CN113412252A - 氢氟烯烃及其使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种氢氟烯烃化合物，该氢氟烯烃化合物由以下通式(I)表示：
Figure DDA0003199678440000011
，其中RF1为氢原子或CH3，并且(iii)RF1为具有1至10个碳原子且任选地包含一个或多个链中杂原子的直链或支链全氟化烷基基团；并且RF2为氟原子或具有1至8个碳原子且任选地包含一个或多个链中杂原子的直链或支链全氟化烷基基团；前提条件是当RF2为氟原子时，则RF1包含至少2个碳原子；或者(iv)RF1和RF2键合在一起以形成具有4至8个碳原子且任选地包含一个或多个链中杂原子的环结构。

Description

氢氟烯烃及其使用方法
技术领域
本公开涉及氢氟烯烃及其制备和使用方法，并且涉及包括它们的工作流体。
背景技术
各种氢氟烯烃化合物描述于例如美国专利申请公布2006/0106263和RU专利公布2245319中。
发明内容
在一些实施方案中，提供了氢氟烯烃。氢氟烯烃由以下通式(I)表示：
Figure BDA0003199678430000011
其中RH为氢原子或CH3；并且
(i)RF1为具有1至10个碳原子且任选地包含一个或多个链中杂原子的直链或支链全氟化烷基基团；并且RF2为氟原子或具有1至8个碳原子且任选地包含一个或多个链中杂原子的直链或支链全氟化烷基基团；前提条件是当RF2为氟原子时，则RF1包含至少2个碳原子；或者
(ii)RF1和RF2键合在一起以形成具有4至8个碳原子且任选地包含一个或多个链中杂原子的环结构。
本公开的以上概述不旨在描述本公开的每个实施方案。本公开中的一个或多个实施方案的细节也阐述在以下说明中。依据说明书和权利要求书，本公开的其它特征、目标和优点将显而易见。
具体实施方式
对可靠性、持续小型化的不断增加的需求以及在非清洁过程中制造的电子部件中越来越多的故障，所有组合起来增加了对在电子器件制造中使用清洁溶剂的关注。由于对工业以及消费电子产品的需求迅速上升，电子工业已快速增长。清洁溶剂被特别设计成可依赖地溶解用于生产此类工业和消费电子产品的常见制造油脂和油(例如，具有式CnH2n+2的烃)。部分地由于它们的低可燃性、高密度、低粘度、低表面张力、以及导致使用后从组分中快速蒸发的较高蒸气压，表明出高烃溶解度水平的氟化清洁溶剂适用于此类应用。此外，与烃溶剂形成鲜明对比的是，氟化清洁溶剂最大程度地减少了清洁后留在部件上的残余物的量。
目前，用于从表面溶解和去除此类油脂和油(即，长链烃)或其他有机物的流体包括流体共混物，所述流体共混物包含例如反式-1，2-二氯乙烯、1，1，1-三氯乙烷(TCA)、三氯乙烯和二氯甲烷。就此类流体共混物而言，该方法的一个缺点是组合物比率随清洁流体寿命而变化的趋势。这种组成比率的变化继而导致安全问题，并且损害清洁流体的性能。因此，无毒、不可燃并且烃溶解度高的单一组合物清洁流体将对电子清洁行业具有显著益处。此外，蒙特利尔议定书规定，目前采用的一些材料为消耗臭氧的物质或具有毒性问题。
鉴于对环境友好且低毒性的化合物的需求不断增加，除了强清洁能力之外，还需要提供低环境影响和毒性的新型长链烃烷烃清洁流体。最后，此类清洁流体应当能够使用高性价比的方法来制造。
一般来讲，本公开提供了一类可用作清洁流体(或清洁流体的组分)的新型化合物。化合物为氢氟烯烃(HFO)，其向现有清洁流体提供更好的清洁和物理特性，以及提供更短的大气寿命、更低的全球变暖潜势和更低的毒性，以提供更可接受的环境特性。此外，本公开的氢氟烯烃可高性价比地制造。
如本文所用，“链中杂原子”意指除了碳之外的原子(例如，氧、氮或硫)，该原子键合至碳链(直链或支链或在环内)中的至少两个碳原子以便形成碳-杂原子-碳链。
如本文所用，“卤化”(例如，涉及化合物或分子，诸如“卤化HFO”的情况)是指存在至少一个键合碳的卤素原子。
如本文所用，“氟-”(例如，涉及基团或部分，诸如“氟代亚烷基”或“氟代烷基”或“氟烃”)或“氟化的”意指(i)部分地氟化，使得存在至少一个键合碳的氢原子，或者(ii)全氟化的。
如本文所用，“全氟-”(例如，涉及基团或部分，诸如“全氟亚烷基”或“全氟烷基”或“全氟烃”)或“全氟化的”意指完全地氟化，使得除非另外表明，否则不存在可被氟替换的键合碳的氢原子。
