CN108424375B - 全氟腈的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种全氟腈的制备方法，包括以下步骤：a.全氟烯烃R1R2C＝CR3R4与碳酰氟发生气相加成反应，得到酰氟R1R2(COF)C‑CFR3R4(R1、R2、R3和R4的通式均为‑CnF2n+1基团,n为非负整数集)；b.酰氟R1R2(COF)C‑CFR3R4与酰氟与碱金属氨化物或胺基化合物R‑NH2(R为锂、钠、钾、铷、铯或者‑CmH2m+1基团,m为非负整数集)经胺化、脱水步骤得到全氟腈R1R2(CN)C‑CFR3R4。本发明方法不但反应路线短，而且全氟烯烃和碳酰氟易得，价格低廉，全氟腈的总产率高，该路线易于工业化。
Description
技术领域
本发明涉及一种全氟腈的制备方法，尤其涉及一种以全氟烯烃为起始原料，先在催化剂存在下与碳酰氟发生气相加成反应得到酰氟，再在无溶剂条件下酰氟与碱金属氨化物或胺基化合物经胺化步骤和脱水步骤得到全氟腈的制备方法。
背景技术
截至目前，各类文献共公开了四条合成七氟异丁腈的路线。
第一条路线是含氮芳杂环在高温下或紫外线照射下的热解。文献“Journal ofthe Chemical Society,Perkin Transactions 1:Organic and Bio-Organic Chemistry(1972-1999),1981,p.3289–3291”报道了二嗪类化合物在紫外线照射下发生热解，得到七氟异丁腈，方程式见反应(1)和反应(2)。文献“Journal of the Chemical Society,PerkinTransactions 1:Organic and Bio-Organic Chemistry(1972-1999),1980,p.2254–2257”报道了三嗪类化合物在高温条件下发生热解，得到七氟异丁腈，方程式见反应(3)。文献“Journal of the Chemical Society,Chemical Communications,1989,#21,p.1657–1658”也报道了三嗪类化合物在高温条件下发生热解，得到七氟异丁腈，方程式见反应(4)。文献“Journal of the Chemical Society,Chemical Communications,1987,p.1699–1700”和文献“Journal of the Chemical Society,Perkin Transactions 1:Organic andBio-Organic Chemistry(1972-1999),1990,#4,p.975–981”报道了含氮多环化合物在高温条件下热解，得到七氟异丁腈，方程式见反应(5)。
第二条路线是全氟丙烯与乙二腈的加成反应。美国专利US3752840报道了全氟丙烯与乙二腈在氟化钾和氢氰酸存在下，发生加成反应，得到七氟异丁腈，其产率为64.3％，方程式见反应(6)。
第三条路线是碘代丙烷与氯代乙腈的反应。文献“Journal of the ChemicalSociety,Faraday Transactions 1:Physical Chemistry in Condensed Phases,1984,vol.80,p.2631–2638”报道了2-碘-七氟丙烷与氯代乙腈发生反应，得到副产物七氟异丁腈，而主产物是2-氯七氟丙烷，方程式见反应(7)。
