CN104058927A - 一种全氟烷烃的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种全氟烷烃的制备方法，用全氟烷基卤与氟化试剂反应，得到全氟烷烃；全氟烷基卤与氟化试剂的摩尔比为1:1～1:2；反应温度为100～160℃；反应时间3～7h；自身反应压力。本发明具有设备简单，操作安全性高，产物纯度高等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种全氟烷烃的制备方法。
背景技术
全氟烷烃是氢原子完全被氟原子取代的烷烃化合物，用于制冷剂、溶剂、润滑剂、绝缘材料等。在工业上常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F2，容易爆炸，危险性大。
中国国家知识产权局公开了一种光化学合成全氟溴烷或全氟烷的方法(申请号：02111933.3,公告号：CN1384086A，公告日：2002.12.11)，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。
中国国家知识产权局公开了一种全氟烷烃的制备方法(申请号201210107842.8，公告号：CN102643157A，公布日：2012.08.22)，以短碳链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，进行偶联反应，制备全氟烷烃。受原料限制，该方法只能得到全氟辛烷、全氟十二烷和全氟十六烷几种特定链长全氟烷烃，不能用于合成系列全氟烷烃，应用范围窄。
发明内容
本发明针对现有技术的不足之处，提供一种工艺简单、操作安全性高的全氟烷烃的制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种全氟烷烃的制备方法，其特征在于：将全氟烷基卤与氟化试剂按摩尔比1:1～1:2反应，反应温度为100～160℃，反应时间为3～7h，自身反应压力，产物经过分离得到全氟烷烃。
进一步，全氟烷基卤为碳链数4～14的全氟烷基卤。
进一步，全氟烷基卤与氟化试剂的摩尔比为1:1.2～1:1.8。
进一步，氟化试剂为五氟化锑。
进一步，全氟烷基卤为全氟烷基碘、全氟烷基溴，优选为6～10碳链的全氟烷基碘，在反应过程中，根据原料及产物的链长不同，所用的氟化剂量不同，碳链越长，氟化越难氟化，所需氟化剂量越多。
进一步，反应温度为120～150℃，在反应过程中，温度过低，氟化剂的活性较低，反应缓慢，延长反应时间，温度过高，氟化剂对反应设备的腐蚀加剧，因此反应温度优选120～150℃。
进一步，反应时间为4～6h，反应时间直接影响产物收率，受全氟烷基卤的链长、反应温度、氟化剂量的影响较大，全氟烷基卤的链长越长，反应温度越高、氟化剂用量越大，则反应越快，所需反应时间越短，反之则越长，优选4～6h。
本发明由于采用了上述技术方案，具有以下有益效果：
1、目标产物收率在95％以上；
2、工艺简单，操作安全性高，产物纯度高；
3、反应进程易于控制，反应充分；
4、不受原料限制，适用于合成系列全氟烷烃，应用范围广。
具体实施方式
一种全氟烷烃的制备方法，将全氟烷基卤与氟化试剂按摩尔比1:1～1:2反应，全氟烷基卤与氟化试剂的摩尔比优选为1:1.2～1:1.8，全氟烷基卤为碳链数4～14的全氟烷基卤，全氟烷基卤为全氟烷基碘、全氟烷基溴，优选为6～10碳链的全氟烷基碘，在反应过程中，根据原料及产物的链长不同，所用的氟化剂量不同，碳链越长，氟化越难氟化，所需氟化剂量越多，氟化试剂为五氟化锑，反应温度为100～160℃，优选120～150℃，在反应过程中，温度过低，氟化剂的活性较低，反应缓慢，延长反应时间，温度过高，氟化剂对反应设备的腐蚀加剧，反应时间为3～7h，优选4～6h，反应时间直接影响产物收率，受全氟烷基卤的链长、反应温度、氟化剂量的影响较大，全氟烷基卤的链长越长，反应温度越高、氟化剂用量越大，则反应越快，所需反应时间越短，反之则越长，自身反应压力，产物经过分离得到全氟烷烃。