如本文所用，单数形式“一个”、“一种”和“所述”包括复数指代，除非内容清楚指示其它含义。如本说明书和所附实施方案中所用的，除非所述内容明确地另有规定，否则术语“或”通常以其包括“和/或”的含义使用。
如本文所用，通过端点表述的数值范围包括该范围内所包含的所有数值(例如，1至5包括1、1.5、2、2.75、3、3.8、4和5)。
除非另外指明，否则本说明书和实施方案中所使用的表达量或成分、特性测量等的所有数字在所有情况下均应理解成由术语“约”来修饰。因此，除非有相反的说明，否则在上述说明书和所附实施方案列表中示出的数值参数可根据本领域的技术人员利用本公开的教导内容寻求获得的期望特性而变化。最低程度上说，并且在不试图将等同原则的应用限制到受权利要求书保护的实施方案的范围内的情况下，每个数值参数应至少根据所报告的有效位数并通过应用惯常的四舍五入法来解释。
在一些实施方案中，本公开涉及由以下结构式(I)表示的氢氟烯烃：
Figure BDA0003199678430000031
其中RH为氢原子或CH3；并且
(i)RF1为含有1至10个、1至8个、1至6个、或1至4个碳原子且任选地包含一个或多个链中杂原子的直链或支链全氟化烷基基团；并且RF2为氟原子(F)或含有1至8个、1至6个、或1至4个碳原子且任选地包含一个或多个链中杂原子的直链或支链全氟化烷基基团；或者
(ii)RF1和RF2键合在一起以形成具有4至8个或4至6个碳原子且任选地包含一个或多个链中杂原子的环结构。
在一些实施方案中，当RF2为F时，RF1包含至少2个碳原子。在一些实施方案中，当RF2为F，并且RF1包含2个碳时，并且RH不为CH3。
在一些实施方案中，上述链中杂原子中的任一者可为仲O杂原子，其中O键合到两个碳原子上。在一些实施方案中，任何上述链中杂原子均可为叔N杂原子，其中N键合到三个全氟化碳原子上。
在一些实施方案中，本公开的氢氟烯烃可拥有优异的烃溶解度，使得它们高度适用作清洁溶剂。就这一点而言，在一些实施方案中，任何上述氢氟烯烃可具有如下定义的溶解度因子：
溶解度因子(SF)＝((LSH/14)-1)-3.5((T-70)/70)2+0.643，
其中LSH是根据本公开的实施例的最大可溶性烃测试测定的，并且T是流体的标准沸点(以摄氏度计)。在一些实施方案中，LSH(在室温下)可以整数增量从14变化至25，从17变化至23，或从17变化至21。在一些实施方案中，任何上述化合物可具有大于0、大于0.1、大于0.2、大于0.5、大于1.0、大于1.1或大于1.2的溶解度因子(SF)。
在一些实施方案中，根据ASTM D-3278-96e-1测试方法(“通过小型闭杯装置测定液体闪点(Flash Point of Liquids by Small Scale Closed Cup Apparatus)”)，本公开的氢氟烯烃化合物中的氟含量可足以使化合物不可燃。
在各种实施方案中，通式(I)的化合物的代表性示例包括下列化合物：
Figure BDA0003199678430000051
Figure BDA0003199678430000061
在一些实施方案中，本公开的氢氟烯烃在宽操作温度范围内可能是有用的。就这一点而言，在一些实施方案中，本公开的氢氟烯烃可具有不低于30、40或50摄氏度并且不高于130、120、110、100、90或80摄氏度的沸点。
在一些实施方案中，本公开的氢氟烯烃可为疏水的、相对化学惰性的和热稳定的。这种氢氟烯烃化合物可具有较低的环境影响。就此而言，本公开的氢氟烯烃化合物可具有小于500、小于300、小于200、小于100、小于10、或小于1的全球变暖潜能(GWP)。如本文所用，GWP为基于化合物结构的化合物的全球变暖潜能的相对量度。由政府间气候变化委员会(IPCC)于1990年定义且于2007年更新的化合物的GWP计算为在指定积分时间范围(ITH)内，相对于释放1千克CO2引起的变暖，释放1千克化合物引起的变暖。
Figure BDA0003199678430000062
