[发明专利]一种提高含氟烷基乙醇收率的方法

说明书

技术领域    

本发明涉及含氟烷基乙醇技术领域，特别涉及一种提高含氟烷基乙醇收率的方法。

背景技术   

含氟烷基乙醇是一种非常重要的含氟化学中间体。通过它能够制备一系列的表面活性剂、润滑剂、疏水疏油剂，在造纸业，皮革业及药物合成和有机化学方面具有非常重要的作用。

对于含氟烷基乙醇其合成方法通常为含氟烷基乙基碘的水解。现有的合成方法有两种，一种是发烟硫酸法如公开号为GB 994607的英国专利，这是工业制备含氟烷基乙醇的常用方法；一种是亚硝酸钠法如公告号为CN1146533C的中国专利，方法比较温和，且可以一锅法合成，方便、简洁，但收率却比较低。对于如何能够低成本，高收益的生产含氟烷基乙醇仍然是我们追求的目标。

发明内容   

为了解决以上现有技术中存在的高成本、低收率的问题，本发明提供了一种更为经济、收率更高的生产含氟烷基乙醇的方法。

原料含氟烷基乙基碘的生产方式有过氧化物或偶氮类引发剂引发、过渡金属催化以及溶剂型反应，本发明仅针对溶剂型反应生产的含氟烷基乙基碘进行研究。以溶剂型生产出的含氟烷基乙基碘进行一系列的精制处理，以发烟硫酸为反应物进一步生产含氟烷基乙醇的合成路线如下式所示：

 其中，Rf基团为碳原子数1～20的全氟烷基或者是部分含氟的烷基

本发明是通过以下措施实现的：

一种提高含氟烷基乙醇收率的方法，包括以下步骤：

（1）将溶剂法生产的含氟烷基乙基碘在70～80℃，负压-0.6～-0.8MPa条件下，利用负压分水器脱除极性溶剂和水，随之共沸的物料通过分水器下部阀门放回加热釜中；

（2）在90～100℃条件下，将步骤（1）中脱除杂质的含氟烷基乙基碘在1.5小时内加入发烟硫酸中，然后保温搅拌1小时，得到反应产物，含氟烷基乙基碘与发烟硫酸中三氧化硫的质量比为1：1.1～1.6，发烟硫酸中三氧化硫的重量百分比为20-25%；

（3）将反应产物加入到亚硫酸钠水溶液中，其中水的质量为发烟硫酸质量的1.25～2倍，亚硫酸钠的量为含氟烷基乙基碘的25.5～23.5%，加热至回流，保持回流1小时，然后经过蒸馏和减压精馏，得到含氟烷基乙醇。

在本发明所述的方法中，所使用的原料为溶剂法生产出的含氟烷基乙基碘，具体使用的为极性溶剂和水的混合物作为反应介质。极性溶剂所指的是乙腈，甲醇，乙醇或二氯甲烷，优选的使用乙腈或甲醇作为极性溶剂。

虽然在反应之前对反应原料进行提纯纯化是一种惯用手段，纯化后可以使反应平衡常数移动而达到提高转化率的目的，但由于化学反应动力学的复杂性，对产物的收率，有时是难以预测的。本发明通过对含氟烷基乙基碘的纯化，使反应产物含氟烷基乙醇的收率提高8%以上，甚至可以提高近13%，从本领域的普通技术人员的角度考虑，只是提高反应原料的纯度一般是不会使收率提高这么多的，因此在本发明的方法过程中，还发生了其他我们无法解释和预测的事情，从而使收率能够提高这么多，因此本发明方法的效果具有非显而易见性。

本发明的有益效果：

1、本发明生产含氟烷基乙醇的方法是一种高收率、低成本的方法，同时具有反应时间短，工艺简单的特点，适宜工业化生产；

2、反应过程中加入发烟硫酸的步骤会产生碘，可回收利用。

具体实施方式

为了更好的理解本发明，下面结合具体实施例来进一步说明。

全氟烷基乙基碘的制备：

在10L不锈钢耐压反应釜中加入全氟已基碘4000g，保险粉500g，碳酸氢钠200g，碳酸钠25g，抽真空并用高纯氮气置换3次，利用负压加入纯水1500ml，乙腈3000ml。开启搅拌，加热升温至60℃，连续加入乙烯。6小时后，釜内乙烯压力不再下降，放出反应物料，分离有机相得到4880g，理论纯度87%。

同样方法制备全氟辛基乙基碘，理论纯度82%。

实施例1

在500ml四口烧瓶中，加入制备的全氟已基乙基碘800g，上部配置分水器、冷凝器，负压装置，升温至70～80℃，负压控制在-0.6～-0.8MPa，并不断将带出的原料放回釜内。持续4小时后，不再有明显水份蒸出，停止操作，釜料剩余695g。