第四条路线是六氟丙烯经历四步反应的技术路线。文献“J.Am.Chem.Soc.,1962,84(22),p.4275–4285”、文献“Journal of Polymer Science,Part B:Polymer Letters,1966,4(4),p.283-286”和中国专利CN104662617A联合报道了六氟丙烯为起始原料，四步反应合成七氟异丁腈，具体如下：第一步反应，在乙腈溶剂中，氟化钾为催化剂，六氟丙烯与碳酰氟反应得到七氟异丁酰基氟，产率为80％(见文献“J.Am.Chem.Soc.,1962,84(22),p.4275–4285”)；第二步反应，0摄氏度时，七氟异丁酰基氟与甲醇反应得到七氟异丁酸甲酯(见文献“Journal of Polymer Science,Part B:Polymer Letters,1966,4(4),p.283-286”)；第三步反应，在甲醇溶剂中，七氟异丁酸甲酯与氨气反应得到七氟异丁酰胺，产率为81.1％(见中国专利CN104662617A)；第四步反应，在DMF溶剂中，在吡啶和三氟乙酸酐存在下，七氟异丁酰胺发生脱水反应得到七氟异丁腈，产率为74.9％(见中国专利CN104662617A)。方程式见反应式(8)-(11)。
上述现有技术存在以下问题：首先，在第一条路线中，二嗪类化合物和含氮多环化合物的热解碎片化反应不完全，因此七氟异丁腈的产率较低，而三嗪类化合物的热解碎片化反应十分彻底，七氟异丁腈的选择性和产率很高，但是原料不易得，成本高；第二条路线存在七氟异丁腈产率低下的缺陷；第三条路线则存在七氟异丁腈的产率和选择性都很低；第四条路线的反应路线过长，中间过程过于冗长，而且第一步反应和第四步反应的产率低下，大大降低了整条路线七氟异丁腈的总产率，从而大大增加了七氟异丁腈的生产成本，
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服背景技术中存在的不足，提供一种路线新颖、原料易得、单程产率高、合成路线短的包含七氟异丁腈在内的全氟腈的制备方法。
为了实现本发明的目的，本发明以通式为R1R2C＝CR3R4(R1、R2、R3和R4的通式均为CnF2n+1,n为非负整数集)的全氟烯烃为原料，采用全氟烯烃与碳酰氟的气相加成反应、酰氟与碱金属氨化物或胺基化合物R-NH2(R为锂、钠、钾、铷、铯或者-CmH2m+1基团,m为非负整数集)先胺化、再脱水反应，共两步反应制备通式为R1R2(CN)C-CFR3R4(R1、R2、R3和R4的通式均为CnF2n+1,n为非负整数集)的全氟腈的制备方法，发生的主要反应如下：
本发明采用两步反应合成全氟腈，第一步反应主要进行全氟烯烃与碳酰氟的气相加成反应，发生反应(12)，反应产物为酰氟。第二步反应主要进行酰氟与碱金属氨化物或胺基化合物的先发生胺化反应，冷却，然后加入脱水剂进行脱水反应，主要发生反应(13)，产物为全氟腈。
一种全氟腈的制备方法，包括以下步骤：
a.提供酰氟R1R2(COF)C-CFR3R4，其中R1、R2、R3和R4表示为CnF2n+1,n为非负整数；
b.在真空条件下，无溶剂存在，酰氟R1R2(COF)C-CFR3R4与碱金属氨化物或胺基化合物R-NH2经胺化步骤和脱水步骤得到通式为R1R2(CN)C-CFR3R4的全氟腈，其中R为锂、钠、钾、铷、铯或者-CmH2m+1基团,m为非负整数，脱水步骤中的脱水试剂为三氟乙酸酐、醋酸酐、氯化亚砜、五氧化二磷或三氯氧磷中的一种或数种，反应式如下：