在该公式中，ai为大气中每单位质量的化合物增加的辐射强迫(由于该化合物的IR吸收引起的穿过大气的辐射通量的改变)，C为化合物的大气浓度，τ为化合物的大气寿命，t为时间，并且i为受关注的化合物。通常接受的ITH为100年，这表示短期效应(20年)和长期效应(500年或更长)之间的折中。假定大气中有机化合物i的浓度遵循准一级动力学(即，指数式衰减)。相同时间间隔内的CO2浓度采用从大气交换和去除CO2的更复杂模型(Bern碳循环模型)。
在一些实施方案中，本公开的化合物可通过氟化烯烃与烃醇的自由基加成，之后经由乙酰化和乙酸盐的热解进行两步净脱水而产生。
在一些实施方案中，本公开进一步涉及包含上述氢氟烯烃化合物作为主要组分的工作流体。例如，基于工作流体的总重量计，工作流体可包含至少25重量％、至少50重量％、至少70重量％、至少80重量％、至少90重量％、至少95重量％或至少99重量％的上述氢氟烯烃化合物。除了氢氟烯烃化合物，基于工作流体的总重量计，工作流体还可包含总计至多75重量％、至多50重量％、至多30重量％、至多20重量％、至多10重量％或至多5重量％的以下组分中的一种或多种：醇类、醚类、烷烃、烯烃、卤代烯烃、全氟化碳、全氟化叔胺、全氟醚、环烷烃、酯类、酮类、环氧乙烷类、芳族化合物、硅氧烷、氢氯烃、氢氯氟烃、氢氟烃、氢氯烯烃、氢氯氟烯烃、氢氟醚、砜、全氟砜或它们的混合物。可选择此类附加组分以改变或增强用于特定用途的组合物的特性。
在一些实施方案中，本公开涉及包含一种或多种本公开的氢氟烯烃化合物的清洁组合物。在使用中，清洁组合物可用于从基底的表面去除(例如，溶解)污染物。就这一点而言，本公开还涉及包含本公开的氢氟烯烃化合物和一种或多种污染物(其例如已由氢氟烯烃化合物从基底去除)的组合物。在此类实施方案中，基于组合物的总重量计，本公开的氢氟烯烃化合物可以至少25重量％、至少50重量％、至少75重量％、至少95重量％、或至少99重量％的量存在。在一些实施方案中，污染物可包括长链烃烷烃(例如，具有式CnH2n+2，其中n大于5、10、15或20)。
在一些实施方案中，本公开的清洁组合物可包含一种或多种共溶剂。在一些实施方案中，基于氢氟烯烃化合物和共溶剂的总重量计，氢氟烯烃化合物可以大于50重量％、大于60重量％、大于70重量％、大于80重量％、大于90重量％、或大于95重量％的量存在于清洁组合物中。
在示例性实施方案中，共溶剂可包括醇类、醚类、烷烃、烯烃、卤代烯烃、全氟化碳、全氟化叔胺、全氟醚、环烷烃、酯类、酮类、环氧化物、芳族化合物、卤代芳族化合物、硅氧烷、氢氯烃、氢氯氟烃、氢氟烃、氢氟烯烃、氢氯烯烃、氢氯氟烯烃、氢氟醚或它们的混合物。可用于清洁组合物中的共溶剂的代表性示例可包括甲醇、乙醇、异丙醇、叔丁醇、甲基叔丁基醚、甲基叔戊基醚、1，2-二甲氧基乙烷、环己烷、2，2，4-三甲基戊烷、正癸烷、萜烯(例如，α-蒎烯、莰烯和柠檬烯)、反式-1，2-二氯乙烯[从列表去除？]、顺式-1，2-二氯乙烯、甲基环戊烷、萘烷、癸酸甲酯、乙酸叔丁酯、乙酸乙酯、邻苯二甲酸二乙酯、2-丁酮、甲基异丁基酮、萘、甲苯、p-氯三氟甲苯、三氟甲苯、双(三氟甲基)苯、六甲基二硅氧烷、八甲基三硅氧烷、全氟己烷、全氟庚烷、全氟辛烷、全氟三丁胺、全氟-N-甲基吗啉、全氟-2-丁基氧杂环戊烷、二氯甲烷、氯环己烷、1-氯丁烷、1，1-二氯-1-氟乙烷、1，1，1-三氟-2，2-二氯乙烷、1，1，1，2，2-五氟-3，3-二氯丙烷、1，1，2，2，3-五氟-1，3-二氯丙烷、2，3-二氢全氟戊烷、1，1，1，2，2，4-六氟丁烷、1-三氟甲基-1，2，2-三氟环丁烷、3-甲基-1，1，2，2-四氟环丁烷、1-氢十五氟庚烷或它们的混合物。例如，可选择此类共溶剂以针对具体用途改变或增强清洁组合物的溶解特性，并且可按使得所得组合物不具有闪点的比率(共溶剂与氢氟烯烃化合物的比率)来使用此类共溶剂。
在各种实施方案中，清洁组合物可包含一种或多种表面活性剂。合适的表面活性剂包括那些在氟化烯烃中充分可溶，并且通过溶解、分散或取代污染物促进污染物去除的表面活性剂。一类可用的表面活性剂是那些具有小于约14的亲水-亲脂平衡(HLB)值的非离子表面活性剂。示例包括乙氧基化醇、乙氧基化烷基酚、乙氧基化脂肪酸、烷基芳基磺酸盐、甘油酯、乙氧基化氟代醇和氟化磺酰胺。可使用具有互补特性的表面活性剂的混合物，其中将一种表面活性剂添加到清洁组合物中以促进去除油性污染物，并将另一种添加到清洁组合物中以促进去除水溶性污染物。表面活性剂，如果使用的话，可添加足够的量以促进污染物去除。通常，基于表面活性剂和氢氟烯烃化合物的总重量计，表面活性剂以0.1重量％至5.0重量％的量，或约0.2重量％至2.0重量％的量添加。
