CN111777503A - 一种七氟异丁腈的合成方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种七氟异丁腈的合成方法，包括以下步骤：(1)、将六氟丙烯与二氧化碳在氟化盐的催化下反应，得到七氟异丁酸盐；(2)、将所得七氟异丁酸盐酸化，然后与醇进行酯化反应，得到七氟异丁酸酯；(3)、将所得七氟异丁酸酯与氨反应、脱水，得到七氟异丁腈。该合成方法所用原料易得、反应条件温和、反应转化率和收率高、易于分离提纯、工艺操作简便安全、合成路线短、成本低。

Description

一种七氟异丁腈的合成方法
技术领域
本发明涉及有机合成技术领域，具体而言，涉及一种七氟异丁腈的合成方法。
背景技术
七氟异丁腈(全氟异丁腈)，即2,3,3,3-四氟-2-三氟甲基丙腈，是一类全氟腈类化合物，沸点为-4.7℃。常温常压下为无色气体。它具有低沸点，高挥发性，电绝缘特性优异及环保性能好等特点，可作为气体电介质材料，在电气装置中用做绝缘体的电介质组合物。七氟异丁腈的温室效应指数(GWP)仅2210，远低于六氟化硫(GWP＝23500)，可用于替代传统六氟化硫绝缘气体，极大减少大气温室效应问题。七氟异丁腈已受到全球电气行业的广泛关注并开始得到应用。
国内外已经报道诸多七氟异丁腈的合成方法，概括起来有三条技术路线：一是由氰化物和六氟丙烯等直接反应得到；二是由七氟异丙基取代的杂环化合物，如七氟异丙基三嗪高温裂解得到；三是由七氟异丁酰胺脱水得到。
最初报道的七氟异丁腈合成路线是基于氰化物的。例如，美国专利3752840公开的合成路线是100℃下，在乙腈溶剂中，催化剂氟化钾存在下，氰化氢和六氟丙烯反应获得七氟异丁腈。又如，美国专利3234267公开的合成路线是全氟丙基碘和氰化氢、铁氰化钾、碘化氰等反应生成全氟丁腈。再如，中国专利申请文件CN108863847A公开了由氯化氰和六氟丙烯反应制备七氟异丁腈的技术路线，由全氟烯类化合物、金属氟化物和氯化氰进行反应，得到全氟腈类化合物。由于氰化物具有剧毒，这一技术路线存在很大的安全隐患，实际实施风险较大。
Chambers及其合作者(JChemSocChemCommun1987，1699；JChemSocPerkinTransI1980，2254；JChemSocPerkinTransI1990，975)发现，六氟丙烯和氟代杂环化合物，如三氟三嗪和四氟嘧啶等反应可以得到七氟异丙基三嗪和七氟异丙基嘧啶等，后者高温裂解可以得到七氟异丁腈。这一发现提供了一种可能的七氟异丁腈合成方法，但是这种方法涉及高温裂解反应，需要特殊设备且能耗较大，导致生产成本高；而且裂解过程中有大量副产物生成，产品分离纯化困难，收率低，因此不适合于七氟异丁腈的工业化生产。
有诸多专利技术文献涉及由七氟异丁酰胺脱水制备七氟异丁腈的技术，这里不再赘述。这一技术路线其反应条件温和，转化率和收率高；产物容易分离纯化，纯度高；原料(七氟异丁酰胺)毒性低，工艺安全，因此更加适合于工业化生产。但是，已经公开的七氟异丁酰胺脱水制备七氟异丁腈技术方案中，都采用了化学试剂脱水技术。尽管这一技术路线成熟可靠，但是存在路线长，涉及的脱水剂等化学品导致生产成本增加，并带来与排放有关的环境污染问题等等。