所述碱金属氨化合物为氨基锂、氨基钠、氨基钾、氨基铷、氨基铯，胺基化合物R-NH2为甲胺、乙胺、丙胺、氨气。
所述胺化步骤为在真空条件下，无溶剂存在，反应温度为-30～40℃，酰氟与碱金属氨化物或胺基化合物R-NH2的摩尔比为1∶2～20，反应时间为2～30小时；所述胺化步骤完毕后直接加入脱水剂，进入脱水步骤:再次抽真空后，反应温度为0～300℃，脱水剂与胺化反应阶段的原料酰氟的摩尔比为1～10∶1，反应时间为2～30小时。
所述胺化步骤为反应温度为0～30℃，酰氟与碱金属氨化物或胺基化合物R-NH2的摩尔比为1∶2～4，反应时间为5～20小时；所述胺化步骤的反应温度为20～200℃，脱水剂与胺化反应阶段的原料酰氟的摩尔比为1～5∶1，反应时间为5～20小时。
所述步骤a的合成方法为：在催化剂存在下，通式为R1R2C＝CR3R4的全氟烯烃与碳酰氟发生气相加成反应，得到通式为R1R2(COF)C-CFR3R4的酰氟，其中R1、R2、R3和R4的通式均为CnF2n+1,n为非负整数，其中催化剂为：氟化锂、氟化钾、氟化钠、氟化铷或氟化铯活性组分中至少一种负载于活性炭、氟化铝、氟化镁、氟化铁、氟化铬、氟化锌载体中的至少一种，催化剂活性组分与载体的质量百分比为0-20％：80％-100％；反应式如下：
所述酰氟的合成反应的条件为：反应温度为50～300℃，全氟烯烃与碳酰氟的摩尔比为1∶1～10，接触时间0.1～100s。
所述酰氟的合成反应的条件为：反应温度为100～200℃，全氟烯烃与碳酰氟的摩尔比为1∶1～5，接触时间0.1～30s。
所述催化剂的制备方法分为两类：(1)首先是其它金属氟化物为载体的碱金属氟化物催化剂：将金属可溶盐溶解于水中，滴加浓氨水进行沉淀，调节pH值为7.5，然后陈化12小时,水洗、过滤，在80℃烘箱中干燥12-48小时，然后在氮气保护下，300-500℃焙烧5-20小时，得到金属氧化物，此为其它金属氟化物载体的前体；按照碱金属氟化物和其它金属氟化物载体的百分比组成为0-20％和80％-100％，在温度50℃下，采用浸渍法将碱金属氟化物浸渍负载于金属氧化物上，过滤，在80℃干燥5-48小时，将所得固体进行粉碎，压片成型，制得催化剂前体，将催化剂前体10mL装入内径1/2英寸、长30cm的蒙乃尔材质的管式反应器，通入氮气在300-500℃焙烧5-20小时，氮气空速为200h-1，然后在温度200-400℃，同时通入物质的量比为1：2的氟化氢与氮气组成的混合气体，气体总空速为220h-1，活化5-20小时，停止通入混合气体，制得其它金属氟化物为载体的碱金属氟化物催化剂，所述其它金属氟化物为氟化铝、氟化镁、氟化铁、氟化铬、氟化锌；(2)其次是活性炭为载体的碱金属氟化物催化剂：按照碱金属氟化物和活性炭载体的百分比组成为0-20％和80％-100％，在温度50℃下，采用浸渍法将碱金属氟化物浸渍负载于活性炭上，过滤，在80℃干燥5-48小时，然后制得催化剂前体，将催化剂前体10mL装入内径1/2英寸、长30cm的蒙乃尔材质的管式反应器，通入氮气在200-400℃焙烧5-20小时，氮气空速为200h-1，得到活性炭为载体的碱金属氟化物催化剂。
上述方法中，金属可溶盐可以为金属的氯化物或者硝酸盐。
所述全氟烯烃为四氟乙烯时，全氟腈为五氟丙腈；
或者所述的全氟烯烃为六氟丙烯时，全氟腈为七氟异丁腈；