在一些实施方案中，如果对于某些应用而言是理想的，则清洁组合物还可包含一种或多种溶解的或分散的气体、液体或固体添加剂(例如，二氧化碳气体、稳定剂、抗氧化剂或活性碳)。
在一些实施方案中，本公开还涉及处于其清洁后状态的上述清洁组合物。就这一点而言，本公开涉及上述清洁组合物中的任一种，该清洁组合物包含溶解、分散或以其他方式包含在其中的一种或多种污染物。
在一些实施方案中，污染物可包括轻质烃类污染物；较高分子量的烃类污染物如矿物油和油脂；碳氟化合物类污染物，例如全氟聚醚类、溴三氟乙烯低聚体(回转仪用流体)和三氟氯乙烯低聚体(液压流体、润滑剂)；硅油和硅脂；助焊剂；颗粒；水；以及在精密、电子、金属和医疗器件清洁中遇到的可被去除的其他污染物。在一些实施方案中，本公开的氢氟烯烃化合物可特别适于去除长链烃烷烃污染物(例如，具有式CnH2n+2的烃，其中n大于9)。
在一些实施方案中，基于清洁后的清洁组合物中氢氟烯烃和污染物的总重量计，污染物可以介于0.0001重量％和0.1重量％之间、介于0.1重量％和10重量％之间或介于10重量％和20重量％之间；或至少5重量％、至少10重量％或至少20重量％的量(单独地或共同地)存在于清洁后的清洁组合物中。
在一些实施方案中，本公开的清洁组合物可以气体状态或液体状态(或这两者)中任一种形式使用，以及可使用任何已知或未来的“接触”基底的技术。例如，可将液体清洁组合物喷洒或刷涂到基底上，可将气体清洁组合物吹过基底，或者可将基底浸入气体或液体组合物中。高温、超声能量和/或搅拌可有利于清洁。各种不同的溶剂清洁技术已在B.N.Ellis in Cleaning and Contamination oj Electronics Components andAssemblies，Electrochemical Publications Limited，Ayr，Scotland，pages182-94(1986)(B.N.Ellis，“电子部件和组件的清洁和污染”，电化学出版有限公司，苏格兰艾尔，第182-194页，1986年)中有所描述，该文献全文以引用方式并入本文。
有机基底和无机基底均可通过本公开的方法进行清洁。基底的代表性示例包括金属；陶瓷；玻璃；聚碳酸酯；聚苯乙烯；丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物；天然纤维(和由其衍生的织物)，诸如棉、丝绸、毛皮、绒面、皮革、亚麻布和羊毛；合成纤维(和织物)，诸如聚酯、人造丝、丙烯酸类树脂、尼龙或它们的共混物；包含天然和合成纤维的共混物的织物；以及上述材料的复合物。在一些实施方案中，本工艺可用于精确清洁电子部件(例如电路板)、光学或磁介质、或医疗器件。
在一些实施方案中，本公开涉及用于清洁基底的方法。清洁方法可通过使受污染的基底与如上所述的清洁组合物接触来进行。
在一些实施方案中，本公开的氢氟烯烃化合物(或包含其的工作流体或热传递流体)可在各种应用中用作热传递剂(例如，用于半导体工业中集成电路工具的冷却或加热，包括工具，诸如干法蚀刻器、集成电路测试仪、光刻曝光工具(步进器)、灰化器、化学气相沉积设备、自动测试设备(探针)、物理气相沉积设备(例如溅射器)以及气相焊接流体和热冲击流体。
在一些实施方案中，本发明还涉及用于热传递的装置，该装置包括器件以及用于向器件或从器件传递热的机构。用于传递热的机构可包括包含一种或多种本公开的氢氟烯烃化合物的热传递流体或工作流体。
所提供的用于热传递的装置可包括器件。器件可为待冷却、加热或维持在预定温度或温度范围内的部件、工件、组件等。此类器件包括电子部件、机械部件和光学部件。本公开的器件的示例包括但不限于微处理器、用于制造半导体器件的晶圆、功率控制半导体、配电开关齿轮、电力变压器、电路板、多芯片模块、封装和未封装的半导体器件、激光器、化学反应器、燃料电池、热交换器以及电化学电池。在一些实施方案中，器件可包括冷却器、加热器或它们的组合。