因此，探索这一技术路线的替代方案仍然具有现实意义。同时需要指出的是，七氟异丁酰胺及其原料并不容易获得，这些原料包括但是不限于七氟异丁酰氟(氯)、七氟异丁酸以及七氟异丁酸脂等等。已经公开的七氟异丁酰胺和其原料如七氟异丁酰氟(氯)、七氟异丁酸以及七氟异丁酸脂等的合成方法，各有其缺点。因此，开发新的低成本、安全环保的七氟异丁酰胺及其原料制备技术仍然是行业内专业技术人员面临的巨大挑战。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种七氟异丁腈的合成方法，该合成方法所用原料易得、反应条件温和、反应转化率和收率高、易于分离提纯、工艺操作简便安全、合成路线短、成本低。
为了实现上述目的，本发明提供了一种七氟异丁腈的合成方法，包括以下步骤：
(1)、将六氟丙烯与二氧化碳在氟化盐的催化下反应，得到七氟异丁酸盐；
(2)、将所得七氟异丁酸盐酸化，然后与醇进行酯化反应，得到七氟异丁酸酯；
(3)、将所得七氟异丁酸酯与氨反应、脱水，得到七氟异丁腈。
相比于现有的七氟异丁腈的合成方法，本发明的合成方法所选原料均商品化可得，主要原料六氟丙烯可大量供应，价格低廉；产物和中间体合成反应条件温和，反应转化率和收率高；各步骤产物均易于分离，产物纯度高，工艺操作简便安全、易于工业化生产。
优选地，在本发明的步骤(1)中，氟化盐选自氟化锂、氟化钠、氟化钾、氟化铯和氟化锌中的一种或多种；更优选为氟化铯。
优选地，在本发明的步骤(1)中，六氟丙烯与二氧化碳的摩尔比为(0.5～1.5)：1。
更优选地，六氟丙烯与二氧化碳的摩尔比为(0.5～1.0)：1。
优选地，在本发明的步骤(1)中，反应溶剂选自醚类溶剂、腈类溶剂、酰胺类溶剂、砜类溶剂中的一种或多种；其中，醚类溶剂包括四氢呋喃、二乙二醇二甲醚和四乙二醇二甲醚；腈类溶剂包括丙烯腈、己二腈和乙腈；酰胺类溶剂包括二甲基甲酰胺和二甲基乙酰胺；砜类溶剂包括二甲基亚砜。
优选地，在本发明的步骤(1)中，反应溶剂与氟化盐的摩尔比为(1～25)：1。
更优选地，反应溶剂与氟化盐的摩尔比为(1～15)：1。
优选地，在本发明的步骤(1)中，反应温度为-50℃～100℃。
更优选地，反应温度为0℃～80℃。
优选地，在本发明的步骤(1)中，反应压力为0.1MPa～2MPa。
更优选地，反应压力为0.1MPa～1MPa。
优选地，在本发明的步骤(1)中，反应时间为1h～20h。
优选地，在本发明的步骤(2)中，酸化反应过程中所用的酸选自无水氟化氢、氢氟酸、硫酸、磷酸、硝酸或盐酸。
更优选地，酸化反应过程中所用的酸为无水氟化氢，其与七氟异丁酸盐反应，得到七氟异丁酸和氟化盐，两者可以通过简单的过滤实现分离；氟化盐可以回收，经过纯化干燥处理后重新用于合成七氟异丁酸盐，实现循环利用。
优选地，在本发明的步骤(2)中，酸化反应过程中酸与七氟异丁酸盐的摩尔比为(1～5)：1。
更优选地，酸与七氟异丁酸盐的摩尔比为(1～3)：1。
优选地，在本发明的步骤(2)中，酸化反应的温度为0℃～80℃。
更优选地，酸化反应的温度为0℃～40℃。
优选地，在本发明的步骤(2)中，酸化反应的压力为0.1MPa～5MPa。
更优选地，酸化反应的压力为0.1MPa～3MPa。
优选地，在本发明的步骤(2)中，酸化反应的时间为1h～20h。
优选地，在本发明的步骤(2)中，酯化反应过程中所用的醇为甲醇、乙醇或丙醇。
优选地，在本发明的步骤(2)中，酯化反应过程中七氟异丁酸与醇的摩尔比为(1～10)：1。
更优选地，酯化反应过程中七氟异丁酸与醇的摩尔比为(1～5)：1。
优选地，在本发明的步骤(2)中，酯化反应的温度为0℃～150℃。
更优选地，酯化反应的温度为40℃～120℃。