或者所述的全氟烯烃为八氟-1-丁烯，全氟腈为2,3,3,4,4,4-六氟-2-(三氟甲基)丁腈；
或者所述的全氟烯烃为八氟-2-丁烯，全氟腈为2,3,3,4,4,4-六氟-2-(三氟甲基)丁腈；
或者所述的全氟烯烃为全氟-1-戊烯，全氟腈为2,3,3,4,4,5,5,5八氟-2-(三氟甲基)戊腈；
或者所述的全氟烯烃为全氟-2-戊烯，全氟腈为2,3,3,4,4,4六氟-2-(全氟乙基)丁腈。
本发明第a步反应通过调整碳酰氟与全氟烯烃达到合适的摩尔比例和接触时间，即可采集得到纯度高的酰氟。如果需要纯度更高的酰氟，则可对收集到酰氟粗品进行精馏或者重结晶操作。
本发明第b步反应使用的碱金属氨化物或胺基化合物R-NH2除了是氨基钠、氨基钾、氨基铷、氨基铯、氨气、甲胺、乙胺、丙胺外，还可以是其他的有机胺和氨基金属盐。碱金属氨化物或胺基化合物R-NH2与酰氟反应所得到的胺化反应产物是酰胺化合物和相应的R-F。胺化反应结束后，如果R-F为含氟气体，可将R-F直接排出体系，直接加入脱水剂进行酰胺的脱水反应得到全氟腈；如果R-F为氟化盐，则不需要对酰胺和氟化盐R-F进行分离提纯，直接加入脱水剂进行酰胺的脱水反应得到全氟腈。五氟丙腈和七氟异丁腈的合成实验，反应结束后，直接采集气体即可得到高纯度的全氟腈，如果需要更高纯度，则可以进行进一步的精馏操作。而对于沸点稍微高一点的全氟腈的合成实验，如2,3,3,4,4,4-六氟-2-(三氟甲基)丁腈、2,3,3,4,4,4-六氟-2-(三氟甲基)丁腈、2,3,3,4,4,5,5,5八氟-2-(三氟甲基)戊腈或2,3,3,4,4,4六氟-2-(全氟乙基)丁腈，则直接进行蒸馏或精馏操作，即可得到高纯度的全氟腈。
本发明用于第a步反应的反应器类型可以是316材质的管式反应器、或者蒙乃尔材质的反应器等。而第b步反应的反应器类型必须是耐高压的反应器，可以是316材质的高压釜、或者蒙乃尔材质的反应器等。另外，绝热反应器或等温反应器亦可用。
本发明的优点：
(1)本发明的合成路线新颖，第a步碳酰氟与全氟烯烃的气相催化反应未见公开文献报道，另外第b步酰氟与碱金属氨化物或胺基化合物的反应也未见其他公开文献报道；
(2)原料全氟烯烃易得，且价格低廉；
(3)与现有技术的第四条路线(总产率最高为48.6％)相比,本发明共两步路线,不但七氟异丁腈的总产率高(最高为85.3％)，而且有效缩短了合成路线，从而大大降低了包含七氟异丁腈在内的全氟腈的工业合成的成本。
具体实施方式
分析仪器：岛津GC-2010，色谱柱为DB-VRX capillary column(i.d.0.32mm；length30m；J&W Scientific Inc.)。
GC分析方法：检测器温度250℃，汽化室温度250℃，柱初温40℃，保持10分钟，15℃/min升温至230℃，保持8分钟。
下列结合实施例对本发明进一步详述，但并不限制本发明的范围。
催化剂的制备分为两类：(1)其它金属氟化物为载体的碱金属氟化物催化剂的制备：将金属可溶盐溶解于水中，滴加浓氨水进行沉淀，调节pH值为7.5，然后陈化12小时,水洗、过滤，在80℃烘箱中干燥36小时，然后在氮气保护下，450℃焙烧8小时，得到金属氧化物，此为金属氟化物载体的前体。