在其它实施方案中，器件可包括电子器件，诸如处理器(包括微处理器)。由于这些电子器件的功率变得越来越大，因此每单位时间产生的热的量增多。因此，热传递机构在处理器性能中起重要作用。热传递流体通常具有良好的热传递性能、良好的电相容性(甚至用于“间接接触”应用中，诸如那些使用冷却板的应用)，以及低毒性、低(或非)可燃性和低环境影响。良好的电相容性需要热传递流体候选者表现出高介电强度、高体积电阻率以及对极性材料的低溶解力。另外，热传递流体应表现出良好的机械相容性，即，其不应以不利的方式影响典型的构造材料，并且其应具有低倾点和低粘度以在低温操作期间维持流动性。
所提供的装置可包括用于传递热的机构。机构可包括热传递流体。热传递流体可包含一种或多种本公开的氢氟烯烃化合物。可通过将热传递机构放置成与器件热接触来传递热。当将热传递机构放置成与器件热接触时，热传递机构从器件除去热或向器件提供热，或将器件维持在选定温度或温度范围。热流的方向(从器件流出或流向器件)由器件和热传递机构之间的相对温差决定。
热传递机构可包括用于管理热传递流体的设施，包括但不限于泵、阀门、流体约束系统、压力控制系统、冷凝器、换热器、热源、散热器、制冷系统、主动温度控制系统和被动温度控制系统。合适的热传递机构的示例包括但不限于：等离子体增强化学气相沉积(PECVD)工具中的温控晶圆承载器、用于模具性能测试的温控测试头、半导体处理设备内的温控工作区、热冲击测试浴贮液器和恒温浴。在一些系统中，诸如蚀刻器、灰化器、PECVD室、蒸气相焊接器件和热冲击测试仪，所期望的操作温度上限可为高达170℃、高达200℃、或甚至高达230℃。
可通过将热传递机构放置成与器件热连通来传递热。当将热传递机构放置成与器件热连通时，热传递机构从设备除去热或向设备提供热，或将设备维持在选定温度或温度范围。热流的方向(从器件流出或流向器件)由器件和热传递机构之间的相对温差决定。所提供的装置还可包括制冷系统、冷却系统、测试设备和加工装置。在一些实施方案中，所提供的装置可为恒温浴或热冲击测试浴。
在一些实施方案中，本公开涉及用于蓄电池组(例如锂离子蓄电池组)的热管理系统。该系统可包括蓄电池组以及与蓄电池组热连通的工作流体。工作流体可包含一种或多种本公开的氢氟烯烃。
实施方案列举
1.一种氢氟烯烃化合物，所述氢氟烯烃化合物由以下通式(I)表示：
Figure BDA0003199678430000111
其中RH为氢原子或CH3；并且
(i)RF1为具有1至10个碳原子且任选地包含一个或多个链中杂原子的直链或支链全氟化烷基基团；并且RF2为氟原子或具有1至8个碳原子且任选地包含一个或多个链中杂原子的直链或支链全氟化烷基基团；前提条件是当RF2为氟原子时，则RF1包含至少2个碳原子；或者
(ii)RF1和RF2键合在一起以形成具有4至8个碳原子且任选地包含一个或多个链中杂原子的环结构。
2.根据实施方案1所述的氢氟烯烃化合物，其中所述氢氟烯烃化合物具有大于0的溶解度因子。
3.根据前述实施方案中任一项所述的氢氟烯烃化合物，其中根据ASTM D-3278-96e-1测试方法，所述氢氟烯烃化合物是不可燃的。
4.一种工作流体，所述工作流体包含根据实施方案1-3中任一项所述的氢氟烯烃，其中基于所述工作流体的总重量计，所述氢氟烯烃以至少25重量％的量存在于所述工作流体中。
5.一种组合物，所述组合物包含：
根据实施方案1-3中任一项所述的氢氟烯烃化合物；以及
污染物；
其中基于所述组合物的总重量计，所述氢氟烯烃以至少25重量％的量存在于所述组合物中。
6.根据实施方案5所述的组合物，其中所述污染物包括长链烃烷烃。
7.一种清洁组合物，所述清洁组合物包含：
根据实施方案1-4中任一项所述的氢氟烯烃化合物或工作流体；以及
共溶剂。
8.根据实施方案7所述的清洁组合物，其中基于所述氢氟烯烃化合物和所述共溶剂的总重量计，所述氢氟烯烃化合物大于所述清洁组合物的50重量％。
9.根据实施方案7-8中任一项所述的组合物，其中所述共溶剂包括醇类、醚类、烷烃、烯烃、卤代烯烃、全氟化碳、全氟化叔胺、全氟醚、环烷烃、酯类、酮类、环氧化物、芳族化合物、卤代芳族化合物、硅氧烷、氢氯烃、氢氯氟烃、氢氟烃、氢氟烯烃、氢氯烯烃、氢氯氟烯烃、氢氟醚或它们的混合物。
10.一种清洁组合物，所述清洁组合物包含：
