CN102633601A

CN102633601A - 一种全氟烷基丙醇的合成方法

Info

Publication number: CN102633601A
Application number: CN2012101078517A
Authority: CN
Inventors: 杨华杰; 魏奇; 谷峰
Original assignee: FUXIN HENGTONG FLUORINE CHEMICALS CO LTD
Current assignee: FUXIN HENGTONG FLUORINE CHEMICALS CO LTD
Priority date: 2012-04-13
Filing date: 2012-04-13
Publication date: 2012-08-15

Abstract

一种全氟烷基丙醇的合成方法，步骤是：将全氟烷基乙烯和甲醇在有机过氧化物引发剂存在下，其中，全氟烷基乙烯与甲醇、有机过氧化物的摩尔比分别为1:20～1:40、1:0.01～1:0.02，进行自由基加成反应，压力为1.2MPa～2.0MPa，温度为90℃～190℃，时间为1h～3h，反应后，经减压蒸馏提纯，得全氟烷基丙醇。优点是：原料易得、成本低廉，安全环保；甲醇作为反应物和溶剂，价格便宜，可回收利用，成本低。操作过程简单、安全平稳，无副产物生成，成品纯度为99.1%～99.5%，收率为95.6%～98.1%，性能优良，具有与全氟烷基乙醇相似的耐水耐油、耐腐蚀、耐候性，是全氟烷基乙醇良好的替代品。

Description

一种全氟烷基丙醇的合成方法

技术领域

本发明属于含氟化合物及其衍生物领域，特别涉及一种全氟烷基丙醇的合成方法。

背景技术

全氟烷基丙醇（通式为R_fCH₂CH₂CH₂OH，其中R_f是碳数为4～n的直链全氟烷基）具有与全氟烷基乙醇相似的耐水耐油、耐腐蚀、耐候性等特点，在含氟精细化学品领域中，它是制备含氟表面活性剂，含氟织物处理剂，以及含氟涂层涂料等高级防污材料的重要中间体，是制备工艺复杂的全氟烷基乙醇的良好替代品。

目前，全氟烷基丙醇是利用全氟烷基碘与烯丙醇反应，通过加成、消除、氢化多步反应制备而得。该方法存在以问题：1）所用原料全氟烷基碘价格昂贵，烯丙醇为强刺激性有毒物质。2）氢化反应需要使用贵金属催化剂，生产成本高。3）步骤繁多，操作复杂，不利于工业化生产。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种方法简便、操作简单、生产成本低、安全环保的全氟烷基丙醇的合成方法。

本发明的技术解决方案是：

一种全氟烷基丙醇的合成方法，其具体步骤是：

将全氟烷基乙烯和甲醇在有机过氧化物引发剂存在下，其中，全氟烷基乙烯与甲醇、有机过氧化物的摩尔比分别为1:20～1:40、1:0.01～1:0.02，进行自由基加成反应，反应压力为1.2MPa～2.0MPa，温度为90℃～190℃，时间为1h～3h，反应后，经减压蒸馏提纯，制得全氟烷基丙醇。

所述全氟烷基乙烯的通式为R_fCH=CH₂，其中R_f是指碳数为4～10的直链的全氟烷基。

所述有机过氧化物引发剂为叔丁基过氧化氢、二叔丁基过氧化物、过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酸叔丁酯中的一种。

所述甲醇为工业级纯度。

所述有机过氧化物为二叔丁基过氧化物。

所述自由基加成反应时，需采用高纯氮气置换三次，使反应体系内氧含量低于10ppm。

所述自由基加成反应时，反应温度为160℃～170℃，反应压力为1.5MPa～1.7MPa，反应时间为2h。

所述减压蒸馏提纯时，体系压力为-0.1Mpa～-0.095MPa，温度为80℃～130℃。

本发明以全氟烷基乙烯和甲醇为反应底物通过自由基加成反应实现制备全氟烷基丙醇，使用的原料全氟烷基乙烯是氟碳醇生产过程中的副产品，原料易得、成本低廉，安全环保；甲醇作为反应物和溶剂，价格便宜，且可回收利用，节约成本；整个操作过程简单、安全平稳，无副产物生成，制得的全氟烷基丙醇纯度为99.1%～99.5%，收率为95.6%～98.1%，且性能优良，具有与全氟烷基乙醇相似的耐水耐油、耐腐蚀、耐候性，是全氟烷基乙醇良好的替代品。

