CN102643172A - 一种全氟烷基乙基烷基醚的制备方法 - Google Patents

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魏潇
谷峰
杨华杰
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Abstract

一种全氟烷基乙基烷基醚的制备方法，将全氟烷基乙醇与卤代烷作为反应底物，以水和非极性溶剂构成两相反应体系，在强碱及相转移催化剂的存在条件下，进行威廉姆森反应，反应温度为65℃～85℃，反应后，分液取下层，用去离子水洗涤，减压蒸馏提纯，制得全氟烷基乙基烷基醚。该方法生产过程简单，操作过程容易控制，反应条件温和，工艺安全性好；制得的产品纯度为99.1%～99.5%，收率为97.2%～98.6%，适合于工业化生产。

Description

一种全氟烷基乙基烷基醚的制备方法
技术领域
本发明属于全氟代醚领域，特别涉及一种全氟烷基乙基烷基醚的制备方法。
背景技术
全氟烷基乙基烷基醚（通式为RfCH2CH2OR，其中Rf是碳数为4～8的直链全氟烷基；R 是碳数为3～5的烷基）是一类部分氢原子被氟原子取代的醚类化合物，属于氢氟醚的一种。在医学上被用于活体器官的储存以及视网膜脱落的治疗，工业上被用作氟氯烃的替代品、传热剂、清洗剂以及反应溶剂。
目前，常用的氢氟醚的生产方法是采用含氟烯烃与醇在高温高压下通过醚化反应制备而得，然而该方法反应条件苛刻，工艺安全性差，而全氟烷基乙基烷基醚这类具有特殊用途氢氟醚的生产方法尚无报道。
CN102115428A的发明专利公开了一种氢氟醚的制备方法。其技术方案是：以含氟烯烃和醇为原料，在强碱催化剂的存在下制备全氟烷基乙基烷基醚。该方法在高温高压下进行，反应条件苛刻，且原料中使用的含氟烯烃属于危险化学品，生产工艺存在安全性问题。发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种全氟烷基乙基烷基醚的制备方法，该方法生产过程简单、操作过程容易控制，反应条件温和，工艺安全性好，适合于工业化生产。
本发明的技术解决方案是：  
一种全氟烷基乙基烷基醚的制备方法，其具体步骤如下： 
将摩尔比为1:1.2～1:1.5的全氟烷基乙醇与卤代烷作为反应底物，以水和非极性溶剂构成两相反应体系，其中，全氟烷基乙醇与水、非极性溶剂的摩尔体积比分别为1:80mol/mL～1:100mol/mL、1:120mol/mL～1:150mol/mL，在强碱及相转移催化剂的存在条件下，进行威廉姆森反应，反应温度为65℃～85℃，反应时间为6h～8h，所述的全氟烷基乙醇与强碱、相转移催化剂的摩尔比分别为1:1.2～1:1.5、1:0.05～1:0.1；反应后，分液取下层，用去离子水洗涤至pH=7～8，减压蒸馏提纯，制得全氟烷基乙基烷基醚。
所述全氟烷基乙醇的通式为RfCH2CH2OH，其中Rf是碳数为4～8的直链全氟烷基。
所述卤代烷的结构式为RX，其中R是碳数为3～5的烷基，X为Cl、Br、I。
所述非极性溶剂为正己烷、环己烷、苯中的一种。
所述强碱为氢氧化钠或氢氧化钾溶液。
所述相转移催化剂为苄基三甲基溴化铵、十二烷基三甲基溴化铵、十八烷基三甲基溴化铵中的一种。
所述反应温度为65℃～70℃，反应时间6h。
所述减压蒸馏提纯时，体系压力为-0.1Mpa～-0.08MPa，温度为80℃～120℃。
本发明的有益效果是：
以全氟烷基乙醇与卤代烷为原料在较低温度和常压下反应制备特种氢氟醚——全氟烷基乙基烷基醚，使用的原料化学性质稳定，该方法生产过程简单、操作过程容易控制，反应条件温和；采用两相间的相转移反应，有效的避免了卤代烷烃在强碱性溶液中水解产生副产物的问题，提高了反应收率；制得的产品纯度为99.1%～99.5%，收率为97.2%～98.6%，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5L四口烧瓶中，加入1320g（5mol）全氟丁基乙醇、240g氢氧化钠（6mol）、400mL水、600mL正己烷以及58g苄基三甲基溴化铵（0.25mol），开启搅拌，用滴液漏斗滴加入1188g 1-碘戊烷（6mol），加热至65℃～70℃，反应6h，反应后分液取下层，用去离子水洗涤至pH=7.0，在体系压力-0.085MPa～-0.080MPa及加热温度80℃～85℃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乙基正戊基醚1655g，气相色谱法检测纯度为99.5%，收率为98.6%。
实施例2
    向装有机械搅拌、测温点、回流冷凝管的5L四口烧瓶中，加入1820g（5mol）全氟己基乙醇、280g氢氧化钠（7mol）、450mL水、675mL环己烷以及123g十二烷基三甲基溴化铵（0.4mol），开启搅拌，用滴液漏斗滴加入959g 2-溴-2-甲基丙烷（7mol），加热至80℃～85℃，反应7h，反应后分液取下层，用去离子水洗涤至pH=7.5，在体系压力-0.095MPa～-0.090MPa及加热温度95℃～100℃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乙基叔丁基醚2273g，气相色谱法检测纯度99.3%，收率97.7%。
实施例3
    向装有机械搅拌、测温点、回流冷凝管的5L四口烧瓶中，加入2320g全氟辛基乙醇（5mol）、420g氢氧化钾（7.5mol）、500mL水、750mL苯以及182g十八烷基三甲基溴化铵（0.5mol），开启搅拌，用滴液漏斗滴加入589g 1-氯丙烷（7.5mol），加热至80℃～85℃，反应8h，反应后分液取下层，用去离子水洗涤至pH=8.0，在体系压力-0.1MPa～-0.095MPa及加热温度110℃～120℃下，对粗产物进行减压蒸馏提纯，得到最终产品无色透明液体全氟辛基乙基正丙基醚2730g，气相色谱法检测纯度99.1%，收率97.2%。