根据实施方案1-3中任一项所述的氢氟烯烃化合物；以及
表面活性剂。
11.根据实施方案10所述的组合物，其中基于所述氢氟烯烃化合物和所述表面活性剂的总重量计，所述清洁组合物包含0.1重量％至5重量％的表面活性剂。
12.根据实施方案10-11中任一项所述的组合物，其中所述表面活性剂包括非离子表面活性剂，所述非离子表面活性剂包括乙氧基化醇、乙氧基化烷基酚、乙氧基化脂肪酸、烷基芳基磺酸盐、甘油酯、乙氧基化氟代醇、氟化磺酰胺或它们的混合物。
13.一种用于热传递的装置，所述装置包括：
器件；以及
用于向所述器件或从所述器件传递热的机构，所述机构包含工作流体，所述工作流体包含根据实施方案1-3中任一项所述的氢氟烯烃化合物。
14.根据实施方案13所述的用于热传递的装置，其中所述器件选自微处理器、用于制造半导体器件的半导体晶片、功率控制半导体、电化学电池、蓄电池组、配电开关齿轮、电力变压器、电路板、多芯片模块、封装的或未封装的半导体器件、燃料电池和激光器。
15.根据实施方案13所述的用于热传递的装置，其中所述用于传递热的机构是系统中用于维持电子器件的温度或温度范围的部件。
16.一种传递热的方法，所述方法包括：
提供器件；以及
使用热传递流体向所述器件或从所述器件传递热，所述热传递流体包含根据实施方案1-3中任一项所述的氢氟烯烃化合物。
17.一种用于蓄电池组的热管理系统，所述热管理系统包括：
蓄电池组；以及
与所述蓄电池组热连通的工作流体；
其中所述工作流体包含根据实施方案1-3中任一项所述的氢氟烯烃化合物。
18.一种用于从基底去除污染物的方法，所述方法包括以下步骤：
使基底与根据实施方案1-3中任一项所述的氢氟烯烃化合物接触；
其中所述污染物包括长链烃烷烃。
实施例
本公开的目标和优点通过下面的例示性实施例进一步说明。除非另外指明，否则实施例和说明书的其它部分中使用的所有份数、百分比、比例等均按重量计，并且实施例中使用的所有试剂均得自或可得自一般化学品供应商，诸如例如美国密苏里州圣路易斯的西格玛奥德里奇公司(Sigma-Aldrich Corp.，Saint Louis，MO，US)或者美国马萨诸塞州黑弗里尔的阿法埃莎公司(Alfa Aesar，Haverhill，MA，US)，或者可以通过常规的方法合成。
本文使用以下缩写：mL＝毫升，mol＝摩尔，g＝克，℃＝摄氏度。“室温”是指大约20℃至25℃的环境温度，并且典型平均值为23℃。
表1.材料
Figure BDA0003199678430000141
Figure BDA0003199678430000151
测试方法
最大可溶性烃(LSH)：每种氢氟烯烃化合物的LSH通过在室温(25℃)和50℃下，以按重量计约1∶1至1∶2的氢氟烯烃：烃比率，将化合物与不同分子量的烃(CnH2n+2，其中n＝9至24)混合来测定。LSH值报告为式CnH2n+2中与氢氟烯烃相容而肉眼不呈现雾度的最长烃的n值。较大的n值在本文中被解释为表明氢氟烯烃清洁烃的能力较大。
闪点：闪点根据ASTM D-3278-96 e-1“Standard Test Methods for Flash Pointof Liquids by Small Scale Closed-Cup Apparatus(通过小号闭杯装置测试液体闪点的标准测试方法)中概述的程序测量。根据ASTM测试方法，表明无闪点的材料被认为是不可燃的。
样品制备
实施例1：3，4，5，5，5-五氟-3-(三氟甲基)戊-1-烯
Figure BDA0003199678430000152
向600mL Parr反应器中装入乙醇(185g，4mol)和过氧-2-乙基己酸叔戊酯(22g，0.05mol)，然后密封，冷却至-78℃，并且排空至10托。从圆筒中装入全氟-2-丁烯(200g，1mol)，并且将系统密封并且在搅拌下加热至70℃，持续72小时。将反应器冷却，并且用水将混合物洗涤两次，并且用饱和碳酸氢钠水溶液洗涤一次。分离出含氟化合物相，并且收集到244g的产物。将样品在硅胶上干燥并用于下一反应中而无需进一步纯化。