按照碱金属氟化物和金属氟化物载体的百分比组成为0-20％和80％-100％，在温度50℃下，采用浸渍法将碱金属氟化物浸渍负载于金属氧化物，过滤，在80℃干燥12小时，将所得固体进行粉碎，压片成型，制得催化剂前体，将催化剂前体10mL装入内径1/2英寸、长30cm的蒙乃尔材质的管式反应器，通入氮气在450℃焙烧8小时，氮气空速为200h-1，然后降温至300℃，同时通入物质的量比为1：2的氟化氢与氮气组成的混合气体，气体总空速为220h-1，活化12小时，停止上述混合气体，制得其它金属氟化物为载体的碱金属氟化物催化剂，所述其它金属氟化物为氟化铝、氟化镁、氟化铁、氟化铬、氟化锌；(2)活性炭为载体的碱金属氟化物催化剂的制备：按照碱金属氟化物和活性炭载体的百分比组成为0-20％和80％-100％，在温度50℃下，采用浸渍法将碱金属氟化物浸渍负载于活性炭上，过滤，在80℃干燥5-48小时，然后制得催化剂前体，将催化剂前体10mL装入内径1/2英寸、长30cm的蒙乃尔材质的管式反应器，通入氮气在200-400℃焙烧5-20小时，氮气空速为200h-1，制得活性炭为载体的碱金属氟化物催化剂。
实施例1
在内径1/2英寸、长30cm的因康合金制的管式反应器中装填10毫升上述方法制备的20％CsF/C。反应条件为：反应温度160℃，碳酰氟与六氟丙烯的摩尔比为3：1，接触时间为0.25s，反应压力为0.1MPa。反应产物经聚四氟乙烯材质的取样袋进行收集，反应10小时后，从取样袋中取样进行GC分析，反应结果为：六氟丙烯的转化率为100％，七氟异丁酰氟的选择性为98.2％。
实施例2
在内径1/2英寸、长30cm的因康合金制的管式反应器中装填10毫升上述方法制备的10％KF/CrF3。反应条件为：反应温度160℃，碳酰氟与六氟丙烯的摩尔比为3：1，接触时间为0.1s，反应压力为0.1MPa。反应产物经聚四氟乙烯材质的取样袋进行收集，反应10小时后，从取样袋中取样进行GC分析，反应结果为：六氟丙烯的转化率为100％，七氟异丁酰氟的选择性为98.3％。
实施例3
在内径1/2英寸、长30cm的因康合金制的管式反应器中装填10毫升上述方法制备的CrF3。反应条件为：反应温度160℃，碳酰氟与六氟丙烯的摩尔比为3：1，接触时间为0.05s，反应压力为0.1MPa。反应产物经聚四氟乙烯材质的取样袋进行收集，反应10小时后，从取样袋中取样进行GC分析，反应结果为：六氟丙烯的转化率为100％，七氟异丁酰氟的选择性为98.9％。
实施例4
在内径1/2英寸、长30cm的因康合金制的管式反应器中装填10毫升上述方法制备的CrF3。反应条件为：反应温度160℃，碳酰氟与四氟乙烯的摩尔比为3：1，接触时间为0.05s，反应压力为0.1MPa。反应产物经聚四氟乙烯材质的取样袋进行收集，反应10小时后，从取样袋中取样进行GC分析，反应结果为：四氟乙烯的转化率为100％，五氟丙酰氟的选择性为98.6％。
实施例5
在内径1/2英寸、长30cm的因康合金制的管式反应器中装填10毫升上述方法制备的CrF3。反应条件为：反应温度160℃，碳酰氟与八氟-1-丁烯的摩尔比为3：1，接触时间为0.05s，反应压力为0.1MPa。反应产物经聚四氟乙烯材质的取样袋进行收集，反应10小时后，从取样袋中取样进行GC分析，反应结果为：八氟-1-丁烯的转化率为100％，2,3,3,4,4,4-六氟-2-(三氟甲基)丁酰氟的选择性为99.5％。
实施例6