优选地，在本发明的步骤(2)中，酯化反应的压力为0.1MPa～5MPa。
更优选地，酯化反应的压力为0.1MPa～3MPa。
优选地，在本发明的步骤(2)中，酯化反应的时间为1h～20h。
具体来说，本发明步骤(3)中，由七氟异丁酸酯制备七氟异丁腈包括以下两种方案。
第一种方案为：七氟异丁酸酯和氨的混合物在脱水催化剂的作用下经催化脱水制备七氟异丁腈。
其具体的催化脱水工艺为：在催化剂塔中装填脱水催化剂，在通入氨气的情况下干燥活化脱水催化剂；在气化釜中加入七氟异丁酸酯，加热气化釜使其升温到目标温度，将催化剂塔加热升温到目标温度；从导气管匀速地向气化釜通入氨气，氨气和七氟异丁酸酯蒸汽混合气体进入催化剂塔，混合气体与脱水催化剂发生催化脱水反应，得到七氟异丁腈。
在催化脱水反应过程中，通过控制氨气的通入速度、气化釜中的温度以及催化剂塔的温度，可以使进入催化剂塔的七氟异丁酸酯完全反应。产物气体包括七氟异丁腈、过量的氨气、生成的甲醇蒸汽和水蒸汽等，以气体形式进入水蒸气冷凝器，甲醇和水蒸气被冷凝下来和部分过量的氨气结合形成氨水并收集到氨水甲醇储罐中进一步分离处理；残留尾气进入七氟异丁腈冷凝器，七氟异丁腈被冷凝下来并收集到七氟异丁腈粗产品储罐，过量的氨气回收利用；七氟异丁腈粗产品经过进一步精馏可得到纯产品。
上述的制备方案与先将七氟异丁酸酯与氨反应得到七氟异丁酰胺，然后用化学脱水剂对七氟异丁酰胺进行脱水得到七氟异丁腈的方法相比，缩短了生产工艺流程，提高了生产效率，降低了生产成本；制备过程中不使用化学脱水剂，没有相关副产物生成；脱水催化剂可以反应使用；过量的氨气回收后可以重复利用，因此排放减少，对环境影响降低。
优选地，在催化脱水反应中，进入催化剂塔的混合气体中七氟异丁酸酯与氨气的摩尔比为1：(1～10)。通过调节氨气的通入速度可以改变混合气体中七氟异丁酸酯与氨气的比例。
更优选地，七氟异丁酸酯与氨气的摩尔比为1：(5～10)。
优选地，在催化脱水反应中，催化剂塔的温度控制在200℃～800℃。
更优选地，催化剂塔的温度控制在300℃～700℃。
进一步优选地，催化剂塔的温度控制在400℃～600℃。
优选地，在催化剂塔中，脱水催化剂选自硅、铝、锰、硼、钒、钡、锆、铈、钍的氧化物或盐。
更优选地，脱水催化剂采用在操作温度下稳定性好的脱水催化剂。如氧化铝、氧化铈、氧化钍和氧化锆。脱水催化剂可以通过外购获得，也可以采用本领域技术人员熟知的方法制备。
第二种方案为：先将七氟异丁酸酯与氨反应得到七氟异丁酰胺，然后用化学脱水剂对七氟异丁酰胺进行脱水，得到七氟异丁腈。
具体地，先在氮气或惰性气体保护下将七氟异丁酸酯和溶剂加入反应釜中，然后计量通入氨气，加热保温反应，得到七氟异丁酰胺；然后将溶剂加入气化釜中，氮气或惰性气体保护下计量加入七氟异丁酰胺，向上述反应物溶液中缓慢滴加化学脱水剂进行脱水，脱水过程中控制脱水反应温度；反应粗产物经冷凝后收集，最后通过精馏过程纯化。上述的制备方案具有工艺成熟、可靠等优点。
优选地，七氟异丁酸酯与氨反应步骤中，氨与七氟异丁酸酯的摩尔比为(1.0～3.0)：1。
更优选地，氨与七氟异丁酸酯的摩尔比为(1.5～2.5)：1。
优选地，七氟异丁酸酯与氨反应步骤中，反应温度控制在0℃～80℃。
更优选地，反应温度控制在10℃～40℃。
优选地，七氟异丁酸酯与氨反应步骤中，反应压力控制在0.1MPa～1MPa。
更优选地，反应压力控制在0.1MPa～0.5MPa。
优选地，七氟异丁酸酯与氨反应步骤中，反应时间控制在1h～20h。
