CN102643157A - 一种全氟烷烃的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种全氟烷烃的制备方法，将全氟烷基碘溶解于乙酸酐溶剂中，在镁粉、铜粉或锌粉金属粉末的存在下，在60℃～90℃下进行偶联反应，反应后，经减压蒸馏提纯，制得全氟烷烃。该方法采用的原料安全环保，制备过程简单、反应过程容易控制、反应条件温和，对温度要求不高，工艺安全性好；制得的全氟烷烃纯度为99.1%～99.6%，收率为97.4～98.2%，适合于工业化生产。
Description
技术领域
本发明属于全氟化物领域，特别涉及一种全氟烷烃的制备方法。
背景技术
全氟烷烃（通式为CnF2n+2）是一类氢原子完全被氟原子取代的烷烃化合物，在工业上被用作合成反应的溶剂，医学上被用作第二代人造血、核磁共振成像造影剂等。
目前，全氟烷烃的生产方法是以全氟烷基卤代烷作为反应物，通过自由基反应或氟化反应制备全氟烷烃。自由基反应制备全氟烷烃的方法存在反应剧烈，可控性差等问题，降低了生产安全性；氟化反应制备全氟烷烃的方法使用剧毒性气体F2，容易爆炸，危险性极大。
CN02111933.3公开了一种光化学合成全氟烷烃的方法，其技术方案是：以全氟烷基碘化物为原料，用低压汞灯为光源，在有除去碘的条件下辐照制备得到全氟烷烃。该方法反应进程不易控制；使用汞灯不容易照射整个反应装置，造成反应不均匀；在除去碘的过程中，碘升华再遇冷凝结成固体，长时间容易造成管道堵塞，使釜内压力变大，从而引起爆炸。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种全氟烷烃的制备方法，该方法采用的原料安全环保，制备过程简单、反应过程容易控制、反应条件温和，对温度要求不高，工艺安全性好。
本发明的技术解决方案是：
一种全氟烷烃的制备方法，其具体步骤如下：
将全氟烷基碘按照摩尔体积比为1:40mol/ mL～1:150mol/ mL溶解于乙酸酐溶剂中，在金属粉末的存在下，进行偶联反应，所述的金属粉末为镁粉、铜粉、锌粉中的一种，全氟烷基碘与金属粉末的摩尔比为1:0.6～1:1，反应温度为60℃～90℃，反应时间3h～5h，反应后，经减压蒸馏提纯，制得全氟烷烃。
所述全氟烷基碘的通式为RfI，其中Rf是碳数为4～8的直链的全氟烷基。
所述金属粉末平均粒径为10μm～50μm 。
所述金属粉末是平均粒径为25μm的锌粉。
所述偶联反应时，反应温度为70℃～75℃，反应时间4h。
所述减压蒸馏提纯时，体系压力为-0.1Mpa～-0.08MPa，温度为50℃～110℃。
本发明采用全氟烷基碘作为原料物，乙酸酐作为溶剂，在金属粉末存在情况下发生偶联反应制备全氟烷烃，使用的原料安全环保，制备过程简单、反应过程容易控制、反应条件温和，对温度要求不高，工艺安全性好；制得的全氟烷烃纯度为99.1%～99.6%，收率为97.4～98.2%，适合于工业化生产。
具体实施方式
实施例1
向装有机械搅拌、测温点、回流冷凝管的2L四口烧瓶中，加入1384g（4mol）全氟丁基碘，160mL乙酸酐，开启搅拌，在搅拌的条件下加入153g（2.4mol）平均粒径为10μm 的铜粉，加热至60℃～65℃，反应3小时；反应后，在体系压力为-0.085MPa～-0.080MPa，50℃～60℃温度下，进行减压精馏提纯，得无色液体全氟辛烷863g（1.970mol），气相色谱法检测其纯度为99.6%，收率为98.2%。
实施例2
向装有机械搅拌、测温点、回流冷凝管的2L四口烧瓶中，加入1784g（4mol）全氟己基碘，400mL乙酸酐，开启搅拌，在搅拌的条件下加入209g（3.2mol）平均粒径为25μm 的锌粉，加热至70℃～75℃，反应4小时；反应后，在体系压力为-0.098MPa～-0.097MPa，70℃～80℃温度下，进行减压精馏提纯，得白色固体全氟十二烷1256g（1.969mol），气相色谱法检测纯度为99.3%，收率为97.8%。
实施例3
向装有机械搅拌、测温点、回流冷凝管的2L四口烧瓶中，加入1638g（3mol）全氟辛基碘，450mL乙酸酐，开启搅拌，在搅拌的条件下加入73g（3.0mol）平均粒径为50μm的镁粉，加热至85℃～90℃，反应5小时；反应后，在体系压力为-0.1MPa～-0.099MPa，100℃～110℃温度下，进行减压精馏提纯，得白色固体全氟十六烷1235g（1.474mol），气相色谱法检测纯度为99.1%，收率为97.4%。
Claims (6)
1.一种全氟烷烃的制备方法，其特征在于具体步骤如下：
将全氟烷基碘按照摩尔体积比为1:40mol/ mL～1:150mol/ mL溶解于乙酸酐溶剂中，在金属粉末的存在下，进行偶联反应，所述的金属粉末为镁粉、铜粉、锌粉中的一种，全氟烷基碘与金属粉末的摩尔比为1:0.6～1:1，反应温度为60℃～90℃，反应时间3h～5h，反应后，经减压蒸馏提纯，制得全氟烷烃。
2.根据权利要求1所述的全氟烷烃的制备方法，其特征在于：所述全氟烷基碘的通式为RfI，其中Rf是碳数为4～8的直链的全氟烷基。
3.根据权利要求1所述的全氟烷烃的制备方法，其特征在于： 所述金属粉末平均粒径为10μm～50μm 。
4.根据权利要求1所述的全氟烷烃的制备方法，其特征在于：所述金属粉末是平均粒径为25μm的锌粉。
5.根据权利要求1所述的全氟烷烃的制备方法，其特征在于：所述偶联反应时，反应温度为70℃～75℃，反应时间4h。
6.根据权利要求1所述的全氟烷烃的制备方法，其特征在于：所述减压蒸馏提纯时，体系压力为-0.1Mpa～-0.08MPa，温度为50℃～110℃。
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