为1000mL圆底3颈烧瓶配备顶置式搅拌器、加料漏斗、冷水冷凝器和热电偶，然后装入3，4，5，5，5-五氟-3-(三氟甲基)戊-2-醇(244g，0.99mol)和蒙脱石K10(1g)。在快速搅拌下经由加料漏斗添加乙酸酐(212g，2.08mol)。在轻微放热停止后，将混合物在60℃下搅拌过夜。将烧瓶冷却至室温，并且经由加料漏斗缓慢地添加稀释的碳酸氢钠溶液。在室温下搅拌1小时后，将混合物倒入分液漏斗。测试水相为酸性，并且重复该过程。分离出氟碳化合物相，用水洗涤，然后在硫酸钠上干燥。获得218g的产物。
热分解乙酸盐，并且通过分馏来分离标题产物。结构由GC-MS和NMR验证。根据ASTM方法D7236-96 e-1使样品经受闪点分析，并且未识别到闪点。
实施例2：1，1，2，2，3，3，4，4，5，6-十氟-5-异丙烯基-环己烷的制备
Figure BDA0003199678430000161
向600mL Parr反应器中装入异丙醇(69g，1.15mol)、过氧-2-乙基己酸叔戊酯(2g，0.01mol)和全氟环己烯(75g，0.29mol)，然后密封并加热至70℃，并且剧烈搅拌过夜。将反应器冷却至室温，并且将反应器内容物转移到分液漏斗中。将含氟化合物相用水洗涤两次，然后置于配有蒸馏头和磁力搅拌器的100mL烧瓶中。蒸馏烧瓶内容物，直至罐温升至110℃。收集到32.6g的材料并用于下一反应中而无需进一步纯化。
以类似于实施例1的方式，将多氟化醇中间体酰化并热分解以产生标题化合物。产物由GC-MS验证。
实施例3：1，1，2，2，3，3，4，4，5，6-十氟-5-乙烯基-环己烷的制备
Figure BDA0003199678430000171
向600mL Parr反应器中装入乙醇(53g，1.15mol)、全氟环己烯(75g，0.29mol)和过氧-2-乙基己酸叔戊酯(2g，0.01mol)，密封，然后在剧烈搅拌下加热至70℃过夜。将反应器冷却，并且用水将混合物洗涤两次，并且用饱和碳酸氢钠水溶液洗涤一次。将粗产物在硅胶上干燥、过滤，然后蒸馏至高达120℃的罐温。收集剩余的反应器内容物并用于下一反应中而无需进一步纯化。
以类似于实施例1的方式，将多氟化醇中间体酰化并热分解以产生标题化合物。产物由GC-MS验证。
实施例4：1，1，2，2，3，3，4-七氟-5-异丙烯基-环戊烷的制备
Figure BDA0003199678430000172
向600mL Parr反应器中装入异丙醇(85g，1.4mol)和过氧-2-乙基己酸叔戊酯(3.5g，0.02mol)，然后密封，冷却至-78℃，并且排空至10托。从圆筒中装入全氟环戊烯(100g，0.47mol)。将系统密封并且加热至70℃，并且剧烈搅拌过夜。将反应器冷却，并且用水将混合物洗涤两次，并且用饱和碳酸氢盐溶液洗涤一次。将产物在硅胶上干燥，并且由GC-FID分析。将样品过滤并蒸馏至110℃的罐温。收集罐内容物，并且纯产物由GC-FID验证。
以类似于实施例1的方式，将多氟化醇中间体酰化并热分解以产生标题化合物。结构由GC-MS和NMR验证。
实施例5：1，1，2，2，3，3，4-七氟-5-乙烯基-环戊烷的制备
Figure BDA0003199678430000181
向600mL Parr反应器中装入乙醇(85g，1.85mol)和过氧-2-乙基己酸叔戊酯(3.5g，0.02mol)，然后密封，冷却至-78℃，并且排空至10托。从圆筒中装入全氟环戊烯(100g，0.47mol)。将系统密封并且加热至70℃，并且剧烈搅拌过夜。将反应器冷却，并且用水将混合物洗涤两次，并且用饱和碳酸氢盐溶液洗涤一次。蒸馏出未反应的F-环戊烯和乙醇，直至罐温升至100℃以上。收集罐内容物，得到123.7g的纯产物。
以类似于实施例1的方式，将多氟化醇中间体酰化并热分解以产生标题化合物。产物由GC-MS验证。
实施例6：3，4，5，6，6，6-六氟-3，5-双(三氟甲基)己-1-烯的制备
Figure BDA0003199678430000182
以类似于实施例1-5的方式，使全氟-4-甲基-2-戊烯与乙醇反应以得到多氟化醇中间体。将该中间体酰化并热分解，以产生标题化合物。产物由GC-MS验证。
结果
表2汇总了实施例1和实施例4的最大可溶性烃(LSH)测试的结果。表2中示出的结果表明，本发明的氢氟烯烃高度适于用于清洁应用的流体。
表2.最大可溶性氢
Figure BDA0003199678430000191