具体实施方式

实施例1

向带有电动搅拌器、热电偶、冷却盘管、轴封冷却水的5L高压不锈钢反应釜内，加入615g全氟丁基乙烯（2.5mol），1600g甲醇（50mol）和6g过氧化苯甲酰（0.025mol）。将反应釜密闭并抽真空，用高纯氮气置换三次使釜内氧含量小于10ppm。开启搅拌，升温至90℃～100℃，在1.2MPa～1.4MPa压力下，反应1小时，冷却至室温出料，得粗产品。在体系压力为-0.097MPa～-0.095MPa、80℃～85℃温度下，对粗产物进行减压蒸馏提纯，得到无色透明液体全氟丁基丙醇685g（2.464mol），气相色谱法检测纯度为99.5%，收率为98.1%。

实施例2

向带有电动搅拌器、热电偶、冷却盘管、轴封冷却水的5L高压不锈钢反应釜内，加入865g全氟己基乙烯（2.5mol），2400g（75mol）甲醇和7.4g过氧苯甲酸叔丁酯（0.038mol）。将反应釜密闭并抽真空，用高纯氮气置换三次使釜内氧含量小于10ppm。开启搅拌，升温至120℃～130℃，在1.4MPa～1.6MPa压力下，反应2小时，冷却至室温出料，得粗产品。在体系压力为-0.099MPa～-0.098MPa、95℃～100℃温度下，对粗产物进行减压蒸馏提纯，得到无色透明液体全氟己基丙醇925g，气相色谱法检测纯度为99.3%，收率为97.2%。

实施例3

向带有电动搅拌器、热电偶、冷却盘管、轴封冷却水的5L高压不锈钢反应釜内，加入1615g全氟癸基乙烯（2.5mol），3200g（100mol）甲醇和4.5g叔丁基过氧化氢（0.05mol）。将反应釜密闭并抽真空，用高纯氮气置换三次使釜内氧含量小于10ppm。开启搅拌，升温至180℃～190℃，在1.8～2.0MPa压力下，反应3小时，冷却至室温出料，得粗产品。在体系压力为-0.1MPa～-0.099MPa、125℃～130℃温度下，对粗产物进行减压蒸馏提纯，得到白色固体全氟癸基丙醇1635g，气相色谱法检测纯度为99.1%，收率为95.6%。

实施例4

向带有电动搅拌器、热电偶、冷却盘管、轴封冷却水的5L高压不锈钢反应釜内，加入1115g全氟辛基乙烯（2.5mol），2400g甲醇（75mol）和5.5g二叔丁基过氧化物（0.038mol）。将反应釜密闭并抽真空，用高纯氮气置换三次使釜内氧含量小于10ppm。开启搅拌，升温至160℃～170℃，在1.5MPa～1.7MPa压力下，反应2小时，冷却至室温出料，得粗产品。在体系压力为-0.1MPa～-0.099MPa、110℃～115℃温度下，对粗产物进行减压蒸馏提纯，得到白色固体全氟辛基丙醇1166g，气相色谱法检测纯度为99.2%，收率为96.8%。

Claims

1.一种全氟烷基丙醇的合成方法，其特征是具体步骤如下：

2.根据权利要求1所述的全氟烷基丙醇的合成方法，其特征是：所述全氟烷基乙烯的通式为R_fCH=CH₂，其中R_f是指碳数为4～10的直链的全氟烷基。

3.根据权利要求1所述的全氟烷基丙醇的合成方法，其特征是：所述有机过氧化物引发剂为叔丁基过氧化氢、二叔丁基过氧化物、过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酸叔丁酯中的一种。

4.根据权利要求1所述的全氟烷基丙醇的合成方法，其特征是：所述甲醇为工业级纯度。

5.根据权利要求1所述的全氟烷基丙醇的合成方法，其特征是：所述有机过氧化物引发剂为叔丁基过氧化氢、二叔丁基过氧化物、过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酸叔丁酯中的一种。

6.根据权利要求1所述的全氟烷基丙醇的合成方法，其特征是：所述有机过氧化物为二叔丁基过氧化物。

7.根据权利要求1所述的全氟烷基丙醇的合成方法，其特征是：所述自由基加成反应时，需采用高纯氮气置换三次，使反应体系内氧含量低于10ppm。

8.根据权利要求1所述的全氟烷基丙醇的合成方法，其特征是：所述自由基加成反应时，反应温度为160℃～170℃，反应压力为1.5MPa～1.7MPa，反应时间为2h。

9.根据权利要求1所述的全氟烷基丙醇的合成方法，其特征是：所述减压蒸馏提纯时，体系压力为-0.1Mpa～-0.095MPa，温度为80℃～130℃。