在内径1/2英寸、长30cm的因康合金制的管式反应器中装填10毫升上述方法制备的CrF3。反应条件为：反应温度160℃，碳酰氟与八氟-2-丁烯的摩尔比为3：1，接触时间为0.05s，反应压力为0.1MPa。反应产物经聚四氟乙烯材质的取样袋进行收集，反应10小时后，从取样袋中取样进行GC分析，反应结果为：八氟-2-丁烯的转化率为100％，2,3,3,4,4,4-六氟-2-(三氟甲基)丁酰氟的选择性为99.2％。
实施例7
在内径1/2英寸、长30cm的因康合金制的管式反应器中装填10毫升上述方法制备的CrF3。反应条件为：反应温度160℃，碳酰氟与全氟-1-戊烯的摩尔比为3：1，接触时间为0.05s，反应压力为0.1MPa。反应产物经聚四氟乙烯材质的取样袋进行收集，反应10小时后，从取样袋中取样进行GC分析，反应结果为：全氟-1-戊烯的转化率为100％，2,3,3,4,4,5,5,5-八氟-2-(三氟甲基)戊酰氟的选择性为98.7％。
实施例8
在内径1/2英寸、长30cm的因康合金制的管式反应器中装填10毫升上述方法制备的CrF3。反应条件为：反应温度160℃，碳酰氟与全氟-2-戊烯的摩尔比为3：1，接触时间为0.05s，反应压力为0.1MPa。反应产物经聚四氟乙烯材质的取样袋进行收集，反应10小时后，从取样袋中取样进行GC分析，反应结果为：全氟-2-戊烯的转化率为100％，2,3,3,4,4,4-六氟-2-(全氟乙基)丁酰氟的选择性为98.9％。
实施例9
在1升、316材质的高压釜中，抽真空后，在-40℃、搅拌条件下时，快速通入0.5mol的七氟异丁酰氟和1.5mol的甲胺CH3NH2，通料完毕后，保持温度在15℃，反应时间5小时，反应结束后，打开阀门，释放反应体系中的气体，然后加入五氧化二磷2.5mol，抽真空后，升温至180℃，反应时间6小时，反应结束后，用316材质的200mL小钢瓶采集反应体系中的气相产物七氟异丁腈82.1克，纯度为99.8％(GC分析)，七氟异丁腈的产率为84.0％。
实施例10
在1升、316材质的高压釜中，抽真空后，在-40℃、搅拌条件下时，快速通入0.5mol的七氟异丁酰氟和加入1.5mol的氨基钠，通料完毕后，保持温度在15℃，反应时间20小时，反应结束后，直接加入三氯氧磷2.0mol，抽真空后，升温至180℃，反应时间6小时，反应结束后，用316材质的200mL小钢瓶采集反应体系中的气相产物七氟异丁腈84.4克，纯度为99.6％(GC分析)，七氟异丁腈的产率为86.2％。
实施例11
在1升、316材质的高压釜中，抽真空后，在-40℃、搅拌条件下时，快速通入0.5mol的五氟丙酰氟和加入1.5mol的氨基钠，通料完毕后，保持温度在15℃，反应时间20小时，反应结束后，直接加入三氯氧磷2.0mol，抽真空后，升温至180℃，反应时间6小时，反应结束后，用316材质的200mL小钢瓶采集反应体系中的气相产物五氟丙腈60.3克，纯度为99.5％(GC分析)，五氟丙腈的产率为82.7％。
实施例12
在1升、316材质的高压釜中，抽真空后，在-40℃、搅拌条件下时，快速通入0.5mol的2,3,3,4,4,4-六氟-2-(三氟甲基)丁酰氟和加入1.5mol的氨基钠，通料完毕后，保持温度在15℃，反应时间20小时，反应结束后，直接加入三氯氧磷2.0mol，抽真空后，升温至180℃，反应时间6小时，反应结束后，用316材质的200mL小钢瓶采集反应体系中的气相产物2,3,3,4,4,4-六氟-2-(三氟甲基)丁腈101.0克，纯度为99.3％(GC分析)，2,3,3,4,4,4-六氟-2-(三氟甲基)丁腈的产率为81.9％。