实施例1未表现出闪点。未观察到实施例4在暴露于直接火焰时在开式盘中燃烧。
在不脱离本公开的范围和实质的情况下，对本公开进行的各种变型和更改对于本领域的技术人员而言将变得显而易见。应当理解，本公开并不旨在受本文中示出的例示性实施方案和实施例的不当限制，并且此类实施例和实施方案仅以举例的方式呈现，本公开的范围旨在仅受本文中如下示出的权利要求书的限制。在本公开中引用的所有参考文献都以引用的方式全文并入本申请。

Claims (18)

1.一种氢氟烯烃化合物，所述氢氟烯烃化合物由以下通式(I)表示：
Figure FDA0003199678420000011
其中RH为氢原子或CH3；并且
(i)RF1为具有1至10个碳原子且任选地包含一个或多个链中杂原子的直链或支链全氟化烷基基团；并且RF2为氟原子或具有1至8个碳原子且任选地包含一个或多个链中杂原子的直链或支链全氟化烷基基团；前提条件是当RF2为氟原子时，则RF1包含至少2个碳原子；或者
(ii)RF1和RF2键合在一起以形成具有4至8个碳原子且任选地包含一个或多个链中杂原子的环结构。
2.根据权利要求1所述的氢氟烯烃化合物，其中所述氢氟烯烃化合物具有大于0的溶解度因子。
3.根据权利要求1所述的氢氟烯烃化合物，其中根据ASTM D-3278-96 e-1测试方法，所述氢氟烯烃化合物是不可燃的。
4.一种工作流体，所述工作流体包含根据权利要求1所述的氢氟烯烃，其中基于所述工作流体的总重量计，所述氢氟烯烃以至少25重量％的量存在于所述工作流体中。
5.一种组合物，所述组合物包含：
根据权利要求1所述的氢氟烯烃化合物；以及
污染物；
其中基于所述组合物的总重量计，所述氢氟烯烃以至少25重量％的量存在于所述组合物中。
6.根据权利要求5所述的组合物，其中所述污染物包括长链烃烷烃。
7.一种清洁组合物，所述清洁组合物包含：
根据权利要求1所述的氢氟烯烃化合物或工作流体；以及
共溶剂。
8.根据权利要求7所述的清洁组合物，其中基于所述氢氟烯烃化合物和所述共溶剂的总重量计，所述氢氟烯烃化合物大于所述清洁组合物的50重量％。
9.根据权利要求7所述的组合物，其中所述共溶剂包括醇类、醚类、烷烃、烯烃、卤代烯烃、全氟化碳、全氟化叔胺、全氟醚、环烷烃、酯类、酮类、环氧化物、芳族化合物、卤代芳族化合物、硅氧烷、氢氯烃、氢氯氟烃、氢氟烃、氢氟烯烃、氢氯烯烃、氢氯氟烯烃、氢氟醚或它们的混合物。
10.一种清洁组合物，所述清洁组合物包含：
根据权利要求1所述的氢氟烯烃化合物；以及
表面活性剂。
11.根据权利要求10所述的组合物，其中基于所述氢氟烯烃化合物和所述表面活性剂的总重量计，所述清洁组合物包含0.1重量％至5重量％的表面活性剂。
12.根据权利要求10所述的组合物，其中所述表面活性剂包括非离子表面活性剂，所述非离子表面活性剂包括乙氧基化醇、乙氧基化烷基酚、乙氧基化脂肪酸、烷基芳基磺酸盐、甘油酯、乙氧基化氟代醇、氟化磺酰胺或它们的混合物。
13.一种用于热传递的装置，所述装置包括：
器件；以及
用于向所述器件或从所述器件传递热的机构，所述机构包含工作流体，所述工作流体包含根据权利要求1-3中任一项所述的氢氟烯烃化合物。
14.根据权利要求13所述的用于热传递的装置，其中所述器件选自微处理器、用于制造半导体器件的半导体晶片、功率控制半导体、电化学电池、蓄电池组、配电开关齿轮、电力变压器、电路板、多芯片模块、封装的或未封装的半导体器件、燃料电池和激光器。
15.根据权利要求13所述的用于热传递的装置，其中所述用于传递热的机构是系统中用于维持电子器件的温度或温度范围的部件。
16.一种传递热的方法，所述方法包括：
提供器件；以及
使用热传递流体向所述器件或从所述器件传递热，所述热传递流体包含根据权利要求1所述的氢氟烯烃化合物。
17.一种用于蓄电池组的热管理系统，所述热管理系统包括：
蓄电池组；以及
与所述蓄电池组热连通的工作流体；
其中所述工作流体包含根据权利要求1所述的氢氟烯烃化合物。
18.一种用于从基底去除污染物的方法，所述方法包括以下步骤：
使基底与根据权利要求1所述的氢氟烯烃化合物接触；
其中所述污染物包括长链烃烷烃。
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