优选地，七氟异丁酸酯与氨反应步骤中，氨可选自氨水、氨的醇溶液或氨气，更优选为氨气。
优选地，七氟异丁酸酯与氨反应步骤中，反应溶剂可选自醇类溶剂、醚类溶剂、腈类溶剂、酰胺类溶剂和砜类溶剂中的一种或多种；其中，醇类溶剂包括甲醇、乙醇和异丁醇；醚类溶剂包括四氢呋喃、二乙二醇二甲醚和四乙二醇二甲醚；腈类溶剂包括丙烯腈、己二腈和乙腈；酰胺类溶剂包括二甲基甲酰胺和二甲基乙酰胺；砜类溶剂包括二甲基亚砜。更优选采用醇类溶剂。
优选地，七氟异丁酸酯与氨反应步骤中，反应溶剂与七氟异丁酸酯的摩尔比为(1～10)：1。
更优选地，反应溶剂与七氟异丁酸酯的摩尔比为(1～5)：1。
优选地，将七氟异丁酰胺经脱水剂脱水的步骤中，脱水剂包括但不限于五氧化二磷、五氯化磷、三氯氧磷、氯化亚砜、光气、(取代)苯甲酰氯、脂肪族酰氯、脂肪族酸酐、氟代脂肪族酸酐、(取代)苯磺酸和苯磺酰氯、无水氯化铝、三氟化硼络合物、格式试剂中的一种或多种。
优选地，七氟异丁酰胺经脱水剂脱水的步骤中，根据脱水剂的类型不同，所用反应溶剂也不相同。例如，当脱水剂为酰氯时，反应溶剂选择三氟乙酸和有机碱(如吡啶)组成的混合溶剂，且反应溶剂中三氟乙酸与有机碱(吡啶)的摩尔比优选为1:(0.5～2)，更优选为1:(0.67～1.5)。当脱水剂为酸酐时，反应溶剂选择酰胺类溶剂(如二甲基甲酰胺)和有机碱(如吡啶)组成的混合溶剂；酰胺类溶剂为甲酰胺、六甲基磷酰胺、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺中的一种或者几种的混合物。当脱水剂为五氧化二磷和三氯氧磷时，反应溶剂可以为醚类溶剂、腈类溶剂、酰胺类溶剂和砜类溶剂；醚类溶剂包括二乙二醇二甲醚和四乙二醇二甲醚；腈类溶剂包括丙烯腈、己二腈和乙腈；酰胺类溶剂包括N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二乙基甲酰胺、N,N-二乙基乙酰胺；砜类溶剂包括二甲基亚砜。
优选地，七氟异丁酰胺与脱水剂的摩尔比为(0.5～1)：1。
优选地，将七氟异丁酰胺经脱水剂脱水的步骤中，反应温度为-40℃～180℃。
更优选地，反应温度为-20℃～20℃。
优选地，将七氟异丁酰胺经脱水剂脱水的步骤中，反应时间为1h～20h。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明的合成方法所选原料均商品化可得，主要原料六氟丙烯可大量供应，价格低廉；合成反应条件温和，反应转化率和收率高；各步骤产物均易于分离，产物纯度高，工艺操作简便安全、易于工业化生产。
(2)本发明将七氟异丁酸酯采用脱水催化剂经催化脱水制备七氟异丁腈的方法，缩短了生产工艺流程，提高了生产效率，降低了生产成本；制备过程中不使用化学脱水剂，没有相关副产物生成；脱水催化剂可以反应使用；过量的氨气回收后可以重复利用，因此排放减少，对环境影响降低。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例1的合成方法的合成路线图。
图2为本发明实施例1中催化脱水装置的结构示意图。
图3为本发明实施例2的合成方法的合成路线图。
上述附图中，包括以下附图标记：