Claims (8)

1.一种全氟烷基乙基烷基醚的制备方法，其特征在于，具体步骤是： 
将摩尔比为1:1.2～1:1.5的全氟烷基乙醇与卤代烷作为反应底物，以水和非极性溶剂构成两相反应体系，其中，全氟烷基乙醇与水、非极性溶剂的摩尔体积比分别为1:80mol/mL～1:100mol/mL、1:120mol/mL～1:150mol/mL，在强碱及相转移催化剂的存在条件下，进行威廉姆森反应，反应温度为65℃～85℃，反应时间为6h～8h，所述的全氟烷基乙醇与强碱、相转移催化剂的摩尔比分别为1:1.2～1:1.5、1:0.05～1:0.1；反应后，分液取下层，用去离子水洗涤至pH=7～8，减压蒸馏提纯，制得全氟烷基乙基烷基醚。
2.根据权利要求1所述的全氟烷基乙基烷基醚的制备方法，其特征在于，所述全氟烷基乙醇的通式为RfCH2CH2OH，其中Rf是碳数为4～8的直链全氟烷基。
3.根据权利要求1所述的全氟烷基乙基烷基醚的制备方法，其特征在于，所述卤代烷的结构式为RX，其中R是碳数为3～5的烷基，X为Cl、Br、I。
4. 根据权利要求1所述的全氟烷基乙基烷基醚的制备方法，其特征在于，所述非极性溶剂为正己烷、环己烷、苯中的一种。
5.根据权利要求1所述的全氟烷基乙基烷基醚的制备方法，其特征在于，所述强碱为氢氧化钠或氢氧化钾溶液。
6.根据权利要求1所述的全氟烷基乙基烷基醚的制备方法，其特征在于，所述相转移催化剂为苄基三甲基溴化铵、十二烷基三甲基溴化铵、十八烷基三甲基溴化铵中的一种。
7.根据权利要求1所述的全氟烷基乙基烷基醚的制备方法，其特征在于，所述反应温度为65℃～70℃，反应时间6h。
8.根据权利要求1所述的全氟烷基乙基烷基醚的制备方法，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80℃～120℃。
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