实施例1：
在1L316L材质高压反应釜中投入2mol全氟己基碘及3.2mol五氟化锑，搅拌下升温至130℃，反应4h，结束反应，冷却至室温。将反应产物蒸馏得到1.982mol全氟己烷，收率99.1％。
实施例2：
在1L316L材质高压反应釜中投入2mol全氟辛基碘及3.2mol五氟化锑，搅拌下升温至140℃，反应4.5h，结束反应，冷却至室温。将反应产物蒸馏得到1.92mol全氟辛烷，收率96.0％。
实施例3：
在1L316L材质高压反应釜中投入2mol全氟丁基碘及2.8mol五氟化锑，搅拌下升温至120℃，反应4h，结束反应，冷却至室温。将反应产物蒸馏得到1.97mol全氟丁烷，收率98.5％。
实施例4：
在1L316L材质高压反应釜中投入2mol全氟丁基溴及2.4mol五氟化锑，搅拌下升温至150℃，反应5h，结束反应，冷却至室温。将反应产物蒸馏得到1.87mol全氟丁烷，收率93.5％。
实施例5：
在1L316L材质高压反应釜中投入2mol全氟异戊基碘及2mol五氟化锑，搅拌下升温至100℃，反应6h，结束反应，冷却至室温。将反应产物蒸馏得到1.89mol全氟异戊烷，收率94.5％。
实施例6：
在1L316L材质高压反应釜中投入1.5mol全氟癸基碘及2.7mol五氟化锑，搅拌下升温至150℃，反应3h，结束反应，冷却至室温。将反应产物蒸馏得到1.46mol全氟癸烷，收率97.3％。
实施例7：
在1L316L材质高压反应釜中投入1.5mol全氟十二烷基溴及3mol五氟化锑，搅拌下升温至160℃，反应7h，结束反应，冷却至室温。将反应产物蒸馏得到1.445mol全氟十二烷，收率96.3％。
实施例8：
在1L316L材质高压反应釜中投入1.5mol全氟十四烷基碘及3mol五氟化锑，搅拌下升温至160℃，反应6h，结束反应，冷却至室温。将反应产物蒸馏得到1.464mol全氟十四烷，收率97.6％。
实施例9：
在1L316L材质高压反应釜中投入1.5mol全氟十二烷基碘及2.7mol五氟化锑，搅拌下升温至150℃，反应5.5h，结束反应，冷却至室温。将反应产物蒸馏得到1.475mol全氟十二烷，收率98.3％。
实施例10：
在1L316L材质高压反应釜中投入2mol全氟辛基溴及2.8mol五氟化锑，搅拌下升温至130℃，反应4.5h，结束反应，冷却至室温。将反应产物蒸馏得到1.97mol全氟辛烷，收率98.5％。
以上仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此。任何以本发明为基础，为实现基本相同的技术效果，所作出地简单变化、等同替换或者修饰等，皆涵盖于本发明的保护范围之中。
Claims (7)
1.一种全氟烷烃的制备方法，其特征在于：将全氟烷基卤与氟化试剂按摩尔比1:1～1:2反应，反应温度为100～160℃，反应时间为3～7h，自身反应压力，产物经过分离得到全氟烷烃。
2.根据权利要求1所述的一种全氟烷烃的制备方法，其特征在于：所述全氟烷基卤为碳链数4～14的全氟烷基卤。
3.根据权利要求1所述的一种全氟烷烃的制备方法，其特征在于：所述全氟烷基卤与所述氟化试剂的摩尔比为1:1.2～1:1.8。
4.根据权利要求1所述的一种全氟烷烃的制备方法，其特征在于：所述氟化试剂为五氟化锑。
5.根据权利要求2所述的一种全氟烷烃的制备方法，其特征在于：所述全氟烷基卤为全氟烷基碘、全氟烷基溴。
6.根据权利要求1所述的一种全氟烷烃的制备方法，其特征在于：所述反应温度为120～150℃。
7.根据权利要求1所述的一种全氟烷烃的制备方法，其特征在于：所述反应时间为4～6h。
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