1、气化釜；2、氨气导气管；3、催化剂塔；4、水蒸气冷凝器；5、氨水甲醇储罐；6、七氟异丁腈粗产品冷凝器；7、七氟异丁腈粗产品储罐。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下文将结合较佳的实施例对本发明作更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。
除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。
除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
实施例1
一种本发明的七氟异丁腈的合成方法，其合成路线图如图1所示。该合成方法包括以下步骤：
步骤(1)：七氟异丁酸盐的合成
首先将反应系统加热抽真空除水，用高纯氮气吹扫整个系统除去其中的氧气；冷却反应釜到常温，在氮气保护下，向反应釜内加入四乙二醇二甲醚(222.28g，1mol)、干燥的氟化铯(89.6g，0.59mol)，搅拌，加热升温到70℃；然后再计量通入六氟丙烯(HFP)(118.5g，0.79mol)和二氧化碳(44g，1.00mol)，过程中反应釜压力控制在0.1Mpa～0.5Mpa，保温反应8小时。反应结束后分离氟碳层(HFP二聚体/三聚体，约21g)，TG层(四乙二醇二甲醚)过滤除去TG，用苯洗涤滤饼，将滤饼干燥后得到七氟异丁基铯盐(131.5g，0.38mol)，收率为64.5％。
步骤(2)：七氟异丁酸甲酯的合成
将酸化釜加热抽真空除水，在氮气保护下，将步骤(1)制得的七氟异丁基铯盐(345.9g，1mol)一次性加入酸化釜中，计量通入无水氟化氢(20g，1mol)，保温搅拌4小时，使七氟异丁基铯盐酸化；酸化结束后，蒸发过量的HF，残留物过滤除去CsF，回收；用甲醇(160g，5mol)洗涤CsF，萃取CsF中夹带的少量七氟异丁酸，与滤液(七氟异丁酸)合并得到七氟异丁酸甲醇溶液；
在氮气保护下将甲醇(160g，5mol)和上述七氟异丁酸甲醇溶液(含七氟异丁酸大概179.8g，0.84mol)加入酯化釜中，50℃保温反应6小时，进行酯化反应；反应结束后，蒸馏反应产物得到无色透明液体，收集35℃～37℃馏分得到七氟异丁酸甲酯(173.3g，0.76mol)，收率为76％。
步骤(3)：七氟异丁腈的合成
采用如图2所示的催化脱水装置制备七氟异丁腈。该催化脱水装置包括气化釜1、氨气导气管2、催化剂塔3、水蒸气冷凝器4、氨水甲醇储罐5、七氟异丁腈粗产品冷凝器6和七氟异丁腈粗产品储罐7。其中，氨气导气管2与气化釜1的上部连通，气化釜1的上部通过管道与催化剂塔3的底部连通，催化剂塔3内填充脱水催化剂，催化剂塔3的顶部通过管道与水蒸气冷凝器4连通，水蒸气冷凝器4通过管道与氨水甲醇储罐5连通，水蒸气冷凝器4还通过管道与七氟异丁腈粗产品冷凝器6连通，七氟异丁腈粗产品冷凝器6通过管道与七氟异丁腈粗产品储罐7连通，七氟异丁腈粗产品冷凝器6还通过一根回流管与气化釜1连通；
在催化剂塔3中填充Al2O3脱水催化剂，加热活化该脱水催化剂，活化过程中通入氨气；在气化釜1中加入七氟异丁酸甲酯(228g，1mol)，加热气化釜1使其升温到40℃，同时将催化剂塔3加热升温到500℃；从氨气导气管2匀速向气化釜1通入氨气(85g，5mol)；氨气和七氟异丁酸甲酯蒸汽混合气体进入催化剂塔3，发生催化脱水。催化脱水反应过程中，通过控制氨气通入速度、气化釜1中的温度以及催化剂柱的温度，可以使进入催化剂柱的七氟异丁酸酯完全反应。产物气体包括七氟异丁腈、过量的氨气、生成的甲醇蒸汽和水蒸汽等，以气体形式进入水蒸气冷凝器4，甲醇和水蒸气被冷凝下来并和过量氨气结合成氨水被收集到氨水甲醇储罐5中，残留尾气中含七氟异丁腈和过量氨气，进一步通过七氟异丁腈粗产品冷凝器6冷凝后收集到七氟异丁腈粗产品储罐7中，回收氨气。七氟异丁腈粗产品进一步精馏得到产品(156g，0.8mol)，收率80％。
