[发明专利]制备六氟异丙醇的连续方法

说明书

发明背景

六氟异丙醇(1，1，1，3，3，3-六氟-2-丙醇，本文缩写为HFIP)被用作药物和农用化学品的中间体，作为溶剂或电子器件中的清洁剂，以及由于其能溶解多种聚合物的能力而用于分析应用中。HFIP表现出强的氢键，并且将结合并溶解大多数具有接受点如氧、双键、或胺基团的分子。由于强的氢键，与许多醚或胺形成了稳定的可蒸馏的络合物。HFIP可溶于水和大多数有机溶剂中。它是挥发性的(沸点58.2℃)并且极性的物质，具有高的密度、低的粘度和低的表面张力。HFIP对紫外光是透明的并且具有低的折射率。

六氟异丙醇(HFIP)通常通过六氟丙酮(HFA)和/或HFA水合物的氢化而制备，例如使用包含浆液催化剂的间歇反应器。此类方法具有有限的容量和较长的循环时间；同时催化剂消耗、催化剂细粉的移除、以及催化剂回收是有问题的。

Katsuhara等人在美国专利4,564,716中描述了使用非均相催化剂体系用于HFA水合物氢化的方法，其是典型的间歇氢化方法。Katsuhara等人公开了将HFA水合物氢化而不是HFA，以减少对于反应高浓度的有毒的HFA和在反应温度(70-100℃)下包含低沸点的HFA(-28℃)所需压力的忧虑。在该方法中，催化剂在间歇反应结束时在反应器中沉淀。然后抽出一部分液体产品，但是约10％的催化剂随着液体被抽出，需要添加催化剂以补充初始装料并且使催化剂回收复杂化。

间歇氢化与连续方法相比具有不足之处，例如每一批次加热和冷却所需的能量和循环时间。因此，间歇方法中的反应时间仅是总体循环时间的一部分，所以该反应器的生产率比连续体系低的多。

Kawai等人在GB 2,073,181中描述了用于HFA的连续蒸汽相氢化以形成HFIP的方法，其通过在30-140℃下使HFA和氢气的混合物穿过固体催化剂固定床。虽然对间歇方法进行了改进，但是蒸汽相氢化方法还具有缺点。由于放热的氢化反应所释放的热量，整个催化剂床有高温出现。该温度上升可造成催化剂床热点，其可导致副产物形成(包括氢氟酸的形成)并且缩短催化剂寿命。

以上所列的应用中对HFIP的需求正快速增加。希望改善用于HFA氢化的可用方法。本发明提供了这样的方法。

发明概述

本发明提供了制备六氟异丙醇的连续方法，该方法包括：(a)在混合设备中使六氟丙酮与六氟异丙醇和氢气接触以制备液体进料流；(b)将液体进料流引入到包含固载化氢化催化剂的反应器中以将六氟丙酮转化成六氟异丙醇并提供产物流；以及(c)从产物流回收至少一部分六氟异丙醇。与启动相比，该方法适用于稳态操作。也就是说，在启动期间，填充包括混合设备和反应器的反应器体系，并且无六氟异丙醇被回收。

所述反应器可以是填充床反应器或浆液反应器。所述反应器优选是填充床反应器。有利的是，至少一部分产物流通过再循环至混合设备以提供步骤(a)中的HFIP而被再循环。

附图简述

图1是用于本发明中的具有填充床反应器的连续反应器体系。

发明详述

本发明包括在反应器体系中制备六氟异丙醇(HFIP)的连续液相方法，所述反应器体系包括混合设备和反应器。所述方法包括：(a)在混合设备中使六氟丙酮(HFA)与六氟异丙醇(HFIP)和氢气接触以制备液体进料流；(b)将进料流引入到包含固载化氢化催化剂的反应器中，以将HFA转化成HFIP以提供氢化的产物流；以及(c)从产物流回收至少一部分HFIP。优选地，至少一部分产物流通过再循环至混合设备以提供步骤(a)中的HFIP而被重复利用。

HFA/HFIP和氢气的接触步骤

本发明方法中的第一步是在混合设备中使HFA与HFIP和氢气接触以制备液体进料流。可将HFA与HFIP和氢气按顺序依次接触或者同时接触。HFIP可作为溶剂添加，或者HFIP可作为氢化的产物流的一部分即作为再循环流添加。调整该接触步骤中的温度、压力和HFA与HFIP的相对量，使得HFA溶解在HFIP中，并且所述混合物为HFA的HFIP溶液。

所述进料流基本上是液体形式的。优选的是，氢气溶解在液体HFA/HFIP溶液中。然而，所述液体流可包含一些气相形式的氢。优选地，以一定量和一定速率添加氢气以使HFA/HFIP溶液饱和。

所述接触步骤可在混合设备中执行。“混合设备”是指广义上的任何体系，其中以一定方式使HFA与HFIP和氢气接触以便产生混合效应。例如，混合设备可在HFIP与HFA和氢气的进料管的交叉点处。更典型的是所述混合设备是混合容器。优选地，所述混合设备选自机械搅拌罐如高压釜，或在线静态搅拌器。