CN111116306B - 一种六氟苯的制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种六氟苯的制备方法，先对反应器除湿、除尘净化处理；然后将六氯苯固体加入装有溶剂的反应器中进行混合，混合均匀后，将反应器进行密封；对密封后的反应器抽真空进行置换，排净容器内的空气；对反应器降温，控制反应器内的温度不大于‑10℃，然后对加有六氯苯固体的溶剂进行搅拌，使六氯苯固体完全溶解；向反应器中以缓慢鼓泡的方式通入氟气，控制氟气的进气量，同时控制反应容器内的温度不大于‑10℃，控制反应容器内的反应压力为0～1MPa；反应结束后，得到六氟苯母液，将六氟苯母液经过提纯处理得到六氟苯产品；本方法反应条件简单，原料成本低，反应温和易控制，操作要求低，产品收率高。

Description

一种六氟苯的制备方法
技术领域
本发明属于化工生产工艺领域，特别是涉及一种使用六氯苯和氟气直接反应制取六氟苯的方法。
背景技术
六氟苯也叫全氟苯，可以作为合成全氟代芳香化合物的重要中间体，六氟苯不仅可用于医药中的麻醉剂领域，也可作为各种有机物的优良溶剂。近年来在开发液晶新材料的研究中发现，使用全氟苯衍生出的液晶化合物具有良好的性能。
现有的六氟苯的制取方法有：
1、直接氟化法：Vorozhtsov N.N.、Platonov V.E.、Yakobson G.G.在1963年俄罗斯化学公报提出使用无水KF取代六氯苯上的氯原子制备六氟苯，该反应在高压釜中进行，温度为450℃～500℃，最后分离出的六氟苯产率在20％左右，其它都是未完全氟代的氟氯苯。
2、脱氢化氟化法：Godsell、Stacey、Tatlow在1956年Nature中提出使用九氟环己烷在碱液中脱掉氟化氢得到六氟苯。但是九氟环己烷需要在150℃条件下由苯蒸气和三氟化钴反应制备，转化率低限制了其应用。
3、高温裂解法：阿卡德·罗伊·贝尔格在1955年提出使用三溴一氟甲烷630～640℃在铂管中高温裂解制备六氟苯，收率以三溴一氟甲烷计算达到45％。除了六氟苯外，还分离出了五氟溴苯和二氟四溴乙烷。
但以上传统的六氟苯合成方法均存在原料价格偏高，反应条件要求高，产品收率低等缺点。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷和不足，本发明的目的在于提供一种六氟苯的制备方法，该方法使用价格低廉的六氯苯与氟气直接反应制备六氟苯，不仅降低了生产陈本，还提高了产品的收率。
本发明的目的是通过以下的技术方案来实现的，本发明提供一种六氟苯的制备方法，包括以下步骤：
(1)对反应器进行除湿、除尘净化处理；
(2)将六氯苯固体加入装有溶剂的反应器中进行混合，混合均匀后，将反应器进行密封；
(3)对密封后的反应器抽真空，用氮气与反应器内的空气进行置换，排净容器内的空气；
(4)对反应器降温，控制反应器内的温度不大于-10℃，然后对加有六氯苯固体的溶剂进行搅拌，使六氯苯固体完全溶解；
(5)向反应器中以缓慢鼓泡的方式通入氟气，控制氟气的进气量，控制反应容器内的温度不大于-10℃，同时控制反应容器内的反应压力为0MPa～1MPa；
(6)反应结束后，得到六氟苯母液，将六氟苯母液经过提纯处理得到六氟苯产品。
优选的，步骤(2)中的溶剂为二甲基甲酰胺、乙腈、吡啶中的一种。
优选的，步骤(4)和步骤(5)中反应容器内的温度均为-20℃～-40℃。
优选的，步骤(5)中通入氟气的浓度为10％～100％。
优选的，步骤(5)通入的氟气的反应进氟量与理论进氟量之比为(0.9～1.2)：1。
优选的，步骤(5)中的反应压力为0MPa～0.8MPa。
优选的，步骤(6)中的提纯方法为减压蒸馏或低温过滤。
本发明具有如下优点：
本发明创造性的引进氟气使其与价格低廉的六氯苯在溶剂中取代氯原子生成六氟苯的合成新工艺，本方法反应条件简单，原料成本低，反应温和易控制，操作要求低，产品收率高。
以上说明仅是本发明技术方案的概述，为了能更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，详细说明如下：
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定目的所采用的技术手段及功效，以下结合较佳实例，对依据本发明提出的一种六氟苯的制备方法，其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
本发明是提供一种六氟苯的新的合成工艺，将氟气通入到溶解有六氯苯的特定溶剂中，该特定溶剂可以是二甲基甲酰胺、乙腈、吡啶或其他类似溶剂，控制温度在不大于-10℃的温度下进行，在一定的压力下进行反应，该方法的反应式为：3F2+C6Cl6＝C6F6+3Cl2，反应生产的尾气通入碱液吸收，再经过固体吸附剂吸附后排空。反应结束，采用减压蒸馏或者低温过滤的方式将六氟苯进行分离，得到六氟苯产品。
该工艺包含以下步骤：
(1)对反应器进行除湿、除尘净化处理；
(2)将六氯苯固体加入装有二甲基甲酰胺、乙腈、吡啶或其他类似溶剂的反应器中进行混合，混合均匀后，将反应器进行密封；
(3)对密封后的反应器抽真空，用氮气与反应器内的空气进行置换，排净容器内的空气；
(4)对反应器进行降温，控制反应器内的温度不高于-10℃；
(5)向反应器中以缓慢鼓泡的方式通入氟气，控制反应器内的温度不高于-10℃，反应压力0～1MPa，控制氟气的反应进料量是理论进料量之比为0.9～1.2；
(6)反应结束后，将产物经过提纯处理，得到产品。
步骤(6)中的提纯处理是根据根据溶剂和产品的物性进行的，若溶剂使用二甲基甲酰胺则采用减压蒸馏法进行提纯处理，若溶剂使用的是乙腈或吡啶则采用低温结晶然后再过滤的方法进行提纯处理。
为了更详细的介绍本发明的目的和技术方案，结合以下的实施例对本发明进行更进一步的详细说明。
实施例一：
1)对反应器进行除湿、除尘净化处理；
2)向反应器中加入1.5L(质量为1422g)的二甲基甲酰胺溶剂，再加入2848g的六氯苯，密闭反应器并对其抽真空，用氮气将反应器中的空气进行置换；
3)对反应器降温，控制反应器内的温度在-40℃，搅拌1h，促使完全溶解；
4)向反应器内通入氟气，根据进氟量与理论进氟量的比值计算进气量，通过转子流量计控制纯氟气(即氟气的浓度为100％)的进气量，使反应器内的温度保持在-40℃，反应压力为0MPa，反应产生的尾气通过碱液吸收后再经过干式吸附剂吸附然后放空；
5)根据通入的氟气的理论进氟量计算反应进氟量，当进入反应器内的氟气的量是1311g时,停止进氟，反应达到终点；
6)将反应后的六氟苯母液移入蒸发器进行减压蒸馏，控制蒸发器内的温度为75℃、压力为0.09MPa，将蒸出的六氟苯冷凝收集，得到产品1531g，收率82.3％，通过气相色谱检测，得到的产品中六氟苯的含量是94.8％。
实施例二：
1)对反应器进行除湿、除尘净化处理；
2)向反应器中加入1.5L(质量1185g)的乙腈溶剂，再加入2848g的六氯苯，密闭反应器，并对其抽真空，然后氮气将反应器中的空气进行置换；
3)对反应器降温，控制反应器内的温度在-20℃，搅拌1h，促使完全溶解；
4)向反应器内通入氟气，通过转子流量计控制纯氟气(即氟气的浓度为100％)的进气量，使反应器内的温度保持在-20℃，反应压力为0.3MPa，反应产生的尾气通过碱液吸收后再经过干式吸附剂吸附然后放空；
5)根据通入的氟气的理论进氟量计算反应进氟量，当进入氟气的量是1254g时,停止进氟，反应达到终点；
6)将反应后的六氟苯母液移入过滤器进行低温抽滤，控制过滤器内的抽滤温度-20℃，将滤出的六氟苯收集，得到产品1436g，收率76.1％，通过气相色谱检测，得到的产品中六氟苯的含量是93.6％。
实施例三：
1)对反应器进行除湿、除尘净化处理；
2)向反应器中加入1.5L(质量1185g)的乙腈溶剂，再加入2848g的六氯苯，密闭反应器，并对其抽真空，然后氮气将反应器中的空气进行置换；
3)对反应器降温，控制温度在-20℃，搅拌1h，促使完全溶解；
4)向反应器内通入氟气，通过转子流量计控制浓度为10％的氟气的进气量，使反应器内的温度保持在-20℃，反应器内的反应压力为0.8MPa，反应产生的尾气通过碱液吸收后再经过干式吸附剂吸附然后放空；
5)根据通入的氟气的理论进氟量计算反应进氟量，当进入氟气的量是1254g时,停止进氟，反应达到终点；
6)将反应后的母液移入过滤器进行低温抽滤，控制抽滤温度-20℃，将滤出的六氟苯收集，得到产品1353g，收率72.7％，通过气相色谱检测，得到的产品中六氟苯的含量是93.9％。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (5)