本实施例的合成方法主要原料六氟丙烯价格低廉，容易获得；七氟异丁酸酯合成反应条件温和，原料(HFP)转化率和产物(七氟异丁酸酯)收率高；采用七氟异丁酸酯和氨气催化脱水工艺制备七氟异丁腈，既缩短了合成路线，又不使用脱水剂，提高了生产效率、降低了原料成本，并且减少了副产物排放；整个生产过程工艺操作简便安全、易于工业化生产。
实施例2
一种本发明的七氟异丁腈的合成方法，其合成路线图如图3所示。该合成方法包括以下步骤：
步骤(1)：七氟异丁酸盐的合成
首先将反应系统加热抽真空除水，用高纯氮气吹扫整个系统除去其中的氧气；冷却反应釜到常温，在氮气保护下，向反应釜内通入四乙二醇二甲醚(222.28g，1mol)，加入干燥的氟化铯(90g，0.59mol)，搅拌，加热升温到70℃；然后再计量通入六氟丙烯(HFP)(118.5g，0.79mol)和二氧化碳(26g，0.59mol)，过程中反应釜压力控制在0.1MPa～0.2Mpa，保温反应8小时。反应结束后分离氟碳层(HFP二聚体/三聚体，约21g)，TG层(四乙二醇二甲醚)过滤除去TG，用苯洗涤滤饼，滤饼干燥得到七氟异丁基铯盐(131.5g，0.38mol)。
步骤(2)：七氟异丁酸甲酯的合成
将酸化反应釜加热抽真空除水，在氮气保护下，将步骤(1)制得的七氟异丁基铯盐(131.5g，0.38mol)一次性加入反应釜中，计量通入无水氟化氢(40g，2mol)，保温搅拌4小时，使七氟异丁基铯盐酸化；酸化结束后，蒸发过量HF，残留物过滤除去CsF，回收；用甲醇(64g，2mol)洗涤CsF，萃取CsF中夹带的少量七氟异丁酸，与滤液(七氟异丁酸)合并得到七氟异丁酸甲醇溶液；
在氮气保护下将甲醇(64g，2mol)和上述七氟异丁酸甲醇溶液(含七氟异丁酸大概68.5g，0.32mol)加入酯化反应釜中，50℃保温反应6小时，进行酯化反应；酯化反应结束后，蒸馏反应产物得到无色透明液体，收集35℃～37℃馏分得到七氟异丁酸甲酯(66.1g，0.29mol)，收率为76.3％。
步骤(3)：七氟异丁酰胺的合成
将反应系统加热抽真空除水，在氮气保护下将步骤(2)反应得到的七氟异丁酸甲酯(66.1g，0.29mol)和100ml甲醇下快速投入到反应釜中，然后计量通入氨气(8.5g，0.5mol)，在40℃下保温反应3小时，得到七氟异丁烯酰胺(52.25g，0.25mol)，收率为86.2％。
步骤(4)：七氟异丁腈的合成
将反应系统加热抽真空除水，在氮气保护下将步骤(3)反应得到的七氟异丁酰胺(52.25g，0.25mol)和二甲基甲酰胺(109.6g，1.5mol)搅拌下快速投入到反应釜，然后缓慢加入吡啶(79.9g，1.01mol)和三氟乙酸酸酐(107.1g，0.51mol)，在-20℃下反应5小时，反应结束后收集气体七氟异丁腈(37g，0.19mol)，收率为76％。
