[发明专利]氢氟醚化合物以及它们的制备和使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及部分氟化的醚化合物。在其它方面，本发明还涉及用于制备部分氟化的醚化合物的方法以及它们的使用方法。

背景技术

氢氟醚化合物(HFE)包括一类可商购获得的化合物。在众多应用中，已发现氢氟醚可用作氯氟烃(CFC)的替代物。由于据信CFC对环境具有不利影响，因此目前CFC不受欢迎且受管制。已发现，氢氟醚化合物对地球臭氧层的损害低于CFC，这是因为例如它们通常更易于在地球大气中降解。因此，据称氢氟醚化合物表现出低“臭氧损耗潜势”。

可由多种不同的方法来制备氢氟醚化合物，这些方法包括例如全氟化酰基氟的烷化反应(通过电化学氟化作用或通过直接氟化作用制备)、全氟化酮的烷化反应(通过全氟化酰基氟与全氟化烯烃的反应制备)、以及四氟乙烯(TFE)的光致氧化反应。上述方法具有各种优点和缺点。例如，后一种方法需要处理较危险的试剂TFE，并且还会形成通常需要进一步纯化的多种产物混合物。

发明内容

由于对环境友好的化合物的需求持续增长，我们认识到存在对能够达到多种不同应用性能要求的HFE，以及它们有效且高性价比的制备方法的持续需要。上述方法将优选能够灵活且可控地制备具有定制结构和物理特性的氢氟醚化合物，而不会产生多种产物混合物。

简单地讲，在一个方面，本发明提供了包含两个末端氟烷基和一个取代或未取代居间氧亚甲基的氢氟醚化合物，每个氟烷基仅包含一个氢原子和可选的至少一个链接(也就是处于链中的)杂原子；但所述氢原子须是单氟亚甲基部分的组成部分。所述氧亚甲基优选被取代(也就是说，至少一个键合碳的氢原子被可选地包含至少一个链接杂原子的烷基或氟烷基置换)。

已发现，通过典型包括全氟烯烃(或全氟乙烯醚)对一元醇连续自由基和阴离子加成反应的简便方法，可灵活地制备多功能的新型正常液体氢氟醚化合物。通过改变原料的性质和加入步骤的次序，能够可控地获得具有定制结构和物理特性的HFE。

本发明的HFE可被用于多种不同的应用中，这些应用包括例如用作涂层沉积中的溶剂、用作清洁液或干燥液、用作干洗液、用作聚合反应介质、用作灭火介质、用作文献保存介质、用作热传递剂、用作发泡中所用的泡孔尺寸调节剂、用作蒸汽相焊接中所用的热传递剂，以及用作金属切割或成形中的金属加工剂。至少一些HFE表现出出乎意料的高热稳定性，从而使得它们尤其可用于高温应用中。因此，本发明的至少一些实施例可满足上述对HFE的持续需求(以及对它们有效且高性价比制备方法的持续需求)，所述HFE能够满足多种不同应用的性能要求。

在另一个方面，本发明还提供了一种制备所述氢氟醚化合物的方法，所述方法包括(a)提供(1)至少一种可选地包含至少一个链接杂原子的全氟烯烃或全氟乙烯基醚起始化合物，和(2)至少一种单官能或多官能(优选单官能)的且可选地包含至少一个链接杂原子的烃醇或可加成的氟碳醇；(b)对所述起始化合物与所述醇进行自由基型加成反应或阴离子型加成反应以形成至少一种第一氟代醇中间体；(c)提供至少一种与所述起始化合物相同或不同的全氟烯烃或全氟乙烯基醚修饰化合物；和(d)对所述修饰化合物与所述第一氟代醇中间体进行阴离子型加成反应或自由基型加成反应以形成至少一种第二氟代醇中间体(如果使用多官能醇，并且在步骤(b)中进行阴离子型加成反应)或至少一种氢氟醚化合物；但步骤(b)和(d)的加成反应类型须不同；并且，当所述醇为单官能醇时，步骤(b)的加成反应须进一步为自由基型加成反应。

即使在使用多官能醇时，仍优选地首先实施自由基型加成反应。另外，使用多官能醇一般涉及额外的步骤(e)，其中实施阴离子型加成反应以将第二氟代醇中间体转变为氢氟醚化合物。

在其它方面，本发明还提供了使用本发明的氢氟醚化合物的以下方法：

用于将杂质(例如油或油脂、颗粒或水)从制品中除去的方法，所述方法包括使制品与包含至少一种本发明的氢氟醚化合物的组合物接触。

用于灭火的方法，所述方法包括将包含至少一种本发明的氢氟醚化合物的组合物施用于火。

用于制备泡沫塑料的方法，所述方法包括在至少一种可发泡聚合物或至少一种可发泡聚合物前体的存在下蒸发发泡剂混合物，所述发泡剂混合物包含至少一种本发明的氢氟醚化合物。

用于蒸汽相焊接的方法，所述方法包括通过将至少一个包含焊料的部件浸没到包含至少一种本发明的氢氟醚化合物的氟化液蒸汽体中来熔融焊料。

用于传递热的方法，所述方法包括通过使用包含至少一种本发明的氢氟醚化合物的热传递剂在热源和散热器之间传递热。