1.一种六氟苯的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）对反应器进行除湿、除尘净化处理；
（2）将2848g的六氯苯固体加入装有1.5L溶剂的反应器中进行混合，混合均匀后，将反应器进行密封，该溶剂为二甲基甲酰胺溶剂、乙腈溶剂或吡啶溶剂中的一种；
（3）对密封后的反应器抽真空，用氮气与反应器内的空气进行置换，排净容器内的空气；
（4）对反应器降温，控制反应器内的温度不大于-10℃，然后对加有六氯苯固体的溶剂进行搅拌，使六氯苯固体完全溶解；
（5）向反应器中以缓慢鼓泡的方式通入纯氟气，控制纯氟气的进气量，控制反应容器内的温度不大于-10℃，同时控制反应容器内的反应压力为0MPa～1MPa；
（6）反应结束后，得到六氟苯母液，将六氟苯母液经过提纯处理得到六氟苯产品。
2.根据权利要求1所述的一种六氟苯的制备方法，其特征在于：步骤（4）和步骤（5）中反应容器内的温度均为-20℃～-40℃。
3.根据权利要求1所述的一种六氟苯的制备方法，其特征在于：步骤（5）通入的氟气的反应进料量与理论进料量之比为（0.9～1.2）：1。
4.根据权利要求1所述的一种六氟苯的制备方法，其特征在于：步骤（5）中的反应压力为0 MPa～0.8MPa。
5.根据权利要求1所述的一种六氟苯的制备方法，其特征在于：步骤（6）中的提纯方法为减压蒸馏或低温过滤。
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