实施例13
在1升、316材质的高压釜中，抽真空后，在-40℃、搅拌条件下时，快速通入0.5mol的2,3,3,4,4,4-六氟-2-(三氟甲基)丁酰氟和加入1.5mol的氨基钠，通料完毕后，保持温度在15℃，反应时间20小时，反应结束后，直接加入三氯氧磷2.0mol，抽真空后，升温至180℃，反应时间6小时，反应结束后，用316材质的200mL小钢瓶采集反应体系中的气相产物2,3,3,4,4,4-六氟-2-(三氟甲基)丁腈97.7克，纯度为99.8％(GC分析)，2,3,3,4,4,4-六氟-2-(三氟甲基)丁腈的产率为79.6％。
实施例14
在1升、316材质的高压釜中，抽真空后，在-40℃、搅拌条件下时，快速通入0.5mol的2,3,3,4,4,5,5,5-八氟-2-(三氟甲基)戊酰氟和加入1.5mol的氨基钠，通料完毕后，保持温度在15℃，反应时间20小时，反应结束后，直接加入三氯氧磷2.0mol，抽真空后，升温至180℃，反应时间6小时，反应结束后，用316材质的200mL小钢瓶采集反应体系中的气相产物2,3,3,4,4,5,5,5-八氟-2-(三氟甲基)戊腈119.7克，纯度为99.3％(GC分析)，2,3,3,4,4,5,5,5-八氟-2-(三氟甲基)戊腈的产率为80.6％。
实施例15
在1升、316材质的高压釜中，抽真空后，在-40℃、搅拌条件下时，快速通入0.5mol的2,3,3,4,4,4-六氟-2-(全氟乙基)丁酰氟和加入1.5mol的氨基钠，通料完毕后，保持温度在15℃，反应时间20小时，反应结束后，直接加入三氯氧磷2.0mol，抽真空后，升温至180℃，反应时间6小时，反应结束后，用316材质的200mL小钢瓶采集反应体系中的气相产物2,3,3,4,4,4-六氟-2-(全氟乙基)丁腈118.8克，纯度为99.6％(GC分析)，2,3,3,4,4,4-六氟-2-(全氟乙基)丁腈的产率为80.2％。
Claims (8)
1.一种全氟腈的制备方法，包括以下步骤：
a.提供酰氟R1R2(COF)C-CFR3R4，其中R1、R2、R3和R4表示为CnF2n+1,n为非负整数；
b.在真空条件下，无溶剂存在，酰氟R1R2(COF)C-CFR3R4与碱金属氨化物或胺基化合物R-NH2经连续的胺化步骤和脱水步骤得到通式为R1R2(CN)C-CFR3R4的全氟腈，其中R为锂、钠、钾、铷、铯或者-CmH2m+1基团,m为非负整数，脱水步骤中的脱水试剂为三氟乙酸酐、醋酸酐、氯化亚砜、五氧化二磷或三氯氧磷中的一种或数种，反应式如下：
所述步骤a的合成方法为：在催化剂存在下，通式为R1R2C＝CR3R4的全氟烯烃与碳酰氟发生气相加成反应，得到通式为R1R2(COF)C-CFR3R4的酰氟，其中R1、R2、R3和R4的通式为CnF2n+1,n为非负整数，其中催化剂为活性组分碱金属氟化物负载于载体上，所述碱金属氟化物为氟化锂、氟化钾、氟化钠、氟化铷或氟化铯中至少一种，所述载体为活性炭或其它金属氟化物，其它金属氟化物为氟化铝、氟化镁、氟化铁、氟化铬、氟化锌中的至少一种，催化剂活性组分与载体的质量百分比为0-20％：80％-100％；反应式如下：
所述全氟烯烃为四氟乙烯时，全氟腈为五氟丙腈；
或者所述的全氟烯烃为六氟丙烯时，全氟腈为七氟异丁腈；
或者所述的全氟烯烃为八氟-1-丁烯，全氟腈为2,3,3,4,4,4-六氟-2-(三氟甲基)丁腈；
