸，无水乙醇44.5克(0.966mol)，于500毫升的三口烧瓶中，加固体酸催化剂5.5克，开启搅拌30℃保温反应3小时，取样检测，三氟乙酸0.45％(要求小于0.5％)，停搅拌，倒入分液漏斗分去下部水，上部料层转入三口烧瓶中，投入固体酸催化剂2.2克，开启搅拌30℃继续反应1小时，取样检测，三氟乙酸0.03％(要求小于0.1％)，反应完毕，把料液倒入另一500毫升的三口烧瓶中，烧瓶装配40厘米24#口径的精馏柱(玻璃弹簧填料)，启动搅拌，升温精馏；接收60-62℃的馏出液，得三氟乙酸乙酯123.2克(摩尔收率98.7％)，纯度99.2％，蒸馏完，釜内少量残留物主要是乙醇杂质套用下批。固体酸催化剂放入干燥箱100℃烘干，循环使用。
实例5一种三氟乙酸乙酯的合成方法
投100克(0.877mol)三氟乙酸，无水乙醇42.5克(0.922mol)，于500毫升的三口烧瓶中，加固体酸催化剂4.0克，开启搅拌50℃保温反应2小时，取样检测，三氟乙酸0.47％(要求小于0.5％)，停搅拌，倒入分液漏斗分去下部水，上部料层转入三口烧瓶中，投入固体酸催化剂2.2克，开启搅拌30℃继续反应1小时，取样检测，三氟乙酸0.05％(要求小于0.1％)，反应完毕，把料液倒入另一500毫升的三口烧瓶中，烧瓶装配40厘米24#口径的精馏柱(玻璃弹簧填料)，启动搅拌，升温精馏；接收60-62℃的馏出液，得三氟乙酸乙酯121.1克(摩尔收率97.2％)，纯度99.2％，蒸馏完，釜内少量残留物主要是乙醇套用下批。
固体酸催化剂放入干燥箱100℃烘干，循环使用；经检测固体酸催化剂的活性没有明显下降。