本实施例的合成方法所选原料均商品化可得，主要原料六氟丙烯可大量供应，价格低廉；七氟异丁酸酯的合成反应条件温和，反应转化率和收率高，容易获得高品质的七氟异丁酰酰胺；各步骤产物均易于分离，产物纯度高，工艺操作简便安全、易于工业化生产。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种七氟异丁腈的合成方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)、将六氟丙烯与二氧化碳在氟化盐的催化下反应，得到七氟异丁酸盐；
(2)、将所得七氟异丁酸盐酸化，然后与醇进行酯化反应，得到七氟异丁酸酯；
(3)、将所得七氟异丁酸酯与氨反应、脱水，得到七氟异丁腈。
2.根据权利要求1所述的七氟异丁腈的合成方法，其特征在于，步骤(3)中，将所得七氟异丁酸酯与氨反应、脱水，具体是指：将七氟异丁酸酯加热气化，并与氨气混合形成混合气体，将混合气体通入催化剂塔中与脱水催化剂进行催化脱水反应，得到七氟异丁腈。
3.根据权利要求2所述的七氟异丁腈的合成方法，其特征在于，步骤(3)中，混合气体中七氟异丁酸酯与氨气的摩尔比为1：(1～10)。
4.根据权利要求2所述的七氟异丁腈的合成方法，其特征在于，步骤(3)中，催化脱水反应过程中，催化剂塔的温度控制在200℃～800℃。
5.根据权利要求2所述的七氟异丁腈的合成方法，其特征在于，步骤(3)中，脱水催化剂选自硅、铝、锰、硼、钒、钡、锆、铈、钍的氧化物或盐。
6.根据权利要求1所述的七氟异丁腈的合成方法，其特征在于，步骤(3)中，将所得七氟异丁酸酯与氨反应、脱水，具体是指：先将七氟异丁酸酯与氨反应，得到七氟异丁酰胺；然后将七氟异丁酰胺经脱水剂脱水，得到七氟异丁腈。
7.根据权利要求6所述的七氟异丁腈的合成方法，其特征在于，步骤(3)中，七氟异丁酸酯与氨反应步骤中，氨与七氟异丁酸酯的摩尔比为(1.0～3.0)：1；反应温度控制在0℃～80℃；反应压力控制在0.1MPa～1MPa；反应时间控制在1h～20h；氨选自氨水、氨的醇溶液或氨气；反应溶剂选自醇类溶剂、醚类溶剂、腈类溶剂、酰胺类溶剂和砜类溶剂中的一种或多种；反应溶剂与七氟异丁酸酯的摩尔比为(1～10)：1。
8.根据权利要求6所述的七氟异丁腈的合成方法，其特征在于，步骤(3)中，将七氟异丁酰胺经脱水剂脱水的步骤中，脱水剂选自酰氯、酸酐、五氧化二磷和三氯氧磷中的一种或多种；七氟异丁酰胺与脱水剂的摩尔比为(0.5～1)：1；反应温度为-40℃～180℃；反应时间为1h～20h。
9.根据权利要求1～8中任意一项所述的七氟异丁腈的合成方法，其特征在于，步骤(1)中，氟化盐选自氟化锂、氟化钠、氟化钾、氟化铯和氟化锌中的一种或多种；六氟丙烯与二氧化碳的摩尔比为(0.5～1.5)：1；反应溶剂选自醚类溶剂、腈类溶剂、酰胺类溶剂、砜类溶剂中的一种或多种；反应溶剂与氟化盐的摩尔比为(1～25)：1；反应温度为-50℃～100℃；反应压力为0.1MPa～2MPa；反应时间为1h～20h。
10.根据权利要求1～8中任意一项所述的七氟异丁腈的合成方法，其特征在于，步骤(2)中，酸化反应过程中所用的酸选自无水氟化氢、氢氟酸、硫酸、磷酸、硝酸或盐酸；酸化反应过程中酸与七氟异丁酸盐的摩尔比为(1～5)：1；酸化反应的温度为0℃～80℃；酸化反应的压力为0.1MPa～5MPa；酸化反应的时间为1h～20h；酯化反应过程中所用的醇为甲醇、乙醇或丙醇；酯化反应过程中七氟异丁酸与醇的摩尔比为(1～10)：1；酯化反应的温度为0℃～150℃；酯化反应的压力为0.1MPa～5MPa；酯化反应的时间为1h～20h。
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