或者所述的全氟烯烃为八氟-2-丁烯，全氟腈为2,3,3,4,4,4-六氟-2-(三氟甲基)丁腈；
或者所述的全氟烯烃为全氟-1-戊烯，全氟腈为2,3,3,4,4,5,5,5八氟-2-(三氟甲基)戊腈；
或者所述的全氟烯烃为全氟-2-戊烯，全氟腈为2,3,3,4,4,4六氟-2-(全氟乙基)丁腈。
2.根据权利要求1所述的制备方法，所述碱金属氨化物为氨基锂、氨基钠、氨基钾、氨基铷、氨基铯中的一种或数种，胺基化合物R-NH2为甲胺、乙胺、丙胺、氨气中的一种或数种。
3.根据权利要求2所述的制备方法，所述胺化步骤为在真空条件下，无溶剂存在，反应温度为-30～40℃，酰氟与碱金属氨化物或胺基化合物R-NH2的摩尔比为1∶2～20，反应时间为2～30小时；胺化步骤完毕后直接加入脱水剂，进入脱水步骤：抽真空，反应温度为0～300℃，脱水剂与胺化反应阶段的原料酰氟的摩尔比为1～10∶1，反应时间为2～30小时。
4.根据权利要求3所述的制备方法，所述胺化步骤为：反应温度为0～30℃，酰氟与碱金属氨化物或胺基化合物R-NH2的摩尔比为1∶2～4，反应时间为5～20小时；所述脱水步骤为：反应温度为20～200℃，脱水剂与胺化反应阶段的原料酰氟的摩尔比为1～5∶1，反应时间为5～20小时。
5.根据权利要求1所述的制备方法，所述气相加成反应的条件为：反应温度为50～300℃，全氟烯烃与碳酰氟的摩尔比为1∶1～10，接触时间0.1～100s。
6.根据权利要求5所述的制备方法，所述气相加成反应的条件为：反应温度为100～200℃，全氟烯烃与碳酰氟的摩尔比为1∶1～5，接触时间0.1～30s。
7.根据权利要求1所述的制备方法，所述催化剂的制备方法分为两类：(1)首先是其它金属氟化物为载体的碱金属氟化物催化剂：将金属可溶盐溶解于水中，滴加浓氨水进行沉淀，调节pH值为7.5，然后陈化12小时,水洗、过滤，在80℃烘箱中干燥12-48小时，然后在氮气保护下，300-500℃焙烧5-20小时，得到金属氧化物，此为其它金属氟化物载体的前体；按照碱金属氟化物和其它金属氟化物载体的百分比组成为0-20％和80％-100％，在温度50℃下，采用浸渍法将碱金属氟化物浸渍负载于金属氧化物上，过滤，在80℃干燥5-48小时，将所得固体进行粉碎，压片成型，制得催化剂前体，将催化剂前体10mL装入内径1/2英寸、长30cm的蒙乃尔材质的管式反应器，通入氮气在300-500℃焙烧5-20小时，氮气空速为200h-1，然后在温度200-400℃，同时通入物质的量比为1：2的氟化氢与氮气组成的混合气体，气体总空速为220h-1，活化5-20小时，停止通入混合气体，制得其它金属氟化物为载体的碱金属氟化物催化剂，所述其它金属氟化物为氟化铝、氟化镁、氟化铁、氟化铬、氟化锌；(2)其次是活性炭为载体的碱金属氟化物催化剂：按照碱金属氟化物和活性炭载体的百分比组成为10-20％和80％-90％，在温度50℃下，采用浸渍法将碱金属氟化物浸渍负载于活性炭上，过滤，在80℃干燥5-48小时，然后制得催化剂前体，将催化剂前体10mL装入内径1/2英寸、长30cm的蒙乃尔材质的管式反应器，通入氮气在200-400℃焙烧5-20小时，氮气空速为200h-1，得到活性炭为载体的碱金属氟化物催化剂。
8.根据权利要求7所述的制备方法，所述金属可溶盐为金属的氯化物或者硝酸盐。
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